长江南京航道工程局 江苏南京 21000
摘要：自嵌式挡土墙是从加筋挡土墙延伸出的一种新型复合结构物，其主要由自嵌式挡土块、加筋材料、滤水填料和墙后土(砂)体组成。自嵌式挡土结构是依靠自嵌式挡土块干砌而成的柔性挡土结构，主要依靠自嵌式挡土墙块体自重来抵抗动静荷载，达到稳定的作用。目前，在我国应用较为广泛的是自嵌式景观挡土结构，该结构设计灵活、施工简便、耐久性以及自然美观等诸多特点，同时还具有造价低廉，对施工环境具有较强的适应性。基于此，文章以自嵌式挡土墙在长江某航道整治工程的应用为例，详细介绍了自嵌式挡土墙优势及特点，分析了自嵌式挡土墙结构的稳定性，从而提出自嵌式挡土墙在该航道整治中的设计要点，为自嵌式景观挡土墙在航道整治工程中的应用提供技术支撑。
关键词：自嵌式；景观挡土墙；航道整治；应用分析
1自嵌式挡土墙概述
自嵌式挡土墙与传统浆砌石挡土墙不同，传统浆砌块石挡土墙对减轻坡面修建初期的不稳定性和侵蚀方面效果很好，作用非常显著。然而随着时间的推移，岩石风化、混凝土老化及强度降低等问题逐渐显现出来，其效果也越来越差，为此不得不花费大量的资金用于工程后期维护加固。而自嵌式景观挡土墙的核心材料是一系列自重为25kg的自嵌块，作为一种重力结构，该挡土墙主要依靠自嵌块块体的自重来抵抗动静载荷，达到稳定的作用；同时该挡土墙无须砂浆砌筑，主要依靠带有后缘的自嵌块锁定作用和重量来防止滑动倾覆；在墙体较高、有活载或地基土质较差等情况下可以通过玻璃纤维土工格栅来提高整个墙体的稳定性。除此之外，自嵌式挡土墙还具有以下几点优势。
1.1经济性
自嵌式挡土墙占地少、体积小、耗材少、施工快、一次成型,无须任何表面处理或装修,因此，综合造价一般比现浇混凝土结构的挡土墙造价低25%～40%,并且墙体越高综合成本就越低。由于工厂化生产,其高强性、耐久性使它具有更高的品质保障,后期无须维护,可循环重复利用。
1.2耐久性
除了自嵌式挡土墙结构本身耐久外,块体本身也具有极高的抗压强度和抗冲击能力(特别体现在水下使用情况),同时低吸水率使它具有非常高的抗冻融能力。产品采用天然矿物质颜料并且同体材质,在急剧恶劣的环境下也不易褪色。采用的拉接网片具有非常高的抗蠕变、抗老化能力。
1.3生态性
工厂从原材料的选择到生产都严格执行品质控制标准，产品必要时掺加一定的添加剂，使产品更有利于生物生长和多样化。墙体结构更有利于空气、水、动植物、土壤形成自然的生态循环系统。由于自嵌式挡土墙材料用量少，也减少了开山劈岭，从而大大节省了天然资源。
2工程应用案例介绍
2.1自嵌式挡土墙断面设计
文章以长江某航道整治工程为例，在该整治工程325m长的护坡顶部设置阶梯型挡土墙，挡土墙分2个阶梯:上面阶梯高1.6m，墙顶设5%的坡度，采用12cm厚黏土(压实)+防水土工膜结构护面；下层阶梯高1.43m，下层顶宽4m，采用23cm厚钢丝网格+10cm厚黏土(压实)+防水土工膜结构护面。墙体由自嵌式挡土砌块、加筋材料和回填土料形成 (见图1所示)。
3自嵌式挡土墙设计要点分析
3.1设计条件确定及设计计算
长江航道整治护岸工程地质条件差，崩岸现象频繁出现，在雨季长江水位陡涨陡落，地下水压力急剧增大等。在设计时必须考虑长江水流、地下水渗流等对挡墙的影响。设计条件包括水文、地形和地质条件等，根据地形资料可以初步确定几种不同墙高，然后按照自嵌式挡土墙外部稳定、内部稳定和局部稳定计算3个部分分别对不同墙高进行稳定试算。通过稳定试算、地形和地质条件分析及简单经济分析可以选择挡土墙的墙高、阶梯墙的级数、确定挡土墙在坡上的位置。3.2挡土墙设计注意事项
3.2.1挡土墙基础
（1）通过上述稳定计算可以确定地基土承载力。长江两岸地质条件较差，一般难满足要求，可进行换填、加大基础的高度和宽度、强夯处理等处理。
（2）挡墙C20混凝土基础底部碎石垫层需碾压来碎石垫层增加密实度以提高承载力。
（3）由于自嵌式挡土墙为一种柔性挡土墙，为防止墙体不均匀沉降，混凝土基础应设置沉降缝，沉降缝一般隔10m一个、宽度一般为2～3cm。
（4）设计必须考虑防止基础的淘空，基础宜有一定埋度，且应设置防冲刷措施。
3.2.2挡土墙断面
（1）根据地形和地质条件、结构稳定、经济合理以及施工方便等因素综合确定墙体最佳断面。
（2）加筋土挡墙顶部用C20现浇混凝土做成压顶，混凝土压顶应同混凝土基础一样设置沉降缝。
（3）挡土墙基底和后方边坡，在填筑时不论是土质或岩石，原则上都应开挖成台阶形，使新填土与原边坡不形成明显的界面。
（4）由于长江两岸岸线曲折，挡墙沿纵向在平面上一般形成折线或曲线，转折处一般是墙体最弱处，因此在转角处相邻节点的筋带数量适当增加。
（5）由于长江两岸土质较差，为了增大回填土的内摩擦角，可以在开挖土里均匀加入粗砂，开挖土和粗砂混合比可以通过试验来确定。
3.2.3排水设施
（1）混凝土基础上设排水孔，孔径不小于10cm，间距3～5m;也可把沉降缝作为排水缝。
（2）滤水层可根据填料性质和水文情况根据需要设置，一般设置宽度为30～50cm。
（3）为防止滩面水渗透到墙后回填土里，在最顶层应设置防水土工膜，防水土工膜上回填土可以是黏性土，回填土厚度不应小于15cm。
3.3挡土墙的质量控制
3.3.1轴线控制
自嵌式挡土墙的轴线必须严格控制，特别是首层生态砖的砌筑，关系到以后几层的平整度及坡度，用全站仪每5m一点按图纸坐标在C20混凝土底板上放样，弧形区根据需要加密至1～2m一点，每砌筑一层后复测坐标，发现偏差立即纠正，确保墙身走向符合设计要求。
3.3.2平整度控制
C20素混凝土底板用M7.5的砂浆找平，在轴线上每5m，打控制桩拉线，控制生态砖的砌筑高差;弧线段加密为每1～2m控制桩，可与轴线同时控制。
3.3.3坡度控制
每块生态砖都有4个小孔，前排2个孔是垂直墙，后一排为墙体倾斜12°，只需将插销固定即可控制墙体的坡度。
3.3.4回填料压实度控制
本工程自嵌式挡土墙的回填料为中粗砂，人工回填中粗砂后平整，灌水再加中粗砂，人工平整后用振动器振动，检测的密实度超过0.6为合格，否则重新灌水重新振动，直到合格为止。
综上所述，自嵌式挡土墙依靠墙块自身的镶嵌功能可以防止其滑动和倾覆失稳，具有较好的适应性，在该工程中取得了较好应用效果。同时，自嵌式挡土墙无需养护，维修费用少，由于挡土墙形成12°坡度，因此占地少开挖面也小，比传统浆砌石挡土墙节省20%～35%的工程造价，比混凝土挡土墙造价低25%～40%，节省了工程支出。自嵌式景观挡土墙的应用可使整治后的长江护岸外观更优美，通过在孔种植景观植物，不仅可以美化环境，还可以调节长江航道水系的生态。
参考文献
[1]赵鸣伟,许忠发.自嵌式加筋挡土墙在河道整治工程中的应用[J].江苏水利,2012(4):23.
[2]王勇,云超.自嵌式挡墙在栗水河治理中的应用[C]//全国河湖治理与生态文明发展论坛.2016.
[3]江上熙.自嵌式生态性挡土墙在河道整治工程中的应用[J].闽西职业技术学院报，2009，（11）：122-125.
论文作者:翟华
论文发表刊物: 《建筑学研究前沿》2017年第10期
论文发表时间:2017/9/30
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