蔡海深

（江西明贛水利建設(shè)有限公司，江西 景德鎮(zhèn) 333000）

1 工程概況

自嵌式生態(tài)擋墻治理方案，主要使用自重25 kg的自嵌塊，該結(jié)構(gòu)塊能憑借自身重力抵御動(dòng)靜荷載，能有效避免傳統(tǒng)漿砌石擋墻在長期運(yùn)行過程中混凝土老化、巖石風(fēng)化等問題。在該擋墻結(jié)構(gòu)建設(shè)期間，不使用砂漿，主要借助后緣自嵌塊重量和鎖定處理，防止塊體滑動(dòng)和傾覆。對于土質(zhì)不良、墻體較高的土基，可通過玻璃纖維土工格柵材料增強(qiáng)塊體穩(wěn)定。

2 自嵌式生態(tài)擋墻設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)方案

擋墻采用0.30～0.70 m 厚、1.20 m 寬的C20 混凝土基礎(chǔ)，地基承載力在250 kPa 及以上，邊坡坡比為1∶1.50；擋墻后方回填粗砂石后通過蛙式打夯機(jī)夯實(shí)至93%的壓實(shí)度；通過錨固棒連接擋墻砌塊，錨固棒長200 mm，直徑與砌塊自鎖孔孔徑適應(yīng)。曲線施工時(shí)上方大孔對下方小孔，直線施工時(shí)上方小孔對下方小孔，擋墻墻體橫向抗彎強(qiáng)度和縱向沖擊強(qiáng)度分別控制在550～900 MPa和20～50 MPa之間。通過雙向玻纖土工格柵將擋土塊和回填土連成整體，格柵范圍內(nèi)的回填土即為拉筋土。出于排水便利并降低墻體后方剩余水壓力的考慮，必須順墻背鋪設(shè)粒徑20～40 mm 的級(jí)配碎石料，共鋪設(shè)500 mm 長度；同時(shí)將土工布鋪設(shè)于排水骨料和回填土之間，構(gòu)成反濾層。見圖1。

圖1 自嵌式生態(tài)擋墻剖面圖 單位：mm

2.2 抗拉強(qiáng)度驗(yàn)算

按照《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》相關(guān)規(guī)定展開不同深度土壓力系數(shù)、土壓力和筋帶拉力等參數(shù)值的計(jì)算，故按照每延米受力展開抗拉強(qiáng)度計(jì)算，公式如下：

式（1）～（3）中：γ0—水工結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)；Ti0—深處筋帶所承受的水平拉力；fk—筋帶標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度；γf—筋帶抗拉性能分項(xiàng)系數(shù)；γR2—筋帶抗拉性能調(diào)節(jié)系數(shù)；γQ1—筋帶荷載分項(xiàng)系數(shù)；Ti—深處筋帶水平拉力；∑σEi—深處面板水平壓應(yīng)力；Sx—筋帶結(jié)點(diǎn)水平間距；Sy—土工格柵間距。

對不同工況下該防洪治理工程自嵌式生態(tài)擋墻筋帶承受拉力及抗拉強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果見表1，由表1中結(jié)果可知，筋帶材料最大標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度為49.37 kN/m，使用設(shè)計(jì)抗拉力為80 kN/m 的雙向土工格柵材料，能較好滿足設(shè)計(jì)要求。

表1 抗拉強(qiáng)度驗(yàn)算結(jié)果表

2.3 抗拔穩(wěn)定計(jì)算

結(jié)合該防洪治理工程設(shè)計(jì)斷面尺寸及受力，筋帶長度初擬，并結(jié)合設(shè)計(jì)剖面進(jìn)行筋帶活動(dòng)長度和錨固長度的確定；根據(jù)格柵材料所承受壓力及與填土的摩擦系數(shù)確定筋帶抗拔力和有效錨固長度，并據(jù)此驗(yàn)算筋帶設(shè)計(jì)長度與規(guī)范符合性。公式：

式（4）～（5）中：TPi—在永久荷載作用下深處筋帶有效長度抗拔力；γRl—筋帶抗拔性能調(diào)節(jié)系數(shù)；f'—筋帶與填料間的摩擦系數(shù)；σi—具體深度面板水平壓應(yīng)力；bi—結(jié)點(diǎn)筋帶寬度；Lai—穩(wěn)定區(qū)內(nèi)筋帶的有效錨固長度；其余參數(shù)含義同前。

將相關(guān)參數(shù)值代入公式，可以得出該防洪治理工程自嵌式生態(tài)擋墻筋帶抗拔力和長度的計(jì)算值，結(jié)果見表2。

表2 抗拔穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果表

3 自嵌式生態(tài)擋墻施工

3.1 基礎(chǔ)開挖施工

在施工基礎(chǔ)基槽前，必須展開全面測量，準(zhǔn)確標(biāo)注出開挖線，并在獲得監(jiān)理審核簽字后開始施工。基槽底部平面應(yīng)超出外緣30 cm，根據(jù)設(shè)計(jì)要求及沖刷高度確定基槽高度。嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖中的高程、邊線和坡度開挖施工，并控制放樣的準(zhǔn)確度，防止出現(xiàn)超欠挖。該生態(tài)擋墻基礎(chǔ)采用500 mm 的換砂墊層，通過平板式振搗器壓實(shí)至95%的壓實(shí)度；為保證基礎(chǔ)承載力，應(yīng)將平整度及鋪砂層厚度誤差控制在±30 mm 以內(nèi)?；A(chǔ)埋深不得低于500 mm，沖刷地段的基礎(chǔ)埋深必須超出沖刷線。

3.2 自嵌式生態(tài)擋墻安裝

生態(tài)擋墻下部C20混凝土基礎(chǔ)底板厚500 mm、寬800 mm，每隔20 m 設(shè)置1 道沉降縫，并通過2 mm 厚的塑料泡沫板填充。平整度誤差不得超出±10 mm。

在C20 混凝土底板上安裝首層擋土塊，并將后緣切割平整，并檢查擋墻橫向水平度和縱向平直度；同一標(biāo)高的擋墻均應(yīng)按設(shè)計(jì)軸線放置。M10水泥砂漿在擋土塊底部設(shè)置底座，水平檢測儀和橡皮錘進(jìn)行表面平整度檢測與調(diào)整。

自嵌式生態(tài)擋墻后緣為凸形，二層及以上擋土塊錯(cuò)縫擺放即可，不使用砂漿等黏合劑。壘砌墻面時(shí)與垂直面形成12°夾角；在擺放上層擋土塊時(shí)必須將下層塊體表面清理干凈，并按設(shè)計(jì)尺寸插入玻纖尼龍合成錨固棒。生態(tài)擋墻塊體安裝時(shí)必須借助水平尺控制縱橫向尺寸，確保塊體準(zhǔn)確安裝。待完成首層塊體安裝后立即填土、夯實(shí)至首層土工格柵高度，再將土工格柵一端鋪設(shè)于塊體劈裂面后方的圓形孔內(nèi)，通過錨固棒錨固后填土夯實(shí)。安裝第二層土工格柵，直至設(shè)計(jì)高度。

3.3 土工格柵安裝

土工格柵鋪設(shè)時(shí)其主受力方向必須垂直于擋墻墻面，格柵網(wǎng)片鋪設(shè)前將下方回填土分層碾壓平整密實(shí)，且一次壓實(shí)厚度控制在250 mm以內(nèi)，壓實(shí)度達(dá)到95%以上；網(wǎng)片端部通過錨桿拉平?；靥钸^程中，質(zhì)量超出500 kg的重型碾壓設(shè)備均應(yīng)與墻體保持1.00 m 以上的距離；格柵網(wǎng)片鋪設(shè)完成后填土前，重型設(shè)備及行走車輛不得形式于其上，以防止網(wǎng)片出現(xiàn)過大變形或直接斷裂；同時(shí)將擋塊間的格柵網(wǎng)片夾緊長度控制在250 mm以上。自嵌式生態(tài)擋墻施工時(shí)，用2.00 m 長的雙向玻纖拉結(jié)格柵網(wǎng)片，下方回填料使用中粗砂，使用平板式振搗器按照250 mm的層厚振搗壓實(shí)，壓實(shí)度應(yīng)達(dá)到95%以上。

4 應(yīng)用效果

自嵌式生態(tài)擋墻體積小，可節(jié)省施工材料和工程造價(jià)；擋墻一次成型，表面無需裝修，施工便捷，熟練工人可在1 d內(nèi)完成10m2墻面施工，工效有保證。將高度相等、長度為10 m的漿砌石擋墻和自嵌式生態(tài)擋墻的直接費(fèi)用展開比較。自嵌式生態(tài)擋墻直接費(fèi)用節(jié)省額和節(jié)省率分別為23 347 元及38.10%；且其擋墻表面更富層次感，斷面形式也更適宜水生植物生長，可充分營造水岸景觀，打造人與自然和諧相處的自然景象，經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益十分凸出。

5 結(jié)語

該防洪治理工程于2020 年完工，運(yùn)行至今歷經(jīng)數(shù)次洪水，結(jié)構(gòu)依舊完好，既保證了河道行洪、調(diào)水補(bǔ)水功能的實(shí)現(xiàn)，又使治理河段生態(tài)環(huán)境得到顯著改善。自嵌式生態(tài)擋墻在三龍鎮(zhèn)防洪治理工程中的成功應(yīng)用使河段治理防洪標(biāo)準(zhǔn)及河道岸坡穩(wěn)定性大大提升，也為防洪河道生態(tài)治理提供了可行思路。