淺議異形預制混凝土板護坡設計與施工

高漢山

(佳木斯市水務局，黑龍江 佳木斯 154002)

在我國江河或通航河道上，大部分都有堤防，確保大堤的安全必先護坡固岸，穩定河勢以防止岸坡崩塌、急流沖刷堤腳及岸坡[1]。為了預防邊坡受到沖刷，在水利工程中需要采取措施對邊坡進行防護，而進行鋪砌和栽植則是應用得較為廣泛和有效的方法[2]。混凝土預制板護坡由于造價低廉，施工技術要求低、施工周期短、施工質量易于控制等優點在護岸工程中被廣泛應用。佳木斯市城市防洪工程城中段位于松花江干流中下游右岸佳木斯市主城區，長8.45 km，設計防洪標準為100 a一遇，堤防邊坡、馬道及堤頂都用預制混凝土板進行了防護，預制混凝土護坡板除了有矩形板、六角形板，還有一種在矩形板基礎上變形得到的異形預制混凝土板，異形預制混凝土板主要鋪設在馬道、堤頂處，取得了較好的工程防護及美化環境的效果。

1 平面尺寸設計的初步設想

現有的江河堤防坡面、馬道及堤頂護坡工程，預制混凝土護坡板大部分都是矩形板、方形板或六角形板，這些形式的預制混凝土板鋪裝簡單，但是相互連接效果差，外形單一，不美觀。受到混凝土路面磚造型多樣化的啟發，考慮通過對矩形預制混凝土板長邊尺寸進行調整，在不增加工程造價的前提下，達到改善預制混凝土板之間的連接效果，增加防護工程整體穩定性，外形美觀的目的。

對矩形預制混凝土護坡板，將長邊一面凸出來一個梯形，另外長邊一面凹進去一個梯形，凹凸梯形長邊長度等于短邊長度加上兩個梯形高度，梯形短邊長度等于矩形長邊長度扣除梯形長邊長度后剩余長度。如圖1所示，預制混凝土板長L，平均寬W，凹凸等腰梯形底角為45°，梯形短邊長為c，長邊為c+2h,等腰梯形高為h, 板長度方向保留部分為2f,并且c=2f。這種規格預制混凝土板與板之間在沒有縫隙的理想狀態前提下鋪裝是可以的。

圖1 初始異形預制混凝土板

2 平面尺寸的改進

由于預制混凝土板模具制作誤差，模具使用過程中的變形，模具上下面強度不同等原因，導致生產出來的預制混凝土板尺寸出現偏差，鋪裝預制板時預制板之間要留一定的縫隙，才能做到面平線直, 縫隙間要填充中砂。預制混凝土板護坡工程中預制混凝土板之間縫隙太小施工難度大難以實施，縫隙太大又會降低防護效果，縫隙中填充的中砂容易被流水沖走。因此，工程實踐中一般規定預制混凝土板護坡板之間縫隙不超過8 mm。按照初步設想的凹凸梯形一樣的異形預制混凝土板在鋪裝過程中，發現梯形兩腰之間斜面縫隙與橫豎縫隙大小不同，且隨著橫豎縫隙的增大差距變得越來越大。

通過理論分析，在原來預制混凝土板形式的基礎上，把凹進去的梯形平行邊尺寸根據預定的預制混凝土板之間預留縫隙尺寸進行調整，凹進梯形平行邊長度比突出梯形平行邊長度增加，增加量與鋪裝完成的預制混凝土板之間縫隙尺寸具有正相關性,增加量為預留橫豎縫隙的0.914倍。這樣就能做到所有鋪裝完成的預制混凝土板之間縫隙大小相同。如圖2所示，預制混凝土板凸出的等腰梯形底角為45°，上頂寬為c，高為h,板長度方向保留部分為f，并且c=2f,凹進等腰梯形上頂寬d=c+0.914a，混凝土板之間預留橫豎縫隙為a,高為h,板長度方向保留部分2e=L-d-2h。

圖2 改進異形預制混凝土板

3 在護坡工程中的應用

佳木斯市城區防洪工程城中段護坡工程建設過程中，對于堤頂、馬道全部采用了這種異形預制混凝土板進行防護。如圖3所示為異形預制混凝土板護坡平面布置實例圖，設計預制板長600.00 mm，板平均寬500.00 mm，板厚150.00 mm，凸出邊梯形短邊為240.00 mm，長邊為360.00 mm,高為60.00 mm；凹進邊梯形短邊為244.56 mm，長邊為364.56 mm，高為60.00 mm。鋪裝完成后預制混凝土板之間縫隙為5.00 mm。混凝土板底面鋪設100.00 mm中砂墊層，中砂墊層下面鋪設一層無紡布，無紡布質量密度大于400 g/m2。無紡布在儲存、運輸和施工等各個環節，時時注意封蓋遮陽，特別是在施工過程中，應盡量縮短其外露時間，做到隨鋪隨用土覆蓋[3]。

圖3 異形預制混凝土板護坡平面布置實例圖 (單位mm)

混凝土板采用在預制場生產，施工現場鋪設的方式。預制場設在施工現場附近，便于混凝土板的運輸。混凝土板生產用的模板必須專門設計，模板設計、制作的質量直接影響到混凝土板的質量。參照建筑用定型鋼模板制作方法，用3 mm厚鋼板制作組合臥式預制混凝土板模具，模具內部尺寸與設計成型后的混凝土預制塊尺寸相同，但是考慮到模具制作過程中加工精度的因素，將模具各邊尺寸精確到0.1 mm。底面模板一塊，各立面模板分別制作成一塊，共五塊模板。底面模板與側面模板及各個側面模板之間用標準鋼模板U型卡扣連接在一起，各個模板塊之間用海綿密封條密封。預制混凝土板時將模具平放在平整堅固的地面上，鋼模具內面均勻涂刷一薄層脫模劑，也可以用機油做為脫模劑。采用混凝土脫模劑，可以減少或防止混凝土與模板表面粘著，脫模、清模容易，提高勞動生產率，保證預制件的質量[4]。用鐵鍬配合工程力車將混凝土拌和物放入模具內，用振搗棒振搗密實合格后，用灰抹子將混凝土表面抹平。如果混凝土澆筑振搗質量不好，混凝土在拆模后，結構表面往往會出現混凝土松酥，石子多、砂漿少,使得石子之間出現空隙，形成許多蜂窩形狀的窟窿；如果混凝土的局部缺漿，出現小凹坑，甚至麻點，表面粗糙，會對工程的質量產生不良影響[5]。待混凝土終凝不會產生掉邊掉角時，拆除邊模板，待混凝土強度達到能夠保證混凝土板整體完好性后，將底模拆掉，用工程力車把板運至養生場地。混凝土終凝后，水泥還在繼續水化，混凝土強度在不斷增長。如果缺少水，水泥的水化作用就會不徹底，強度降低，而且還會使混凝土表面因干燥而產生干縮裂縫，必須及時覆蓋灑水[6]，連續養生14 d以上。小心用專用車運輸混凝土板到工程現場，避免運輸過程中造成預制混凝土板的破壞。鋪裝預制混凝土板時要用木錘調整板的平整度，利用與底模板接觸面作為護坡板表面。工程實施過程中基本實現了預期的效果，板與板之間縫隙基本相同，沒有出現系統性的板縫差異。

4 結 語

(1)異形預制混凝土板護坡是對矩形預制混凝土板護坡進行改進，在不增加工程造價的基礎上，達到了增加工程整體穩定性，防護效果好，外形美觀的目的。

(2)在異形預制混凝土板護坡設計、施工過程中，要綜合考慮行業規范要求、模具加工偏差可能、預制混凝土板時模具變形、施工工藝及工人操作熟練程度等各種因素，合理設計凹凸梯形尺寸，達到鋪裝完成的預制混凝土板各邊尺寸相同。

(3)預制混凝土板制作過程中要保證振搗密實，養生達到規定強度，運輸小心，鋪裝謹慎。

[1] 張強. 平順護岸防沖工程類型及優選[J]. 水利規劃與設計,2016(7):80-82.

[2] 陳成. 水利工程中護坡技術的研究分析[J]. 科技創新與應用,2015(4)：133.

[3] 陳志國. 土工織物在堤壩防滲工程中的應用[J]. 水利技術監督,2016(3)：97-99.

[4] 郭海福,崔秀蘭，張克儉. 核-殼型乳液混凝土脫模劑的研究[J]. 內蒙古工業大學學報,1998(3)：31-35.

[5] 魏春明. 對水利工程建設中的混凝土質量控制問題探討[J]. 中國水運(下半月),2011，11(4)：225-226.

[6] 隋險鋒. 混凝土護坡的施工方法[J]. 科技創新導報,2010(2)：106.