1.前言
国务院出台《关于加快推进生态文明建设的意见》,“绿水青山就是金山银山”,生态文明建设已上升到国家战略的高度,当前国内路基挡墙大部分采用的现浇重力式挡墙,均未结合生态绿化功能.随着装配式挡土墙立体生态植被防护的概念提出,对挡土墙要求不再仅限于其边坡挡护的实用功能,还有生态美观的需求.立体生态植被防护式装配挡土墙解决目前传统挡土墙造价偏高、占地面积多、施工耗材多、不适应软地基、施工速度滞后、景观视觉效果差、破坏生态系统、不可重复使用等问题.
自前立体生态植被防护通过桦接式装配挡墙与锚杆式装配挡墙等结构形式来实现,装配式挡墙立体生态植被防护体系施工技术在中铁二十三局成绵苍巴高速公路、德阳市青衣江东路等工程中进行了应用,对边坡挡防护采用了装配式挡墙立体植被的防护形式,装配式拼装后采用植被固土是该技术的关键,其构成的立体生态防护体系对边坡生态的稳定性具有重要意义.通过四川多南地区通过“南水装配式结构土体立体植被”的相互作用,做到了边坡挡护与生态绿化的完美结合,对解决日益迫切的工程与环境矛盾具有深远的社会意义.
2.工法特点
2.1装配式挡墙立体生态植被防护体系施工技术具有施工快捷、景观生态环保的特点,通过装配式与植被双重作用进行了边坡的挡护与固土,实现了工程与环境生态的完美结合.装配式挡墙通过填充黏土与预制件的自重进行挡墙防护,实现了挡墙防护的柔性特性,通过减少混凝土用量、挡墙内部进行植被绿化等措施,解决了工程与环境的矛盾,实现了挡墙防护的绿色施工,实现经济、环保、社会效益的最大化.
2.2装配式挡墙立体生态植被防护体系施工技术,通过建造立体植被防护,有利于将边坡环境还原至自然状态,与自然生态融为一体,避免对周围生态产生干扰,改善高速公路的行车条件,避免产生视觉疲劳,提高公路的经营形象.
2.3通过装配式挡墙构件间种植绿植技术,利用“雨水装配式结构土体立体植被”相互作用机理的达到了生态环保的目的.立体生态植被对挡墙混凝土外观进行遮挡,整个墙面呈现绿色景观,且绿植种植可根据当地特色选择绿化方案,具有绿化多样性,实现墙体与大自然相协调、美化了公路沿线的景观.
2.4装配式生态挡墙比传统的挡墙节省混凝土60%以上,达到了环境植被破坏小、混凝土用量少,具有省工省料、低碳环保、节能减排的特点.
3.适用范围
高速公路、铁路、市政道路等工程挡墙立体生态植被防护施工.
4.工艺原理
4.1装配式挡墙和现浇挡墙工艺对比
4.1.1传统现浇混凝土挡墙防护体系:传统的混凝土挡土墙混凝土用量较大,成本较高,与周边环境的协调度不佳,另外,工程量大、施工速度慢、需要大量的人工,在施工中涉及到立模板、混凝土的浇筑及养护、拆模板等工序,施工周期长,施工质量不易控制,且对周围环境造成一定程度的破坏.
图4.1-1传统现浇混凝土挡墙
4.1.2装配式挡墙立体生态植被防护体系:装配式挡墙是预制构件拼装成柔性结构,预制构件框架内填充填黏土,通过装配式结构和回填土的自重实现了装配式挡土墙的支挡效来,框架内通过绿植进行固土绿化,实现了工程施工与绿色环保的完美结合.
图4.1-2装配式生态挡墙
4.2工艺原理
4.2.1装配式挡墙生态植被立体防护体系工艺,替代了重力式挡墙等各种类型的传统支挡工艺,通过装配式构件在工厂化预制、现场装配式拼装、绿植覆盖,实现了边坡立体植被防护快速施工:保证了挡墙的外观美观,实现了挡墙与环境的协调.
4.2.2装配式挡墙安装完成后,通过预制件内填充种植土后对挡墙进行全方位绿化,增加了现场的绿化面积,实现了挡墙的生态环保的功能.
4.2.3立体生态植被挡墙防护技术,不会对周围生态产生干扰,建成后外观美观,与自然融为一体,在公路行车中不会产生视觉疲劳,保证了行车的安全性,实现了挡墙防护与绿色生态理念的完美结合.
作用,为景观绿化提供良好的植物生长环境,修复原始植被生态,打造全绿植覆盖的、可持续的、立体绿色生态景观.
装配式挡墙立体生态植被防护体系,通过生态挡墙的预制、装配式安装,实现了边坡生态防护的快速施工:通过全方位的绿化,保证了高速公路的生态景观:通过利用装配式结构
与雨水的相互作用,保证了绿植的自然生长,实现了工程与环境的完美结合:通过挡墙的立体生态植被防护,实现了行车道路的绿色景观,避免了行车的视觉疲劳.
图4.2-1装配式桦接挡土墙
图4.2-2装配式锚杆挡土墙
4.3关键技术
装配式挡墙立体生态植被防护体系施工技术通过生态挡墙的预制、装配式安装、立体式绿化,实现了挡墙施工的标准化、快速化、环保化的施工,解决了传统现浇挡土墙能源消耗大,做到了挡墙施工的低碳、环保,保证了挡墙与环境的完没结合.
通过深入研究与现场实际操作,形成三项关键技术:装配式的快速施工技术、立体植被
防护体系、“雨水装配式结构土体立体植被”自然生长技术.
5.施工工艺流程及操作要点
5.1装配式挡墙立体生态植被防护体系施工工艺流程
施工准备一预制构件工厂化生产→装配式挡墙安装→绿化工艺的选择一种植土回填→立体式植被绿化一养护→施工完成(见图5.1-1).
图5.1-1装配式挡墙立体生态植被防护体系施工工艺流程图
5.2操作原理
5.2.1装配式桦接挡墙绿化机理
我单位通过《多震地区装配式桦接柔性生态挡墙施工技术》的研究,形成了工法,并根据装配式挡土墙的工艺、工法墙编制了中国铁建企业规范《装配式挡土墙技术规程》.
针对装配式接土墙,建立了理论计算分析模型,对装配式桦接柔性生态挡墙的局部稳定性和整体稳定性进行计算分析,为装配式挡墙结构设计提供依据,保障装配式挡土墙的合
理设计和结构的安全可靠性.
装配式桦接挡墙是利用预制横、纵梁采用交错形式布置,预制横梁与预制纵梁构建成网格并相互搭接,装配式挡土墙多层的预制构件层之间均留有空心部分,空心部分采用种植土填充,装配式挡墙立体生态植防护技术利用“雨水装配式结构土体立体植被”相互作用,为景观绿化提供良好的植物生长环境,修复原始植被生态,打造全绿植覆盖的、可持续的、
立体绿色生态景观.
图5.2-1装配式机接挡墙绿化生态防护体系
图5.2-2装配式挡墙理论计算分析模型
5.2.2装配式锚杆挡土墙绿化机理
装配式生态挡墙PC构件等同于挡土板,其结构受力与力学计算原理同受力柱式锚杆挡墙.结构形成后在PC构件植生板内客土绿化,整个墙面呈现绿色景观,与周边环境相协调.
预制构件由挡土板、植生板、排水窗及锚拉孔等部分组成.PC构件上下端面均设置有样接台阶,PC构件装配后,构件左右侧壁预留“U”型槽口,相互形成闭合空间,在此闭合空间内灌注混凝土形成肋柱,后在肋柱中施工锚杆,形成结构杆体系,并肋柱与基础及压项梁采用刚性连接,以加强整体结构的刚度.
装配式锚杆挡土墙拼装完成后,在PC构件内填充种植土,然后进行植被绿化,装配式构件内绿植防护的理论是“雨水装配式结构土体立体植被”相互作用,来保证植被的自