生態(tài)景觀擋墻在河道整治工程中的設(shè)計(jì)應(yīng)用

劉斯榮　周旭

摘 要：在河道整治工程的施工中，生態(tài)景觀擋墻的合理應(yīng)用，使河道外觀的欣賞價(jià)值得到很大的提高。同時(shí)，也在很大程度上提高了河道適應(yīng)變形的能力，大大降低了施工成本，使河道的生態(tài)環(huán)境得到有效的保護(hù)。該文就生態(tài)景觀擋墻與傳統(tǒng)擋墻進(jìn)行對(duì)比，對(duì)生態(tài)景觀擋墻的設(shè)計(jì)應(yīng)用進(jìn)行分析，提出生態(tài)景觀擋墻在河道整治工程中的實(shí)踐應(yīng)用，以便有效地減少河道整治工程的投資成本，促進(jìn)我國(guó)河道整治工程的可持續(xù)發(fā)展，以及整治施工技術(shù)水平的不斷提高。

關(guān)鍵詞：生態(tài)景觀擋墻 河道整治工程 設(shè)計(jì) 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TV85 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）02（a）-0047-02

在河道整治工程中，生態(tài)景觀擋墻的審美理念介入一改過(guò)去傳統(tǒng)的砌石、混凝土的施工形式，使河道擋墻不但具有實(shí)用性，而且還具有藝術(shù)性和可持續(xù)發(fā)展性。我國(guó)傳統(tǒng)的河道堤壩其擋土用料的體積大，不具備科學(xué)性，因此，對(duì)地基承載力的要求過(guò)高，使得擋墻顯得呆板笨蠢而沒(méi)有生氣，甚至破壞了自然生態(tài)環(huán)境。生態(tài)景觀擋墻為河道整治帶來(lái)了質(zhì)的變化，是河道整治的新飛躍。在實(shí)踐過(guò)程中，生態(tài)景觀擋墻在河道整治工程中的設(shè)計(jì)應(yīng)用，有效的解決了傳統(tǒng)擋墻帶來(lái)諸多弊病，如自身體積龐大、外觀效果不好等問(wèn)題，使河道整治工程的施工安全性得到有效提高，對(duì)于保護(hù)河道整治工程周邊的生態(tài)環(huán)境發(fā)揮著重要作用。

1 生態(tài)景觀擋墻與傳統(tǒng)擋墻的對(duì)比

一般情況下，擋墻必須滿足較好的排水功能，同時(shí)對(duì)河道周圍的土壤進(jìn)行有效的保護(hù)，在構(gòu)成不同的形態(tài)結(jié)構(gòu)的同時(shí)，還要保證實(shí)踐應(yīng)用過(guò)程中的安全性能和可靠性能，因此，擋墻的施工技術(shù)要求較高。在一般的水利工程施工中，傳統(tǒng)的重力式擋土墻使用的范圍最廣，是由混凝土結(jié)構(gòu)或者砌石堆砌而成。在實(shí)際施工過(guò)程中，重力式擋土墻在滿足安全施工和保證可靠性的條件下，很難按照綠化和水生物等所應(yīng)有的相關(guān)要求進(jìn)行施工，從而對(duì)河湖的生態(tài)環(huán)境造成了一定的影響。一般情況下，現(xiàn)澆混凝土擋墻、漿砌塊石擋墻和預(yù)制混凝土板擋墻，會(huì)使水和岸完全隔離，并且，擋墻使用混凝土砌塊和干砌的主要缺點(diǎn)是塊石之間的縫隙都非常小，一些河堤水生物難以生存，也不利于植物的生長(zhǎng)。而網(wǎng)兜石塊檔墻的外露部分在強(qiáng)烈的陽(yáng)光照射下以及河水的沖刷下非常容易損壞，即使采用金屬的網(wǎng)兜材料也很容易使人受傷，并出現(xiàn)生銹的問(wèn)題，嚴(yán)重影響網(wǎng)兜石塊墻的使用壽命。在使用木樁和竹籬作為擋墻材料時(shí)，結(jié)合編織袋裝土一起作為擋墻，一般來(lái)說(shuō)在臨時(shí)施工河段可以使用，但是，由于其耐用性不強(qiáng)，從而無(wú)法在高級(jí)工程的施工中使用。再一方面，因?yàn)橹亓κ狡鍪翂Φ捏w積十分龐大，所以，一般情況下河邊地基承載力很難達(dá)到它的要求，河道在沉降時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大變形。因此，在采用較大的擋土墻時(shí)，必須對(duì)河道的地基進(jìn)行加強(qiáng)處理，以保證地基的穩(wěn)定性，確保河道施工過(guò)程的安全性。隨著環(huán)保和節(jié)能政策的不斷推廣，采用開(kāi)山取石的方式來(lái)進(jìn)行河道整治中擋土墻的施工，已經(jīng)不能很好地適應(yīng)社會(huì)發(fā)展，并且，材料來(lái)源變得非常困難，大大增強(qiáng)河道整治工程的施工成本。

現(xiàn)代化建設(shè)中，混凝土塊為材料的新型擋土墻得到了不斷推廣，即生態(tài)景觀擋墻，與傳統(tǒng)的現(xiàn)澆混凝土擋墻、漿砌塊石擋墻和預(yù)制混凝土板擋墻相比，生態(tài)景觀擋墻具有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)。（1）擋土結(jié)構(gòu)的整體重量較輕。采用在預(yù)制混凝土塊中預(yù)留孔洞的方式，生態(tài)景觀擋墻的重量可以保持在18～20kN/m3之間，與現(xiàn)澆混凝土和石塊相比，重量輕很多，和土質(zhì)的整體重量相差不多；（2）砌塊與砌塊之間在相互咬合之中是通過(guò)榫接或者是臺(tái)階的形式構(gòu)建的。由于，砌塊與砌塊之間存在著一定的相互自然鎖定性，這樣，接觸面的剪切強(qiáng)度自然加強(qiáng)，所以，大大提高了河道的承擔(dān)壓力；（3）砌塊與墻后填土形成了一個(gè)整體結(jié)構(gòu)。在墻后填土中采用分層鋪設(shè)的技術(shù)，能夠土有效的使砌塊和墻后填土形成一個(gè)整體，這樣可以使擋土的整體結(jié)構(gòu)得到均勻受力，其受力情況得到一定改善；（4）生態(tài)景觀擋墻的施工工藝比較簡(jiǎn)單，可以有效提高施工速率和施工效率，不受天氣和溫度的限制，從而縮短施工工期；（5）通過(guò)在砌塊的表面使用涂料、繪畫(huà)等，可以使砌塊的圖樣多種多樣，使河道整治工程的整體效果更加自然。

2 生態(tài)景觀擋墻的設(shè)計(jì)應(yīng)用

根據(jù)國(guó)家相關(guān)規(guī)定、施工技術(shù)規(guī)范和施工設(shè)計(jì)規(guī)范等，生態(tài)景觀擋墻的設(shè)計(jì)，需要以加筋材料的筋帶為計(jì)算基礎(chǔ)，才能保證生態(tài)景觀擋墻的整體效果。一般生態(tài)景觀擋墻的加筋材料是土工格柵，在實(shí)踐過(guò)程中，土工格柵比筋帶加筋具有更好的施工性能，可以大大提高土體各組成結(jié)構(gòu)的力學(xué)效果。與此同時(shí)，在河道政治工程中，生態(tài)景觀砌塊氣體的墻背剩余水壓力幾乎為零，具有很好的整體連鎖效果，可以加速排水效率、適應(yīng)一定形態(tài)變形和降低主動(dòng)土壓力等，從而提高生態(tài)景觀擋墻的穩(wěn)定性和安全性。因此，根據(jù)國(guó)家相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，生態(tài)景觀擋墻的設(shè)計(jì)應(yīng)該在對(duì)地基的承載力和擋土結(jié)構(gòu)的抗剪破壞力以及抗滑穩(wěn)定性的嚴(yán)格檢測(cè)下進(jìn)行，并且，在得到各方面的可靠數(shù)據(jù)以后方可施工。這樣，才能延長(zhǎng)生態(tài)景觀擋墻的使用壽命。

現(xiàn)對(duì)某地區(qū)的河道進(jìn)行整治，根據(jù)河道的具體情況來(lái)看，整治的范圍全長(zhǎng)為845m左右，整體施工分為二個(gè)階段：第一階段河道整治的河道軸線長(zhǎng)度大約700m。河道的寬度設(shè)計(jì)是40m；第二階段河道軸線長(zhǎng)度是190m，河道寬度設(shè)計(jì)是70m左右。根據(jù)河道原來(lái)的設(shè)計(jì)方案，其施工的重力式擋墻所采用的是漿砌條塊石，給河道周圍的生態(tài)環(huán)境造成一定影響。現(xiàn)對(duì)河道進(jìn)行整治，以標(biāo)準(zhǔn)河道為基礎(chǔ)，要求底寬為35m左右、面寬為45m左右，工程靜態(tài)的總投資為574萬(wàn)元。與此同時(shí)，根據(jù)防洪規(guī)劃的相關(guān)要求，將整治河道的寬度設(shè)計(jì)為P=50%洪水位為界，設(shè)計(jì)的平臺(tái)為5m寬，采用上下錯(cuò)層鋪設(shè)的方式進(jìn)行施工。另外，設(shè)計(jì)的上下層擋墻駁岸，上層是M.75漿砌條石擋墻結(jié)構(gòu)，包含底板在內(nèi)的墻高為1.6m左右，設(shè)計(jì)頂寬為0.5m，下層是M7.5漿砌塊石擋墻結(jié)構(gòu)，包含底板在內(nèi)的墻高為4.5m左右，頂寬的設(shè)計(jì)為0.8m。在實(shí)踐過(guò)程中，采用生態(tài)景觀擋墻節(jié)約了147萬(wàn)元左右的投資，節(jié)約投資比為26%左右。在采用生態(tài)景觀擋墻進(jìn)行河道整治工程的設(shè)計(jì)應(yīng)用時(shí)，需要對(duì)如下幾個(gè)方面進(jìn)行合理計(jì)算。

2.1 地基承載力校驗(yàn)

根據(jù)河道整治工程的施工情況來(lái)看，生態(tài)景觀擋墻可以在一些承載力不強(qiáng)的地基上應(yīng)用于，可以保持較好的穩(wěn)定性，并大大提高河道整治工程的施工質(zhì)量。一般情況下，墻面的傾斜角可以根據(jù)實(shí)際情況，在10°～18°度之間進(jìn)行調(diào)整。砌塊重度與填土重度要保持一致性，所以，不需要單獨(dú)對(duì)墻基的承載力進(jìn)行校核，只需成分考慮擋土結(jié)構(gòu)與墻后填土的整體效果就可以了。根據(jù)我國(guó)地基設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，擋土高度的控制范圍是：H≤f/r，如果超過(guò)這個(gè)范圍，則必須對(duì)擋墻的地基進(jìn)行加固處理，才能保證河道的整體穩(wěn)定性。

2.2 內(nèi)部穩(wěn)定的計(jì)算

首先，最小拉結(jié)網(wǎng)層數(shù)。將土壓力計(jì)算出來(lái)，土工格柵規(guī)格一般選擇極限抗拉強(qiáng)度為50kN/m，網(wǎng)層一共是六層，下部層數(shù)的間距與上部層數(shù)的間距分別為0.060m和0.075m。每一層網(wǎng)片所承受的拉力都應(yīng)該加以分析，以便確保它的拉力在允許的范圍之內(nèi)。接著，設(shè)計(jì)分析加筋網(wǎng)片的拉結(jié)能力，這個(gè)過(guò)程應(yīng)該在加筋土發(fā)生剪切破壞的情況下來(lái)進(jìn)行，以便確保它的承受墻體上的內(nèi)部土壓力。最后，設(shè)計(jì)和分析其內(nèi)部滑移，準(zhǔn)確地得出在外部土層的壓力作用下，墻體沿著加筋網(wǎng)片滑移的距離。在實(shí)踐應(yīng)用中，根據(jù)計(jì)算結(jié)果來(lái)確定各層土工格柵強(qiáng)度、長(zhǎng)度、土工格柵型號(hào)和位置等。

2.3 外部穩(wěn)定的計(jì)算

根據(jù)規(guī)范要求，整體抗滑功能是生態(tài)景觀擋墻的重要前提，其安全系數(shù)應(yīng)該在1.30以上，對(duì)基底抗滑的穩(wěn)定性進(jìn)行設(shè)計(jì)，加筋體的寬度應(yīng)該確定為3.7m左右，土工格柵的長(zhǎng)度為4米左右，抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)為4.90，完全滿足相關(guān)規(guī)范要求。

2.4 局部稱定的分析計(jì)算

結(jié)網(wǎng)與擋土砌塊之間的連接強(qiáng)度，擋土砌塊之間抗剪強(qiáng)度和頂部無(wú)加筋擋土砌塊的抗傾覆，以保證河道整治工程施工過(guò)程的穩(wěn)定性和安全性，促進(jìn)河道整治工程順利完工。

3 結(jié)語(yǔ)

生態(tài)景觀擋墻不但具有外觀的審美價(jià)值，而且，它的結(jié)構(gòu)柔韌性能好，對(duì)變形具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，且整體連鎖性能強(qiáng)，可以批量生產(chǎn)并且施工操作方便，縮小占地面積、節(jié)約投資成本。生態(tài)景觀擋墻安全可靠，其不但能夠滿足擋土排水的需要，還可以滿足自然生態(tài)科學(xué)發(fā)展的需要。綜上所述，生態(tài)景觀擋墻在河道整治工程中的應(yīng)用，具有很好的整體效果，大大降低施工成本，滿足現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求，對(duì)于提高河道的整體穩(wěn)定性發(fā)揮著重要作用。

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