周曉靖
裝配式鋼筋砼生態(tài)擋土墻的技術(shù)應(yīng)用
周曉靖
傳統(tǒng)漿砌石擋墻與混凝土擋墻能起到護(hù)坡和防止水土流失的作用,但是受到工藝等方面的限制,不能美化景觀環(huán)境,缺少生態(tài)經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益,而且開山挖石,廢材廢料,對(duì)環(huán)境造成不良影響。
本文研發(fā)的鋼筋砼生態(tài)擋土墻,是一種裝配式復(fù)合鋼筋砼柱板式擋土墻。它由預(yù)制帶肋夾心板和后澆鋼筋砼立柱疊合而成。其中預(yù)制帶肋夾心板中的填充塊為石膏基秸稈纖維砼空心盒子。施工時(shí),先把預(yù)制帶肋夾心板安裝于墻上,然后以預(yù)留的肋槽和翼緣為模框,封模澆筑鋼筋砼立柱,即可形成帶有壁框的裝配式柱板擋土墻。這種擋土墻施工完成后,可在其上的秸稈纖維砼開口空心盒子內(nèi)栽培植物,形成立體綠化與結(jié)構(gòu)一體化的生態(tài)擋土墻??蓱?yīng)用于鐵路、公路、水利和城鎮(zhèn)建設(shè)中,帶來(lái)可觀的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益,市場(chǎng)應(yīng)用前景廣闊。
圖1
圖2
圖3
本裝配式鋼筋砼生態(tài)擋土墻的結(jié)構(gòu)形式如圖1~4所示,它由現(xiàn)澆鋼筋砼底板1、預(yù)制復(fù)合秸稈纖維生態(tài)砼帶肋夾心板2和后澆鋼筋砼立柱3組成。其中預(yù)制復(fù)合秸稈纖維砼帶肋夾心板2由底板21、橫肋板22、空心盒子23組成,所述空心盒子23是以開口向上的方式等間距的嵌在由底板21與橫隔板22圍成的矩形空腔之內(nèi),使相鄰空心盒子之間留有方形肋槽24,并通過(guò)在橫肋板上預(yù)留的方孔25做到連續(xù)貫通。 所述預(yù)制復(fù)合秸稈纖維砼帶肋夾心板2的兩端留有翼緣26。
為滿足植物生長(zhǎng)的生態(tài)環(huán)境需要,所述空心盒子23材料為PH值小于8、秸稈摻量小于10amp;的石膏基秸稈纖維生態(tài)砼。
圖4
圖5
從本裝配式鋼筋砼生態(tài)擋土墻的結(jié)構(gòu)形式可以看出,其后澆立柱施工完成后,就形成了一種壁框式的鋼筋砼柱板擋土墻。如果不考慮橫向肋梁對(duì)立柱的輔助作用,則本裝配式鋼筋砼生態(tài)擋土墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就可按照現(xiàn)澆鋼筋砼柱板式擋土墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行,即壁板按T型截面連續(xù)板進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算,立柱按懸臂梁進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
本裝配式鋼筋砼生態(tài)擋土墻中的預(yù)制復(fù)合秸稈纖維生態(tài)砼帶肋夾心板采用的是工廠化預(yù)制生產(chǎn),具體的生產(chǎn)過(guò)程是:先在專用的生產(chǎn)平臺(tái)上擺好預(yù)制密肋夾心板的模具,在鋪好底板鋼筋后,開始澆筑底板的砼,然后安放秸稈纖維砼空心盒子和形成縱向方形肋槽的方管,接著澆筑橫向肋帶的砼,然后經(jīng)脫模養(yǎng)護(hù)即可。
安裝施工時(shí),首先澆筑擋土墻的底板混凝土并預(yù)留好立柱的搭接鋼筋,待底板混凝土的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%后,再把預(yù)制帶肋夾心板安裝上墻,這時(shí)其上預(yù)留的肋槽和翼緣就是后澆鋼筋砼立柱的???,然后通過(guò)封模澆筑鋼筋砼立柱,就形成了帶有壁框的裝配式柱板擋土墻。待這種擋土墻施工完成后,就可在其上的秸稈纖維砼開口空心盒子內(nèi)栽培植物,形成綠化擋土墻。
在裝配式鋼筋砼生態(tài)擋土墻中,秸稈纖維砼開口空心盒子的采用是實(shí)現(xiàn)擋土墻結(jié)構(gòu)--綠化一體化的關(guān)鍵。生產(chǎn)施工時(shí),它作為預(yù)制帶肋夾心板中的填充塊,起到了降低自重和節(jié)約混凝土的作用。待施工完成后,則需作為生態(tài)植物箱,以滿足植物生長(zhǎng)的生態(tài)環(huán)境要求。因此,選擇科學(xué)合理的秸稈纖維砼配合比至關(guān)重要。要運(yùn)用正交試驗(yàn)法,確定秸稈纖維砼的配合比,在滿足強(qiáng)度要求的前提下,盡可能的降低秸稈纖維砼的堿性,以滿足植物生長(zhǎng)的要求。根據(jù)我們的研究,其具體的性能指標(biāo)要求如下:
(1)秸稈纖維混凝土的秸稈摻量、骨料粒徑、水灰比,應(yīng)滿足防護(hù)安全要求和構(gòu)建不同生態(tài)系統(tǒng)的需求;
(2)為降低秸稈纖維砼的堿性,宜采用α--型高強(qiáng)石膏為膠凝材料,以達(dá)到降低混凝土堿性的目的;
(3)秸稈摻量大于3%,小于10%;
(4)骨料粒徑小于20mm,α--型高強(qiáng)石膏用量宜為300~380kg/m3,水灰比不宜大于0.5,并要參加一定數(shù)量的減水劑;
(5)抗壓強(qiáng)度不小于1MPa。
裝配式鋼筋砼生態(tài)擋土墻,與傳統(tǒng)漿砌石擋墻和混凝土擋墻相比,具有以下技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì):
(1)實(shí)現(xiàn)了立體綠化—結(jié)構(gòu)一體化,美化了景觀環(huán)境。本裝配式鋼筋砼生態(tài)擋土墻采用密肋夾心板的結(jié)構(gòu)形式,其中的秸稈纖維砼開口空心盒子既作為填充塊,降低了自重、節(jié)約了混凝土,又作為生態(tài)植物箱,滿足了植物生長(zhǎng)的生態(tài)環(huán)境要求,實(shí)現(xiàn)了擋土墻的立體綠化--結(jié)構(gòu)一體化。
(2)采用裝配式建筑的生產(chǎn)和施工方式,縮短了擋土墻的施工工期,降低了施工造價(jià)。
(3)填充塊采用秸稈纖維砼開口空心盒子,既滿足了植物生長(zhǎng)的生態(tài)環(huán)境要求,又利用了我國(guó)豐富的秸稈可再生資源,符合國(guó)家環(huán)境治理和城鎮(zhèn)立體綠化的發(fā)展方向、為秸稈的綜合利用提供了一條新路徑。
(4)綜合造價(jià)低,經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益明顯。本裝配式鋼筋砼生態(tài)擋土墻,由于采用了秸稈纖維砼生態(tài)植物箱作為預(yù)制密肋夾心板的胎膜和填充塊,既發(fā)揮了密肋夾心板的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì),又大大降低了擋土墻立體綠化的增量施工成本,與目前使用的自鎖式生態(tài)擋土墻如生態(tài)袋、石籠網(wǎng)以及柔性生態(tài)自嵌式擋墻系統(tǒng)相比,具有承載力大,整體性好,綜合造價(jià)低等優(yōu)勢(shì),經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益十分明顯。
(作者單位:云南楚大高速公路擴(kuò)建指揮部)