淺析混合生態(tài)結(jié)構(gòu)防護設(shè)計

劉睿

摘要：混合生態(tài)結(jié)構(gòu)防護是改善河湖健康的一種生態(tài)友好型岸坡防護形式。主要包括生態(tài)混凝土防護、預(yù)制混凝土空芯塊植草防護、生態(tài)模袋防護、加筋土護坡及擋墻、土釘植草固坡等，其結(jié)構(gòu)具有良好的植物生長的能力。

關(guān)鍵詞：生態(tài)混凝土；預(yù)制混凝土空芯塊植草；生態(tài)模袋；加筋土護坡及擋墻；土釘植草固坡

1混合生態(tài)結(jié)構(gòu)防護的定義

混合生態(tài)結(jié)構(gòu)防護是工程結(jié)構(gòu)與植物種植結(jié)構(gòu)的有機結(jié)合，通過其共同作用達到固土護坡的效果，是改善河湖健康的一種生態(tài)友好型岸坡防護形式。

2混合生態(tài)結(jié)構(gòu)型式

混合生態(tài)結(jié)構(gòu)主要包括生態(tài)混凝土防護、預(yù)制混凝土空芯塊植草防護、生態(tài)模袋防護、加筋土護坡及擋墻、土釘植草固坡等，其結(jié)構(gòu)具有良好的植物生長的能力。

2.1生態(tài)混凝土防護

生態(tài)混凝土是通過材料篩選、采用特殊工藝制造出來的多孔隙無砂混凝土，存在大量單獨或連通的孔隙，具有良好的透水、透氣和植物生長的性能。生態(tài)混凝土適用于深層穩(wěn)定的邊坡上，一般用于常水位以上且生態(tài)環(huán)境要求較高的岸坡。不適宜植物生長的寒冷地區(qū)，或存在季節(jié)性冰推、冰凍的防護面上，不宜采用生態(tài)混凝土進行防護。

生態(tài)混凝土一般采用現(xiàn)場澆筑的方式進行防護，也可預(yù)制成生態(tài)混凝土預(yù)制塊現(xiàn)場鋪設(shè)防護，生態(tài)混凝土制成品具有：

1） 在工程性能方面：重度不應(yīng)小于 1800kg/m3，抗壓強度不應(yīng)小于 5MPa，飽和凍融循環(huán)不應(yīng)小于50 次。

2） 在生態(tài)性能方面：空隙率宜為 25%～30%，人工營養(yǎng)基有效期不應(yīng)小于 8 年，一次播種綠化年限不應(yīng)小于 8 年，綠化覆蓋率不應(yīng)小于 95%，成活率不宜小于 90%。

生態(tài)混凝土護坡的構(gòu)造要求：

1） 當被保護土體的滲流出逸點的滲透坡降不滿足滲透穩(wěn)定要求時，應(yīng)設(shè)置反濾層；2） 生態(tài)混凝土護坡的堤腳和戧臺應(yīng)設(shè)置基座，基礎(chǔ)應(yīng)埋置到安全深度；坡頂應(yīng)設(shè)置封頂；3） 營造生態(tài)混凝土表面植被時，可根據(jù)工程位置、綠化要求，選擇適合本地區(qū)生長的一種或幾種草籽進行混播；4） 采用生態(tài)混凝土的護坡結(jié)構(gòu)應(yīng)選擇適宜的防護結(jié)構(gòu)營養(yǎng)基質(zhì)。

2.2預(yù)制混凝土空芯塊植草防護

預(yù)制混凝土空芯塊植草防護多用于常水位以上，且深層穩(wěn)定的邊坡上，通過根、莖、葉在地上和地下的空間分布實現(xiàn)其固土護坡的作用。

預(yù)制混凝土空芯塊的分類形式有多種：

1） 按開孔數(shù)量分為一塊一孔和一塊多孔；2） 按照預(yù)制塊的外形可分為普通預(yù)制塊和異型預(yù)制塊；3） 按照預(yù)制塊之間的連接方式可分為緊鋪式、聯(lián)鎖式和鉸接式；4） 按照生產(chǎn)方式可分為預(yù)制廠集中預(yù)制和現(xiàn)場預(yù)制。

預(yù)制混凝土空芯塊防護結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求：

1） 預(yù)制混凝土空芯塊的厚度不宜小于 6cm，最大邊長與厚度的比值應(yīng)小于 5.0；2） 預(yù)制混凝土空芯塊開孔率，一塊一孔的不宜小于 60%，一塊多孔的不宜小于 25%；3） 當邊坡高度大于 6.0m 時應(yīng)分級設(shè)置，分級處設(shè)置寬度不小于 1.0m 的馬道。風浪較大的臨水側(cè)邊坡宜設(shè)置消浪平臺、其寬度可為設(shè)計浪高的 1 倍～2 倍，且不宜小于 3.0m；4） 受水流沖刷、波浪淘刷嚴重，彎道頂沖以及易遭受冰或漂浮物撞擊作用的部位應(yīng)適當加厚、加大塊體尺寸，或采取其他加固措施；5） 護坡坡頂應(yīng)封頂，兩側(cè)應(yīng)封邊，封頂封邊寬度不宜小于 0.5m；6） 空芯內(nèi)應(yīng)填充種植土，并種植適宜當?shù)厣L的植物。

2.3生態(tài)模袋防護

生態(tài)模袋亦稱生態(tài)袋，袋體無紡布由聚丙烯（PP）、聚酯纖維（PET）等高分子材料通過雙面熨燙針刺工藝而成，袋內(nèi)充填混有植物種子的營養(yǎng)土。生態(tài)模袋適用于各種岸坡的防護。

生態(tài)模袋護坡形式根據(jù)水位、水深、邊坡的穩(wěn)定性以及被保護土體的地質(zhì)條件綜合分析確定，常用生態(tài)模袋護岸結(jié)構(gòu)形式有：單純生態(tài)模袋護坡結(jié)構(gòu)；生態(tài)模袋加筋土體護坡結(jié)構(gòu)；生態(tài)模袋加筋土體擋墻防護結(jié)構(gòu)。

生態(tài)模袋及其加筋防護結(jié)構(gòu)一般由土工模袋、填料、筋材、連接件等材料組成，各種材料的物理力學性質(zhì)要求：生態(tài)模袋材質(zhì)具有耐久性；抗沖刷、耐磨損性能強；筋材具有較高的抗拉強度及延伸率；填充材料應(yīng)適應(yīng)植物生長，盡可能就地取材。

單純生態(tài)模袋護坡，適用于深層穩(wěn)定的邊坡。生態(tài)模袋護坡厚度、自身抗滑穩(wěn)定計算可參照干砌石護坡進行，護坡最小厚度不宜小于 15cm。生態(tài)模袋加筋土護坡適用于軟土地基、局部不穩(wěn)定的邊坡；對地基承載力要求不高，具有較強的適應(yīng)變形能力和抗震性能。

2.4加筋土護坡及擋墻

在土中加入條帶、纖維或網(wǎng)格等筋材構(gòu)成加筋土，利用填料與拉筋之間的摩擦力來平衡墻面所承受的水平土壓力，改善土體的變形條件和提高土體的工程特性，從而達到穩(wěn)定土體的目的。

加筋土結(jié)構(gòu)按邊坡坡度的不同可分為加筋土擋墻和加筋土邊坡。加筋土邊坡一般是指邊坡坡度在 35°～70°之間的陡邊坡，超過 70°時，可稱加筋土擋墻。加筋土護坡及擋土墻一般由基礎(chǔ)、填料、在填土中布置的拉筋、拉帶和面板等部分組成。

2.5土釘植草固坡

土釘錨固常用于地下水位以上，一般與坡面格構(gòu)結(jié)構(gòu)聯(lián)合加固深層潛在滑裂面，格構(gòu)內(nèi)植草，通過植物根系固定表層坡面土體，形成綜合的生態(tài)邊坡防護體系。

土釘長度應(yīng)按各層土釘受力均勻、各土釘拉力與相應(yīng)土釘極限承載力的比值相近的原則確定。土釘水平間距和豎向間距宜為 1 m～2 m，當坡面高差較大、土的抗剪強度較低時，土釘間距應(yīng)取小值。土釘傾角宜為 5°～20°，其夾角應(yīng)根據(jù)土性和施工條件確定。

鋼筋土釘釘材宜采用 HRB400、HRB500 級鋼筋，鋼筋直徑宜為 16 mm～32 mm，成孔注漿鋼筋土釘鉆孔直徑宜為 70 mm～120 mm。鋼管土釘?shù)耐鈴讲灰诵∮?48 mm，壁厚不宜小于 3 mm，注漿孔的孔徑

宜取 5 mm～8 mm。注漿材料宜采用水泥漿或水泥砂漿，其強度不宜低于 20 MPa。錨固土釘應(yīng)進行抗拔力試驗，試驗數(shù)宜為土釘總數(shù)的 1%，且不少于 3 根。

土釘植草固坡的技術(shù)要求：

1） 土釘固坡適用于坡率 1：0.2～1：1.0 之間的邊坡，當坡面高差大于 6m 時，宜布置成階梯狀，其間設(shè)置一條寬度不小于 1.5m 的馬道。2） 當土釘用于腐蝕性土質(zhì)、雨水較多的邊坡，或土釘深入到地下水位以下時，應(yīng)對土釘進行防銹處理。3） 當被保護土體的滲流出逸點的滲透坡降不滿足滲透穩(wěn)定要求時，應(yīng)設(shè)置反濾層。

3結(jié)語

綜上所述，混合生態(tài)結(jié)構(gòu)防護應(yīng)根據(jù)工程所在地的地形、地質(zhì)、水流等條件進行布置，以滿足過流斷面、抗沖刷、岸坡穩(wěn)定等功能和運用要求。設(shè)計生態(tài)防護結(jié)構(gòu)時宜充分利用當?shù)夭牧?，并通過經(jīng)濟技術(shù)比較確定。

參考文獻：

[1] GB/T 50290 土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范.

（作者單位：河北省水利水電勘測設(shè)計研究院）