周曉靖

裝配式鋼筋砼生態(tài)擋土墻的技術(shù)應(yīng)用

周曉靖

傳統(tǒng)漿砌石擋墻與混凝土擋墻能起到護坡和防止水土流失的作用，但是受到工藝等方面的限制，不能美化景觀環(huán)境，缺少生態(tài)經(jīng)濟社會效益，而且開山挖石，廢材廢料，對環(huán)境造成不良影響。

本文研發(fā)的鋼筋砼生態(tài)擋土墻，是一種裝配式復(fù)合鋼筋砼柱板式擋土墻。它由預(yù)制帶肋夾心板和后澆鋼筋砼立柱疊合而成。其中預(yù)制帶肋夾心板中的填充塊為石膏基秸稈纖維砼空心盒子。施工時，先把預(yù)制帶肋夾心板安裝于墻上，然后以預(yù)留的肋槽和翼緣為?？?，封模澆筑鋼筋砼立柱，即可形成帶有壁框的裝配式柱板擋土墻。這種擋土墻施工完成后，可在其上的秸稈纖維砼開口空心盒子內(nèi)栽培植物，形成立體綠化與結(jié)構(gòu)一體化的生態(tài)擋土墻。可應(yīng)用于鐵路、公路、水利和城鎮(zhèn)建設(shè)中，帶來可觀的社會經(jīng)濟效益，市場應(yīng)用前景廣闊。

圖1

圖2

圖3

一、裝配式鋼筋砼生態(tài)擋土墻的結(jié)構(gòu)形式

本裝配式鋼筋砼生態(tài)擋土墻的結(jié)構(gòu)形式如圖1～4所示，它由現(xiàn)澆鋼筋砼底板1、預(yù)制復(fù)合秸稈纖維生態(tài)砼帶肋夾心板2和后澆鋼筋砼立柱3組成。其中預(yù)制復(fù)合秸稈纖維砼帶肋夾心板2由底板21、橫肋板22、空心盒子23組成，所述空心盒子23是以開口向上的方式等間距的嵌在由底板21與橫隔板22圍成的矩形空腔之內(nèi)，使相鄰空心盒子之間留有方形肋槽24，并通過在橫肋板上預(yù)留的方孔25做到連續(xù)貫通。 所述預(yù)制復(fù)合秸稈纖維砼帶肋夾心板2的兩端留有翼緣26。

為滿足植物生長的生態(tài)環(huán)境需要，所述空心盒子23材料為PH值小于8、秸稈摻量小于10amp;的石膏基秸稈纖維生態(tài)砼。

圖4

圖5

二、裝配式鋼筋砼生態(tài)擋土墻結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工

1.結(jié)構(gòu)設(shè)計

從本裝配式鋼筋砼生態(tài)擋土墻的結(jié)構(gòu)形式可以看出，其后澆立柱施工完成后，就形成了一種壁框式的鋼筋砼柱板擋土墻。如果不考慮橫向肋梁對立柱的輔助作用，則本裝配式鋼筋砼生態(tài)擋土墻結(jié)構(gòu)設(shè)計就可按照現(xiàn)澆鋼筋砼柱板式擋土墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法進行，即壁板按T型截面連續(xù)板進行結(jié)構(gòu)計算，立柱按懸臂梁進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。

2.預(yù)制生產(chǎn)和施工

本裝配式鋼筋砼生態(tài)擋土墻中的預(yù)制復(fù)合秸稈纖維生態(tài)砼帶肋夾心板采用的是工廠化預(yù)制生產(chǎn)，具體的生產(chǎn)過程是：先在專用的生產(chǎn)平臺上擺好預(yù)制密肋夾心板的模具，在鋪好底板鋼筋后，開始澆筑底板的砼，然后安放秸稈纖維砼空心盒子和形成縱向方形肋槽的方管，接著澆筑橫向肋帶的砼，然后經(jīng)脫模養(yǎng)護即可。

安裝施工時，首先澆筑擋土墻的底板混凝土并預(yù)留好立柱的搭接鋼筋，待底板混凝土的強度達到設(shè)計強度的70%后，再把預(yù)制帶肋夾心板安裝上墻，這時其上預(yù)留的肋槽和翼緣就是后澆鋼筋砼立柱的?？?，然后通過封模澆筑鋼筋砼立柱，就形成了帶有壁框的裝配式柱板擋土墻。待這種擋土墻施工完成后，就可在其上的秸稈纖維砼開口空心盒子內(nèi)栽培植物，形成綠化擋土墻。

三、秸稈纖維砼配合比設(shè)計

在裝配式鋼筋砼生態(tài)擋土墻中，秸稈纖維砼開口空心盒子的采用是實現(xiàn)擋土墻結(jié)構(gòu)--綠化一體化的關(guān)鍵。生產(chǎn)施工時，它作為預(yù)制帶肋夾心板中的填充塊，起到了降低自重和節(jié)約混凝土的作用。待施工完成后，則需作為生態(tài)植物箱，以滿足植物生長的生態(tài)環(huán)境要求。因此，選擇科學(xué)合理的秸稈纖維砼配合比至關(guān)重要。要運用正交試驗法，確定秸稈纖維砼的配合比，在滿足強度要求的前提下，盡可能的降低秸稈纖維砼的堿性，以滿足植物生長的要求。根據(jù)我們的研究，其具體的性能指標要求如下：

（1）秸稈纖維混凝土的秸稈摻量、骨料粒徑、水灰比，應(yīng)滿足防護安全要求和構(gòu)建不同生態(tài)系統(tǒng)的需求；

（2）為降低秸稈纖維砼的堿性，宜采用α--型高強石膏為膠凝材料，以達到降低混凝土堿性的目的；

（3）秸稈摻量大于3%，小于10%；

（4）骨料粒徑小于20mm，α--型高強石膏用量宜為300～380kg/m3，水灰比不宜大于0.5，并要參加一定數(shù)量的減水劑；

（5）抗壓強度不小于1MPa。

四、技術(shù)特點和優(yōu)勢

裝配式鋼筋砼生態(tài)擋土墻，與傳統(tǒng)漿砌石擋墻和混凝土擋墻相比，具有以下技術(shù)特點和優(yōu)勢：

（1）實現(xiàn)了立體綠化—結(jié)構(gòu)一體化，美化了景觀環(huán)境。本裝配式鋼筋砼生態(tài)擋土墻采用密肋夾心板的結(jié)構(gòu)形式，其中的秸稈纖維砼開口空心盒子既作為填充塊，降低了自重、節(jié)約了混凝土，又作為生態(tài)植物箱，滿足了植物生長的生態(tài)環(huán)境要求，實現(xiàn)了擋土墻的立體綠化--結(jié)構(gòu)一體化。

（2）采用裝配式建筑的生產(chǎn)和施工方式，縮短了擋土墻的施工工期，降低了施工造價。

（3）填充塊采用秸稈纖維砼開口空心盒子，既滿足了植物生長的生態(tài)環(huán)境要求，又利用了我國豐富的秸稈可再生資源，符合國家環(huán)境治理和城鎮(zhèn)立體綠化的發(fā)展方向、為秸稈的綜合利用提供了一條新路徑。

（4）綜合造價低，經(jīng)濟和社會效益明顯。本裝配式鋼筋砼生態(tài)擋土墻，由于采用了秸稈纖維砼生態(tài)植物箱作為預(yù)制密肋夾心板的胎膜和填充塊，既發(fā)揮了密肋夾心板的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，又大大降低了擋土墻立體綠化的增量施工成本，與目前使用的自鎖式生態(tài)擋土墻如生態(tài)袋、石籠網(wǎng)以及柔性生態(tài)自嵌式擋墻系統(tǒng)相比，具有承載力大，整體性好，綜合造價低等優(yōu)勢，經(jīng)濟和社會效益十分明顯。

（作者單位：云南楚大高速公路擴建指揮部）