1前言
在土木工程中,挡土墙的应用己有很久的历史,传统的档土墙结构只考虑了挡土功能的主要作用,而忽略了诸如柔性、美观、施工方便和更加经济等附加效果.随着国民素质的提高,环保意识的增强,人类对于人与自然的认识不断升华,对挡土结构在景观、环保等方面 提出了更高的要求.近些年,一种新型的挡土墙结构一互嵌加筋式挡墙结构逐渐受到人们的关注,逐渐改变了人们对于水工护岸和驳岸“厚、笨、贵”的传统观念.当前,河道护岸挡墙主要有3种形式:砌石挡墙、现浇混凝土挡墙和预制砌块挡墙.随着环保和生态保护意识的提高,绿化技术越来越受到人们关注.生态挡墙兼有结构性防护功能和关化生态环境功能,近年来,越来越为工程界所关注.生态工法源于德国,1938年德国工程师Seifer首先提出了近自然河溪整治截念,并于20世纪50年代创建了近自然河道治理工程的理论与工法.之后,挡墙生态工法在欧关、日本、港台等地区取得了不断的丰富和发展,基于自然、安全、经济、适用、施工便利且美观的理念,从工程技术日渐发展成为融合工程学、美学、生态和文化于一体的治理方法.
针对河道护岸在实际工作中的所遇到的问题,本工法申报单位结合具体工程应用案例,以工程为对象、工艺为核心,对河道护岸挡墙施工进行技术创新,桩承式钢混基础和墙前布网同时施工,最后进行混凝土压顶的施工:在混凝土压顶中设置锚固头,将斜向拉筋锚固在混凝土压顶内,同时进行排水层和水泥旋喷桩施工形成挤扩头,在互嵌砌块挡墙中进行钻孔,钻至挤扩头部位,然后将锚杆插设在钻孔内,进行注浆锚固.在挡墙外侧设置鱼巢、植栽等设施.通过大量前期试验,研发了一种互嵌加筋式生态挡墙组合式河道护岸施工技术.将相关技术应用于实际工程,取得了较好的经济技术效益,并将施工技术和经验进行总结,授权发明专利1项,互嵌加筋式生态挡墙施工方法,专利号:ZL.201510282613.3,最后集成“互嵌加筋式生态挡墙组合式河道护岸施工工法”工法文本,经国家一级查新机构查新,本工法在上海市及国家级工法中未见同类报道.
2特点
2.0.1采用的互嵌式砌块内预留拉索孔,砌块搭设后通过竖向拉索进行锚固,形成整体互嵌加筋式生态挡墙,无需使用砂浆砌筑.在尽量少拆除原挡墙基础和原挡墙的条件下,设置桩承式钢混基础,在开挖的原挡墙外侧设置土工网,保证开挖后挡墙的稳定性.
2.0.2在混凝土压顶中设置锚固头,将斜向拉筋锚固在混凝土压顶内,完成对挡墙的竖
向锚固工作,同时进行排水层和水泥旋喷桩施工,在预定的深度形成挤扩头,在互嵌砌块挡墙中进行横向钻孔形成锚杆孔,钻至挤扩头部位,然后将锚杆插设在钻孔内,进行注浆锚固,完成横向锚杆施工,提高挡墙的稳定性和承载力.
2.0.3在施工过程中,采用分支同步的方法进行挡墙施工,提升了施工效率,节约了施工时间.根据当地环境的要求,在挡墙外侧设置鱼巢、植栽等设施,有利于水生动植物的存活及景观绿化,排水层的设置保证了整个墙体透水和排水的通畅性,使水能透过墙体与土壤进行自由交换,通过水体不断的循环交流,使水体达到自身净化的目的,改善水质环境.
3适用范围
该工法适用于各类临河道护岸路基防护与加固施工工程.
4工艺原理
本工法首先拆除破损的原岸堤和基础,之后同时施工基础桩和挖除部分墙后填土,然后向时进行钢混基础施工和增前布网,钢混基础中需嵌人锚固头,在钢混基础上进行互嵌砌块施工形成挡墙维形,通过互嵌砌块中的预留孔,每放一块,从预留孔中将斜向拉筋穿出,互嵌砌块达到设计高度后,立即进行混凝土压顶的施工,同时在混凝土压顶中设置锚固头,最终将斜向拉筋锚固在混凝土压顶内,完成对挡墙的竖向锚固工作,同时进行排水层和水泥旋喷桩施工,并按照预定的深度形成挤扩头,在互嵌砌块挡墙中进行横向钻孔形成锚杆孔,钻至挤扩头部位,然后将锚杆插设在钻孔内,进行注浆锚固,完成横向锚杆施工.与传统的河道护岸挡墙方式相比经济技术效益显著.对施工工艺环节中涉及生态挡墙施工中,采用公司ZL.201510282613.3等相应专利技术.
图4.1互嵌加筋式生态挡墙组合式河道护岸示意图
5工艺流程及操作要点
5.1工艺流程
互嵌加筋式生态挡墙组合式河道护岸施工工艺流程见图5.1.
图5.1互嵌加筋式生态挡墙组合式河道护岸施工工艺流程图
5.2操作要点
5.2.1拆除原岸堤和基础
设置临时挡水墙或挡水板,对河道中破损的原岸堤及相应的原挡墙基础进行拆除.
5.2.2基础桩施工及挖除部分墙后填土
在拆除后的原挡墙基础上进行基础桩的施工,在外侧施工抗拔桩、在内侧施工抗压桩,均采用PHC管桩,形成桩承式钢混基础,同时挖除部分原挡墙后填土.同时进行钢混基础和墙前防护网布设的施工,在钢混基础浇筑过程中将锚固头嵌固在预定位置,便于斜向拉筋的布设.
5.2.3互嵌砌块施工
在桩承式钢混基础上进行互嵌砌块施工形成挡墙雏形,通过互嵌砌块中的预留孔,每放置一块,就要从预留孔中将斜向拉筋穿出,并在互嵌砌块挡墙和墙后填土之间设置临时支撑,
保证互嵌砌块在砌筑施工过程中的稳定性和安全性.
5.2.4混凝土压顶施工
互嵌砌块达到设计高度后,立即进行混凝土压顶的施工,同时在混凝土压顶中设置锚固头,最终将斜向拉筋锚固在混凝土压顶内,完成对挡墙的竖向锚固工作.
5.2.5排水层和水泥旋喷桩施工
同时进行排水层和水泥炭喷桩施工,将临时支撑拆除,在互嵌砌块挡墙与墙前防护网之间填筑级配良好的碎石作为排水层,同时,在墙后预定位置处进行水泥旋喷桩的施工,并按照预定的深度分别依次进行挤扩,形成挤扩头,完成水泥旋喷桩施工.
5.2.6横向锚杆施工
待水泥旋喷桩施工养护完成后,在互嵌砌块挡墙中进行横向钻孔形成锚杆孔,当钻进深度要进入水泥旋喷桩的挤扩头部位,应放缓钻进速度,在扩大头内继续钻进1m即可停钻,然后将横向锚杆插设在钻孔内,进行注浆锚固,注浆压力控制在0.5MPa即可,完成横向锚杆施工.
5.2.7根据河道生态状况布设植被,完成互嵌加筋式生态挡墙施工
根据互嵌砌块挡墙外侧水位的高低,在互嵌砌块挡墙外侧设置上坡植被和下坡植被,并在植被内设置鱼巢,并填充一定的碎石和有机泥土,为植被和鱼群的生存提供良好环境,最终完成互嵌加筋生态挡墙的施工.
6材料与设备
6.1材料
本工法施工中所需主要材料有:
钢筋(HRB300和HRB335),水泥(P.042.5),中粗砂(细度模数2.3~3.0),,混凝土(C30),抗拔桩和抗压桩均采用PHC管桩,5~20mm的级配碎石,涉及材料均需满足相应的国家或行业标准,并附有出厂合格证,材料经常均需检验,合格方可使用.
6.2机具设备
本工法施工中所需机具设备如下表6.2.
表6.2机具设备表
序号 设备名称 规格型号 单位 数量 备注泥浆搅拌机 0021-IN 台 212 混凝土输送泵 HBT60 辆
钢筋弯箍机 HGW18 台3 14 钢筋切断机 0SO9 台 15 履带式起重机 W1-50型 辆6 经纬仪 DJ2 台 17 水准仪 DS3 台 2成孔质量检测仪 JY-ID 台8 19 插入式振动器 FH2-50 12kw 4
7 质量控制
7.1质量控制标准
7.1.1施工时,工程质量控制与验收应严格下列标准或规范执行.
2《水工挡土墙设计规范》SL379-2007:3《港口及航道护岸工程设计及施工规范》(GB50666-2011):4《给水排水管道工程施工及验收规范》(GB50268-2008):5《水利水电建设工程验收规程》(SL223-2008):
1《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002(2011版):
6《水工混凝土施工规范》(SL677-2014):
7《水工混凝土钢筋施工规范》(DL/T5169-2013):
8《水电水利工程模板施工规范》(DL/T5110-2013)
7.2质量保证措施
7.2.1加强钢材、石灰及其他材料的保管储存,对每批材料进场、下料前进行自检、报检.
7.2.2抗拔桩和抗压桩均采用PHC管桩,施工时先施工抗压桩后施工抗拔桩,基础桩施工结束后,桩顶需漏出底面以上50~60cm左右.
7.2.3排水层由5~20mm的级配碎石填筑而成,填筑厚度或宽度大于50cm.
7.2.4基础桩施工结束后,桩顶需漏出底面以上50~60cm左右,然后进行钢混基础的浇筑工作,使基础桩嵌固在钢混基础中,在浇筑过程中需安装预定好的位置布设锚固头于钢混基础中,并将及时预留拉筋孔,将斜向拉筋和锚固头连接好,基础上部应做成与互嵌砌块相互吻合或镶嵌的结构,从面便于互嵌砌1块的施工.在已开挖结束后的墙前进行防护网布设,布网时需实时监测挡墙的横竖向位移.