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自嵌式挡土墙是加筋土挡土结构的一种形式,它主要依靠挡土块块体砌筑、反滤土工布包裹、分层铺设土工格栅和填土夯实,通过土工格栅和锚固件连接构成的复合体自重来抵抗动静荷载,达到稳定的拟重力式结构,具有独特的设计、丰富的装饰效果、便捷的施工和良好的结构性能,在欧、美和澳大利亚等地广泛应用,我国也在水利工程中首先采用,近年来还广泛试用于高速公路、立交桥护坡、小区水岸和园林景观等工程项目中。例如威海华发九龙湾中心广场某项目园林景观工程运用自嵌式挡土墙,在海滩与展示广场间构筑起一道古朴又灵动的风景线,成功开展了面向国际的大型沙滩音乐节,形成了威海现代风情滨海风景区。
1自嵌式挡土墙结
2自嵌式挡土墙的优点
自嵌式挡土墙与普通的混凝土挡墙、块石挡墙相比,具有形式多样、适应性强、稳定性好、结构耐久、造价低廉等优点。
2.1形式多样。自嵌式挡土块作为高档的新型园林景观材料,为设计师们提供了更为广阔的想象空间,挡土块采用工厂模板生产出来的自嵌块,拥有多达200种不同的色彩可供选择,特殊的造型、不同的尺寸、块体之间上下错缝偏移产生的美感,形成了独一无二的墙面,块体和绿植的搭配使设计自然地融于周围环境从而营造出和谐舒适的景观氛围。
2.2适应性强。自嵌式挡土墙是柔性结构,能适应填土较大的变形,充分发挥墙及加筋网片的协同作用,使结构更扩展,更牢固。同时,由于结构的重量较混凝土和干砌石块轻,对地基承载的要求较低。
2.3稳定性好。自嵌式挡土墙是合重力式结构,依靠自嵌块自身的重量和加筋网片土体重量来达到稳定,此结构不需要砂浆施工,依靠块与块之间嵌固作用、墙身自重和加筋土重量来防止滑动及失稳。
2.4结构耐久。挡土块采用干垒成墙,允许流水浸过或透过挡土墙,能有效降低挡土结构后水压力,能适应小规模沉降,结构更持久耐用。
2.5造价低廉。自嵌式挡土墙因基础尺寸小、材料用量少、可一次性成型、施工时无须表面处理等,省材、省工,工程施工进度也较快,故相比传统的混凝土、块石等挡土墙造价更低。据统计,采用自嵌式挡土墙约可降低工程造价20%左右。
3自嵌式挡土墙施工
3.1施工工序
施工准备→基础处理→混凝土垫层施工→挡土块摆放→土工格栅摆放→回填土及反滤料铺设→其他层挡土块、土工格栅摆放,回填及反滤料铺设(依此类推,至设计高度)→压顶块安装→清场→坡顶防渗层施工
3.2关键控制点
3.2.1施工准备时,应根据设计要求选择合格厂家定制自嵌式挡土块,检验出厂合格证书,材料到达施工现场后要进行现场验收,出具现场验收报告(包括砖块尺寸、颜色、重量等),每批次砖块要委托有资质单位进行抗压强度、接触面摩擦等试验。
3.2.2地基基础处理上,该工程为河砂性基础,按设计开挖至设计高程后,铺设镀锌宾格石笼网并碾压密实;然后浇筑混凝土垫层,用砂卵石混合料填平缝隙后,沿施工轴线浇筑厚度500 mm、宽度1300 mm的C20混凝土基础底板,并按要求设置沉降缝,平整度误差不大于±10 mm。
3.2.3挡土块安装时,第一层自嵌式挡土块安装是关键,为确保自嵌块与垫层紧密联结,在基础浇筑完成,混凝土初凝前立即应将自嵌块嵌入其中,然后按设计要求铺设第一层土工格栅,按设计要求再逐一拼装自嵌块,需边拼装边检查沿墙纵向平直度和各块平面水平度。
3.2.4墙后粘土施工,可采用倒退法施工,每层厚度约15㎝,压实度不小于93%,注意不能破坏土工格栅。
3.2.5反滤料填筑,宜采用卵石混合料,填筑于回填土及挡土块之间,不宜采用碎石料以避免损坏土工格栅。
3.2.6挡土块砌筑时,结合设计要求,砌筑好第一层自嵌式挡土块后进行第二层及以上挡土块施工。采用人工干垒、错缝摆放,下层块体表面清理干净后,插入锚固棒摆上上一层块体,用水平尺逐块控制纵横平直情况。
3.2.7铺设土工格栅及土工布。一般情况下,当第三层自嵌块安装完成后,铺设第一层土工格栅,在两端铺设土工布。土工格栅铺设时要摊铺平整,前部镶入自嵌块中,后部拉至碾压区域后侧固定。格栅两端铺设土工布,土工布上回填30厚级配砂砾石,形成排水反滤层并填土至各层格栅处压实。
3.2.8压顶施工,挡土墙施工至设计高程后,浇筑断面并结合设计要求以混凝土压顶,要考虑坡度有利于排水。
4自嵌式挡土墙在景观工程中的适应性
国务院办公厅今年9月底发布的《关于大力发展装配式建筑的指导意见》(国办发〔2016〕71号),大力推广适用、经济、安全、绿色、美观的装配式混凝土建筑和钢结构建筑。自嵌式挡土墙所固有的设计灵巧轻盈、造型丰富多彩、色彩纯朴自然,施工方便快捷、结构性能优良、造价控制合理等特点,非常适合园林景观工程的应用。
4.1适用于墙体较高、坡度较大处。因自嵌式挡土墙结构轻盈、镶嵌牢固,通过土工格栅的连接分散相关受力良好,可应用于一般重力式墙体无法满足设计要求的地方。
4.2适用于设计色彩要求丰富多样处。因挡土块为工厂生产预制加工混凝土块,可根据景观设计要求调色,多方面满足造景需求。
4.3适用于挡墙设计要求高低起伏、弯曲迂回之处。因为是预制土块砌筑,挡土块外部尺寸可以根据设计变化,能满足高低及起伏的设计要求。
4.4适用于基础做好后施工场地较窄小处。当基础做好后,园林工程往往需要见缝插针施工,该装配式施工形式适合使用。
4.5适用于抗震要求高处。自嵌式挡土墙属于柔性结构,对于新填土地基或地震带处有较高抗震能力。
4.6适用于水流冲刷处。由于该墙具有碎石反滤结构,反滤土工布等具有自我排水能力,能在水位骤变时降低墙后水压力,有效抑制挡土墙的鼓胀和倒塌。
4.7适用于景观鱼塘等处。自嵌式挡土墙中特有的碎石、泥土在水下会形成天然鱼巢,提供鱼类天然的产卵、繁殖场所。
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论文作者:王明旺
论文发表刊物:《防护工程》2017年第14期
论文发表时间:2017/10/31
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