河道生態治理中自嵌式生態磚擋土墻的應用

鄭 麗

(遼寧省沈陽市康平縣自然資源保護與行政執法中心，遼寧 康平 110500)

為全面探究生態磚砌筑而成的自嵌式擋土墻，依據擋墻結構設計示意圖和砌塊設計圖，詳細分析自嵌式擋墻的結構組成及生態磚的基本情況，為充分利用生態護岸原理和構造特征提供參考。然后分析自嵌式擋墻的施工流程、工藝技術、質量控制要點等內容，在此基礎上揭示了擋墻的應用成效[1-3]。

1 自嵌式生態磚擋土墻

1.1 功能與特點

采用生產效率高、壓力大、機械設備先進的多功能振壓式預制磚成型機壓制生態磚，其每臺班產量能夠達到5 000～6 000塊，成型后經蒸汽養護形成抗沖擊與抗壓強度極高、耐久性極強的生態磚，尤其適用于水下環境，一般不會發生腐蝕或分裂。自嵌式生態磚擋土墻屬于一種柔性重力式結構，采用錨固棒相互連接而成的生態磚砌塊具有較強的各種地質地形變化適應性，其用途極為廣泛。

1.2 結構組成

從上至下可以將自嵌式生態磚擋土墻劃分為墻頂坡面綠化、墻身、墻基礎三大部分，其結構組成如下：

墻頂坡面綠化：通過把各種綠化苗木和護坡草皮種植于河道兩岸、擋墻坡面上，以實現美化環境、防止水土流失及建設綠色環保水利的目標。

擋墻墻身：該部分主要包括土方回填壓實、級配碎石回填、土工布鋪設、土工格柵放置、錨固棒安裝和生態磚砌塊砌筑等內容，此部分屬于施工控制的重點和非常關鍵的環節。

擋墻基礎：與漿砌石或混凝土擋墻相比生態磚擋墻的自重較輕，并且由墻后壓實回填土及基礎底板共同承擔生態磚的重量，所以對基礎要求不高，一般選用C20或C25標號的混凝土基礎，齒坎墻厚與底板厚均為30 cm，底板寬100 cm。

2 生態磚擋土墻質量控制

為保證工程順利實施和建設質量必須從源頭上把控質量，嚴格工程半成品、中間產品和原材料的質量狀況，嚴控質量不達標材料的入場，以此達到事半功倍、主動控制的成效。

2.1 原材料控制

水、外加劑、河砂、水泥和石子等原材料為生態磚擋墻質量控制的關鍵，其選用的石子具有較好的級配，河砂為細度模數2.1～3.0的中粗砂，水泥為P.O42.5硅酸鹽水泥。

2.2 中間產品控制

錨固棒和土工格柵為擋土墻應用到的兩類中間產品，其中土工格柵存在抗老化、低延伸、高強度等特點，這種土工織物發揮著墻體受力筋的功能，能夠使墻后回填土與生態磚墻體形成牢固的整體，運至現場后必須按施工圖紙要求和質量檢測規范對土工格柵實行抽檢，一般對其延伸率和抗壓強度(縱向不低于50 kN/m)進行檢查；采用錨固棒連接和錨固生態磚，并形成有機的整體，所以對錨固棒的抗沖擊強度和抗剪切能力具有較高的要求，縱向彎曲強度與沖擊強度為不低于550 MPa、30～50 MPa，各項指標合格后才能投入使用。

2.3 半成品控制

生態磚為構成擋土墻的半成品，應從色澤均勻度、表面平整度、抗壓強度、厚度、生態磚尺寸等角度控制生態磚質量。進場前，生態磚須有抗壓強度檢測報告、質保書和廠家提供的產品合格證等材料，進場后還要檢查驗收其外觀質量，并抽檢生態磚的強度，生態磚符合表面平整、厚度誤差不超過±2 mm、外觀色澤度均勻一致和施工圖紙規定尺寸等要求，其抗壓強度達到設計圖紙要求。

2.4 土方回填控制

項目開工前，通過開展輕型擊實試驗合理確定土方壓實的最優含水率及其最大干密度，技術人員測定的回填土方樣品最優含水率誤差不應超過±3%，壓實密度通常大于90%。

3 施工流程和護岸效果

3.1 工藝流程

一般地，生態磚擋土墻施工包括坡面綠化、擋墻壓頂施工、土方回填與壓實、生態磚砌筑、擋墻底板施工、土方開挖、河道清淤、施工測量和基準線定位等環節，具體如下：

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1)施工測量與基準線定位。按照已給定的原始高程點與基準線，施工前全面測量河段并繪制初始斷面圖；考慮常年水文情形校核擋土墻設計，其是否符合行洪排澇、引水灌溉等功能要求，若不符合要求應合理優化；依據給定的基準線確定擋墻起始點，直線、曲線及其結合部分要順直、圓順、合理過度，防止出現視覺上突兀的情況[4]。

2)清淤與開挖。施工中的降排水問題和河道的清淤疏浚為水利工程的關鍵，有效完成這兩道工序有利于降低工程成本以及減少后續施工不必要的麻煩。開挖前應合理的確定開挖坡比、開挖寬度，如施工作業面預留寬度、土工格柵寬度和擋墻底板寬度等。

3)擋墻底板施工。一般選用C20或C25混凝土作為生態擋墻底板基礎，可從以下角度嚴格控制基礎的施工質量：

(1)開挖過程中，若遇軟弱層應先挖除該部分，并用水泥土或碎石換填，若遇超挖情況要用碎石或混凝土回填。

(2)為保證基礎模板的安裝質量要嚴格控制安全過程，即利用全站儀或經緯儀控制模板的直線度，保證混凝土澆筑表面平整度和模板的加固穩定性。

(3)合理優化配合比設計，加強基礎混凝土澆筑過程中水灰比和坍落度的控制，均勻振搗防止出現過振或漏振的情形，整平壓實后對生態磚接觸部分細拉毛，以此增大底板與生態磚的摩擦力，其他部分表面壓光以保證混凝土耐久性、密實度和強度。

(4)為增強擋土墻結構的穩定性及抵擋生態磚產生的水平推力，將10 cm×10 cm的齒坎墻設置于基礎底板的臨水側，底板支模時選用吊模加固的方式與底板一次澆筑成型，從而保證結構整體強度，該過程要控制好齒坎墻的位置和尺寸，這有利于后期生態磚砌筑質量的控制。

4)砌筑與鋪設生態磚。工程施工的重點是砌筑和鋪設生態磚，其主要施工工序如下：

(1)砌筑生態磚和填筑反濾層，生態磚的砌筑情況在很大程度上決定了工程的整體質量，對此利用經緯儀測量放線并彈出基礎底板的控制邊線，確保能夠在齒坎邊上緊貼第一層生態磚的后邊沿；生態磚鋪設過程中要以控制邊線為基準，鋪設完成后及時檢查其縱向平直度和水平度，并適當的調整。針對拐角處、內弧墻和外弧墻體等具體情況，先劃切割線后鋪設，保證拐角處、圓弧段的鋪設符合審美和設計要求。安裝錨固棒時要受力均勻、位置合理，曲線施工和直線施工過程中遵循下小孔對上大孔、小孔對小孔的原則。

工程中，擋墻生態磚的鋪裝質量控制標準為豎直與水平方向上每3 m差±5 cm。經檢驗合格后，回填擋土墻后及生態磚中的空隙，回填材料選用最大粒徑不超過4 cm的級配碎石，并且要填滿墻后和生態磚中的空隙，通常設計回填寬度為50 cm，并發揮反濾料的功能，其主要功能為減輕擋土墻的推力、壓力以及順利排出墻后土體內的積水，避免發生管涌，保證擋墻的耐久性與安全性[8]。

(2)鋪設反濾土工布，通常在回填土與級配碎石反濾料之間放置規格為150～250 g/m2的土工布，以此預防墻后回填土方的流失和回填土、級配碎石之間混摻，并為順利排出墻后積水提供有利條件。

(3)鋪設墻體拉結筋，土工格柵發揮著加固擋墻的功能，墻后回填土與擋墻在土工格柵連接下構成有機的整體，可見作為墻體的受力筋土工格柵具有重要作用。對于土工格柵的方向要正確的放置，即擋墻墻面垂直于其強度方向，在壓實回填土上鋪設土工格柵，并保證擺放拉緊整平，且在下層碾壓土上固定格柵尾部，土工格柵壓入生態磚不低于20 cm且縱向搭接長度不少于10 cm。

(4)回填與壓實擋墻后土方，完成土工格柵安裝、檢驗等工作后進行土方的回填加緊，采用推土機進行回填土方的大面積攤鋪，并利用人工攤鋪整平距擋墻面1 m范圍內的土方。攤鋪和平整厚度每層控制為30 cm，并最大限度的保證攤鋪表面平整、均勻。遵循先中間后兩邊、先輕后重的原則分層碾壓回填土，采用電機或其它小型機具夯實距擋墻1 m范圍內的填土，夯實和碾壓過程中要重點關注擋墻的變化情況，若發生較大變化要及時調整。

(5)持續鋪設施工，按照以上施工工藝繼續砌筑擋墻生態磚、回填級配碎石反濾層、鋪設上層反濾土工布，土方回填壓實后鋪設第二層墻體拉結筋，依次循環往復。

5)擋墻壓頂施工。經檢驗所有擋墻生態磚砌筑合格后開展壓頂工程的施工，混凝土壓頂具有美觀結構、保護上層生態磚的功能，要達到圓弧美觀、直段順直和頂部水平的要求。相鄰伸縮縫之間的距離為10～15 m，要對稱設置基礎與壓頂伸縮縫，施工過程中接縫嚴密、模板穩固。

6)環境美化和坡面綠化。根據河道實際地形、擋墻設計走向以及設計圖紙要求，完成自嵌式生態磚擋墻后開展坡面土方整理和平衡，在河岸上、坡面上種植綠化樹木和護坡草皮，以實現美化環境和防治水土流失的功效。

3.2 護岸效果

綜合考慮自嵌式生態磚擋墻使用與運行后的評價結果及其整個施工過程，歸納總結了其護岸效果：

1)節約成本。生態磚的樣式與尺寸全部統一，通常情況下鋪設于固定的位置，遇擋墻樣式特殊時才需切割，一個工作日內熟練技術工能夠完成10～15 m2的鋪裝，這大大降低了人工費用；自嵌式生態磚擋墻較傳統的擋土墻具有較小的體積，所以澆筑的基礎混凝土量少，有利于節約資源；一次成型后無需對擋墻修飾，此外擋墻生態磚具有使用壽命長、耐久性好且強度高等優點，因擋墻坡度多為12°～15°，所以其開挖面小且占地少。較傳統的漿砌石或混凝土擋墻，自嵌式生態磚擋墻能夠減少20%～30%的成本，若以價值工程衡量其經濟性更高。

2)結構安全。成熟的蒸汽養護技術、全部的機械化壓制生產、嚴格的材料配合比以及專業化的生產等保證了產品質量，自嵌式擋墻較傳統的剛性擋墻結構有所不同，其屬于柔性結構，依靠錨固棒和土工格柵連接生態磚、墻厚回填土與擋墻，從而構成牢固的有機整體，因此這種擋墻具有較高的安全可靠度。

3)樣式新穎。較以往的漿砌石、混凝土等堅硬密實的擋土墻，自嵌式生態磚擋墻豐富了河道護岸型式的多樣性，通過前后退步偏移、上下錯峰等形成一種新穎的墻面樣式，其更具生命力和新鮮感，利用能夠產生美感的生態磚體現一種生態之美，更好的融合于河流生態及自然環境。

4 結語

自嵌式生態磚擋墻較傳統的河道護岸型式，能夠在達到護岸工程使用功能的基礎上體現一種生態功能，這種新型護岸型式為水生態文明建設和河道治理提供一種新的方法，相信未來的河道護岸工程也必將越來越多的應用這種生態磚擋土墻。