新型裝配式擋土墻柔性-剛性復合防護應用研究

馬士康，申鐵軍

(山西路橋建設集團有限公司,山西 太原 030006)

1 裝配式擋土墻的性能優勢

1.1 傳統的工程防護的缺陷與不足

傳統的工程防護主要有擋土墻和護坡兩類。擋土墻應用在公路上，用來支承山坡土體，防止水流對路基造成沖刷，防止填土或土體變形失穩，可用以穩定路塹邊坡與路堤，同時減少土石方工程量和占地面積，。在山區公路中，應用尤為廣泛；剛性擋墻，除施工不方便外，長期受凍融循環影響，久而久之容易產生裂縫、變形等病害，繼而塌方。護坡主要是為了不讓雨水沖刷路基邊坡表面，減緩溫差及濕度變化的影響，從而提高了整體穩定性(路基邊坡)。常見的護坡有錨桿格構式護坡、漿砌石護坡、混凝土噴射等工藝，這些工藝施工較為復雜，現場使用高耗能材料，嚴重破壞環境，且無法與植被防護有效的結合，往往產生二次施工，既不經濟又不美觀。

1.2 裝配式擋土墻的性能優勢

(1)裝配式擋土墻是以新型預制塊、抗老化纖維材料為主，利用回填土、建筑垃圾等固體廢棄物組成剛柔結合生態擋土墻，成功替代了傳統毛石、混凝土等剛性擋土墻，可應用于公路、水利、農業種植等多個領域，并集結構、綠化與美觀為一體。

(2)該結構工序簡單，工藝流程緊湊。通過基槽開挖、澆注基礎、安裝首層預制塊、“V”形組裝件施工、插筋施工、層層組裝至標高、冠梁澆注、綠化養護等幾個步驟來將工程防護和植物防護有機的結合到了一起，不僅起到了應有的防護作用，而且經濟美觀、經久耐用。

(3)此種結構適用范圍較為廣泛，設計簡單、明了，著力打造機械操作、流水作業，徹底摒棄人為施工。與機械自動化行業合作，生產機械操作手，徹底做到機械組裝、流水施工。現場除操作及檢測人員外，不需要任何技術工種。將擋土墻的設計及施工實現產業化。各施工單位可根據安裝方法，自行安裝。

(4)裝配式生態擋墻施工技術在生態敏感區的保護及應急技術和路域植物保護上下功夫。清表邊界與占地邊界之間的范圍，盡量保持原植被狀態，根據設置邊溝、截水溝和隔離柵的實際需要進行二次清表和砍伐。注重清表土的集中收集，充分利用后期環保景觀綠化。路基邊坡防護、排水設施采用生態砌塊，代替傳統的漿砌片石(混凝土)等圬工防護設施，既節約資源，又美化路容，同時還能滿足標準化施工的要求。

2 裝配式擋土墻的技術要點與施工步驟

2.1 基礎施工

(1)基礎施工包括基礎開挖(至設計基底)、基槽清理、綁扎鋼筋、混凝土澆筑。

(2護坡基礎施工前，要嚴格按照設計進行測量放線，以道路中心線為基準，放出坡腳線和護坡基礎設計高程，按10 m一段進行掛線。護坡基礎施工時確保線型平順。

(3)基槽開挖后需根據設計要求進行驗槽，達到設計所需承載力。

2.2 “V”預制塊施工

(1)首層預制塊根據設計要求找好坡比并進行臨時固定，澆注混凝土。

(2)預制塊采用組裝形式，中間8孔內插入HRB400φ22鋼筋，鋼筋建議長度1.5 m，安裝上層預制塊之前，需將“V”形組裝件放于預制塊槽內。組裝件長度為6 m，需要搭接時采用大小連接棒搭接。

(3)插筋連接需選用鋼筋套筒灌漿連接接頭，采用直螺紋鋼筋灌漿套筒時，鋼筋的直螺紋連接部分應符合行業標準的規定，鋼筋套筒灌漿連接部分應符合設計要求及建筑工業行業標準《鋼筋連接用灌漿套筒》JG/T 398—2012和《鋼筋套筒連接用灌漿料》JG/T 408—2013的規定。

2.3 “V”形組裝件施工

(1)預制塊與連接棒搭配穩定后，將“V”形組裝件拉伸至后側土體，拉伸過程中不可出現褶皺、破裂等現象。

(2)“V”形組裝件要求張緊，施工時用張拉梁將“V”形組裝件拉緊，自由段用U型釘或木楔固定于地面，然后放開張拉梁。

(3)在“V”形組裝件上，整平回填料，用光輪振動碾壓機將回填料壓實，每層壓實厚度為33 cm，壓實系數不小于0.94，壓實后地面平整，高差不大于10 cm，在距離立柱1.5 m內用小型振動碾壓機械碾壓，總質量不大于1 000 kg，壓實系數不小于0.94，所有碾壓工作完成后，將多余的筋帶反包至回填料處，反包后采用U型釘或木楔將其臨時固定。

(4)重復此工藝直至擋土墻標高。壓實度嚴格控制是保證擋土墻結構穩定的關鍵，填筑時應嚴格按照《土工合成材料應用技術規范》有關規定執行。

2.4 灌漿料施工

采用抗老化纖維材料承納灌漿料，采用自重法灌漿，機械或人工攪拌。采用機械攪拌時，攪拌時間一般為1～2 min。采用人工攪拌時，宜先加入2/3的用水量攪拌2 min，其后加入剩余用水量繼續攪拌至均勻。漿料要求從頂部灌入，直至從頂部溢出，過程必須連續，不可間斷。灌漿高度以1.5 m為宜。

2.5 施工結束

施工后成品見圖1。

圖1 裝配式擋土墻整體

3 裝配式擋土墻的工程應用

3.1 2019年綠色公路典型示范工程

山西蟒河至陽城高速公路作為交通運輸部2019年綠色公路典型示范工程。在建設過程中，蟒陽高速公路在綠色公路建設方面進行了很多大膽的嘗試和研究。蟒陽高速公路項目處于山西國家級風景區蟒河風景區，如采用傳統的公路邊坡工程防護結構，不僅耗材耗能高，嚴重破壞環境，而且無法與植被防護有效的結合，達不到綠色公路的標準。經過在全線合適路段反復試驗此項新技術成功后大力推廣，通過裝配式生態擋墻施工技術研究，產生了良好的經濟效益，總結了在施工中解決問題及關鍵施工技術，確保了現場各方因素的穩定，加快了施工進度，降低了損耗，縮短了施工作業時間，保證了關鍵工序的施工質量，避免了二次投入，節約了成本。本技術效果好，見效快，減少了大量人工和資源，且縮短了工期。該技術與傳統技術相比，效果好，見效快，節省人力和大量資源，取得了良好的經濟效益和社會效益。

3.2 生態砌塊防護工程

山西蟒河至陽城高速公路作為2019年綠色公路典型示范工程，采用生態砌塊防護工程，即把要鋪設的基面按設計坡度找平、夯實。按10～15 m為一段，掛線，用水平儀上下找平；按照設計坡度要求進行邊坡地基處理，清除雜草、樹根、突出物，對于較大的突出物或深坑用推土機先初步推平，最終使邊坡表面平整、密實，并符合設計要求。若基層夯實、找平處理不好，會直接影響生態砌塊的鋪設質量與施工速度。鋪設護坡砌塊前先排放、 從下向上排兩列，計算護坡能用多少塊生態砌塊，生態砌塊上、下沿與兩邊趾墻有多大間隙，只有這樣才能確定第一塊生態砌塊所放的位置。第一塊生態砌塊所放位置準確與否，直接影響以后的鋪設質量。確定第一塊生態砌塊位置后，用全站儀作出垂直、平行水流方向兩條線，用水準儀找平，掛線開始鋪設。

3.3 植被噴播防護工程

在較陡的巖面施作客土噴播作業時，如若直接噴播，可能會出現噴播草種下滑現象，最終導致成型不美觀。為了避免這一情況的出現，在施工過程中，首先在巖面鋪設石籠防護，以固定坡面；然后再進行噴播作業。除了按設計要求施作噴播作業外，同時也進行了植草、栽植灌木紫穗槐作業，通過這一舉措，不僅加強了坡面的穩定性，同時也增加了成型效果的美觀性。

4 結束語

裝配式生態擋墻施工技術遵循“保護環境、恢復生態”的原則，實現公路與自然融合。既滿足路域景觀的觀景需求，也確保項目周邊生態的和諧共生。在環保高壓態勢的情況下，可以運用到公路建設各種需要進行綠化的邊坡。