生態(tài)景觀擋墻在河道整治工程中的設計應用

劉斯榮　周旭

摘 要：在河道整治工程的施工中，生態(tài)景觀擋墻的合理應用，使河道外觀的欣賞價值得到很大的提高。同時，也在很大程度上提高了河道適應變形的能力，大大降低了施工成本，使河道的生態(tài)環(huán)境得到有效的保護。該文就生態(tài)景觀擋墻與傳統(tǒng)擋墻進行對比，對生態(tài)景觀擋墻的設計應用進行分析，提出生態(tài)景觀擋墻在河道整治工程中的實踐應用，以便有效地減少河道整治工程的投資成本，促進我國河道整治工程的可持續(xù)發(fā)展，以及整治施工技術水平的不斷提高。

關鍵詞：生態(tài)景觀擋墻 河道整治工程 設計 應用

中圖分類號：TV85 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）02（a）-0047-02

在河道整治工程中，生態(tài)景觀擋墻的審美理念介入一改過去傳統(tǒng)的砌石、混凝土的施工形式，使河道擋墻不但具有實用性，而且還具有藝術性和可持續(xù)發(fā)展性。我國傳統(tǒng)的河道堤壩其擋土用料的體積大，不具備科學性，因此，對地基承載力的要求過高，使得擋墻顯得呆板笨蠢而沒有生氣，甚至破壞了自然生態(tài)環(huán)境。生態(tài)景觀擋墻為河道整治帶來了質(zhì)的變化，是河道整治的新飛躍。在實踐過程中，生態(tài)景觀擋墻在河道整治工程中的設計應用，有效的解決了傳統(tǒng)擋墻帶來諸多弊病，如自身體積龐大、外觀效果不好等問題，使河道整治工程的施工安全性得到有效提高，對于保護河道整治工程周邊的生態(tài)環(huán)境發(fā)揮著重要作用。

1 生態(tài)景觀擋墻與傳統(tǒng)擋墻的對比

一般情況下，擋墻必須滿足較好的排水功能，同時對河道周圍的土壤進行有效的保護，在構成不同的形態(tài)結構的同時，還要保證實踐應用過程中的安全性能和可靠性能，因此，擋墻的施工技術要求較高。在一般的水利工程施工中，傳統(tǒng)的重力式擋土墻使用的范圍最廣，是由混凝土結構或者砌石堆砌而成。在實際施工過程中，重力式擋土墻在滿足安全施工和保證可靠性的條件下，很難按照綠化和水生物等所應有的相關要求進行施工，從而對河湖的生態(tài)環(huán)境造成了一定的影響。一般情況下，現(xiàn)澆混凝土擋墻、漿砌塊石擋墻和預制混凝土板擋墻，會使水和岸完全隔離，并且，擋墻使用混凝土砌塊和干砌的主要缺點是塊石之間的縫隙都非常小，一些河堤水生物難以生存，也不利于植物的生長。而網(wǎng)兜石塊檔墻的外露部分在強烈的陽光照射下以及河水的沖刷下非常容易損壞，即使采用金屬的網(wǎng)兜材料也很容易使人受傷，并出現(xiàn)生銹的問題，嚴重影響網(wǎng)兜石塊墻的使用壽命。在使用木樁和竹籬作為擋墻材料時，結合編織袋裝土一起作為擋墻，一般來說在臨時施工河段可以使用，但是，由于其耐用性不強，從而無法在高級工程的施工中使用。再一方面，因為重力式砌石土墻的體積十分龐大，所以，一般情況下河邊地基承載力很難達到它的要求，河道在沉降時會產(chǎn)生較大變形。因此，在采用較大的擋土墻時，必須對河道的地基進行加強處理，以保證地基的穩(wěn)定性，確保河道施工過程的安全性。隨著環(huán)保和節(jié)能政策的不斷推廣，采用開山取石的方式來進行河道整治中擋土墻的施工，已經(jīng)不能很好地適應社會發(fā)展，并且，材料來源變得非常困難，大大增強河道整治工程的施工成本。

現(xiàn)代化建設中，混凝土塊為材料的新型擋土墻得到了不斷推廣，即生態(tài)景觀擋墻，與傳統(tǒng)的現(xiàn)澆混凝土擋墻、漿砌塊石擋墻和預制混凝土板擋墻相比，生態(tài)景觀擋墻具有以下幾個方面的特點。（1）擋土結構的整體重量較輕。采用在預制混凝土塊中預留孔洞的方式，生態(tài)景觀擋墻的重量可以保持在18～20kN/m3之間，與現(xiàn)澆混凝土和石塊相比，重量輕很多，和土質(zhì)的整體重量相差不多；（2）砌塊與砌塊之間在相互咬合之中是通過榫接或者是臺階的形式構建的。由于，砌塊與砌塊之間存在著一定的相互自然鎖定性，這樣，接觸面的剪切強度自然加強，所以，大大提高了河道的承擔壓力；（3）砌塊與墻后填土形成了一個整體結構。在墻后填土中采用分層鋪設的技術，能夠土有效的使砌塊和墻后填土形成一個整體，這樣可以使擋土的整體結構得到均勻受力，其受力情況得到一定改善；（4）生態(tài)景觀擋墻的施工工藝比較簡單，可以有效提高施工速率和施工效率，不受天氣和溫度的限制，從而縮短施工工期；（5）通過在砌塊的表面使用涂料、繪畫等，可以使砌塊的圖樣多種多樣，使河道整治工程的整體效果更加自然。

2 生態(tài)景觀擋墻的設計應用

根據(jù)國家相關規(guī)定、施工技術規(guī)范和施工設計規(guī)范等，生態(tài)景觀擋墻的設計，需要以加筋材料的筋帶為計算基礎，才能保證生態(tài)景觀擋墻的整體效果。一般生態(tài)景觀擋墻的加筋材料是土工格柵，在實踐過程中，土工格柵比筋帶加筋具有更好的施工性能，可以大大提高土體各組成結構的力學效果。與此同時，在河道政治工程中，生態(tài)景觀砌塊氣體的墻背剩余水壓力幾乎為零，具有很好的整體連鎖效果，可以加速排水效率、適應一定形態(tài)變形和降低主動土壓力等，從而提高生態(tài)景觀擋墻的穩(wěn)定性和安全性。因此，根據(jù)國家相關規(guī)范標準執(zhí)行，生態(tài)景觀擋墻的設計應該在對地基的承載力和擋土結構的抗剪破壞力以及抗滑穩(wěn)定性的嚴格檢測下進行，并且，在得到各方面的可靠數(shù)據(jù)以后方可施工。這樣，才能延長生態(tài)景觀擋墻的使用壽命。

現(xiàn)對某地區(qū)的河道進行整治，根據(jù)河道的具體情況來看，整治的范圍全長為845m左右，整體施工分為二個階段：第一階段河道整治的河道軸線長度大約700m。河道的寬度設計是40m；第二階段河道軸線長度是190m，河道寬度設計是70m左右。根據(jù)河道原來的設計方案，其施工的重力式擋墻所采用的是漿砌條塊石，給河道周圍的生態(tài)環(huán)境造成一定影響?，F(xiàn)對河道進行整治，以標準河道為基礎，要求底寬為35m左右、面寬為45m左右，工程靜態(tài)的總投資為574萬元。與此同時，根據(jù)防洪規(guī)劃的相關要求，將整治河道的寬度設計為P=50%洪水位為界，設計的平臺為5m寬，采用上下錯層鋪設的方式進行施工。另外，設計的上下層擋墻駁岸，上層是M.75漿砌條石擋墻結構，包含底板在內(nèi)的墻高為1.6m左右，設計頂寬為0.5m，下層是M7.5漿砌塊石擋墻結構，包含底板在內(nèi)的墻高為4.5m左右，頂寬的設計為0.8m。在實踐過程中，采用生態(tài)景觀擋墻節(jié)約了147萬元左右的投資，節(jié)約投資比為26%左右。在采用生態(tài)景觀擋墻進行河道整治工程的設計應用時，需要對如下幾個方面進行合理計算。

2.1 地基承載力校驗

根據(jù)河道整治工程的施工情況來看，生態(tài)景觀擋墻可以在一些承載力不強的地基上應用于，可以保持較好的穩(wěn)定性，并大大提高河道整治工程的施工質(zhì)量。一般情況下，墻面的傾斜角可以根據(jù)實際情況，在10°～18°度之間進行調(diào)整。砌塊重度與填土重度要保持一致性，所以，不需要單獨對墻基的承載力進行校核，只需成分考慮擋土結構與墻后填土的整體效果就可以了。根據(jù)我國地基設計的相關規(guī)范標準，擋土高度的控制范圍是：H≤f/r，如果超過這個范圍，則必須對擋墻的地基進行加固處理，才能保證河道的整體穩(wěn)定性。

2.2 內(nèi)部穩(wěn)定的計算

首先，最小拉結網(wǎng)層數(shù)。將土壓力計算出來，土工格柵規(guī)格一般選擇極限抗拉強度為50kN/m，網(wǎng)層一共是六層，下部層數(shù)的間距與上部層數(shù)的間距分別為0.060m和0.075m。每一層網(wǎng)片所承受的拉力都應該加以分析，以便確保它的拉力在允許的范圍之內(nèi)。接著，設計分析加筋網(wǎng)片的拉結能力，這個過程應該在加筋土發(fā)生剪切破壞的情況下來進行，以便確保它的承受墻體上的內(nèi)部土壓力。最后，設計和分析其內(nèi)部滑移，準確地得出在外部土層的壓力作用下，墻體沿著加筋網(wǎng)片滑移的距離。在實踐應用中，根據(jù)計算結果來確定各層土工格柵強度、長度、土工格柵型號和位置等。

2.3 外部穩(wěn)定的計算

根據(jù)規(guī)范要求，整體抗滑功能是生態(tài)景觀擋墻的重要前提，其安全系數(shù)應該在1.30以上，對基底抗滑的穩(wěn)定性進行設計，加筋體的寬度應該確定為3.7m左右，土工格柵的長度為4米左右，抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)為4.90，完全滿足相關規(guī)范要求。

2.4 局部稱定的分析計算

結網(wǎng)與擋土砌塊之間的連接強度，擋土砌塊之間抗剪強度和頂部無加筋擋土砌塊的抗傾覆，以保證河道整治工程施工過程的穩(wěn)定性和安全性，促進河道整治工程順利完工。

3 結語

生態(tài)景觀擋墻不但具有外觀的審美價值，而且，它的結構柔韌性能好，對變形具有較強的適應能力，且整體連鎖性能強，可以批量生產(chǎn)并且施工操作方便，縮小占地面積、節(jié)約投資成本。生態(tài)景觀擋墻安全可靠，其不但能夠滿足擋土排水的需要，還可以滿足自然生態(tài)科學發(fā)展的需要。綜上所述，生態(tài)景觀擋墻在河道整治工程中的應用，具有很好的整體效果，大大降低施工成本，滿足現(xiàn)代經(jīng)濟發(fā)展要求，對于提高河道的整體穩(wěn)定性發(fā)揮著重要作用。

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