裝配式鋼筋砼生態擋土墻的技術應用

周曉靖

裝配式鋼筋砼生態擋土墻的技術應用

周曉靖

傳統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，不能美化景觀環境，缺少生態經濟社會效益，而且開山挖石，廢材廢料，對環境造成不良影響。

本文研發的鋼筋砼生態擋土墻，是一種裝配式復合鋼筋砼柱板式擋土墻。它由預制帶肋夾心板和后澆鋼筋砼立柱疊合而成。其中預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，先把預制帶肋夾心板安裝于墻上，然后以預留的肋槽和翼緣為?？?，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栽培植物，形成立體綠化與結構一體化的生態擋土墻。可應用于鐵路、公路、水利和城鎮建設中，帶來可觀的社會經濟效益，市場應用前景廣闊。

圖1

圖2

圖3

一、裝配式鋼筋砼生態擋土墻的結構形式

本裝配式鋼筋砼生態擋土墻的結構形式如圖1～4所示，它由現澆鋼筋砼底板1、預制復合秸稈纖維生態砼帶肋夾心板2和后澆鋼筋砼立柱3組成。其中預制復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，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留的方孔25做到連續貫通。 所述預制復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環境需要，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砼。

圖4

圖5

二、裝配式鋼筋砼生態擋土墻結構設計與施工

1.結構設計

從本裝配式鋼筋砼生態擋土墻的結構形式可以看出，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擋土墻結構設計就可按照現澆鋼筋砼柱板式擋土墻的結構設計方法進行，即壁板按T型截面連續板進行結構計算，立柱按懸臂梁進行結構設計。

2.預制生產和施工

本裝配式鋼筋砼生態擋土墻中的預制復合秸稈纖維生態砼帶肋夾心板采用的是工廠化預制生產，具體的生產過程是：先在專用的生產平臺上擺好預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，然后經脫模養護即可。

安裝施工時，首先澆筑擋土墻的底板混凝土并預留好立柱的搭接鋼筋，待底板混凝土的強度達到設計強度的70%后，再把預制帶肋夾心板安裝上墻，這時其上預留的肋槽和翼緣就是后澆鋼筋砼立柱的?？颍缓笸ㄟ^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栽培植物，形成綠化擋土墻。

三、秸稈纖維砼配合比設計

在裝配式鋼筋砼生態擋土墻中，秸稈纖維砼開口空心盒子的采用是實現擋土墻結構--綠化一體化的關鍵。生產施工時，它作為預制帶肋夾心板中的填充塊，起到了降低自重和節約混凝土的作用。待施工完成后，則需作為生態植物箱，以滿足植物生長的生態環境要求。因此，選擇科學合理的秸稈纖維砼配合比至關重要。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，應滿足防護安全要求和構建不同生態系統的需求；

（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，并要參加一定數量的減水劑；

（5）抗壓強度不小于1MPa。

四、技術特點和優勢

裝配式鋼筋砼生態擋土墻，與傳統漿砌石擋墻和混凝土擋墻相比，具有以下技術特點和優勢：

（1）實現了立體綠化—結構一體化，美化了景觀環境。本裝配式鋼筋砼生態擋土墻采用密肋夾心板的結構形式，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、節約了混凝土，又作為生態植物箱，滿足了植物生長的生態環境要求，實現了擋土墻的立體綠化--結構一體化。

（2）采用裝配式建筑的生產和施工方式，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環境要求，又利用了我國豐富的秸稈可再生資源，符合國家環境治理和城鎮立體綠化的發展方向、為秸稈的綜合利用提供了一條新路徑。

（4）綜合造價低，經濟和社會效益明顯。本裝配式鋼筋砼生態擋土墻，由于采用了秸稈纖維砼生態植物箱作為預制密肋夾心板的胎膜和填充塊，既發揮了密肋夾心板的結構優勢，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擋土墻如生態袋、石籠網以及柔性生態自嵌式擋墻系統相比，具有承載力大，整體性好，綜合造價低等優勢，經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）