裝配式生態(tài)擋墻在公路工程中的應(yīng)用

劉鐵柱，余紅福，周建杰，趙鍇源

（中建三局集團(tuán)有限公司，四川 成都 610000）

1 擋墻進(jìn)化論

在公路工程中，擋墻最基本的要求是具備通行性能和相應(yīng)的防護(hù)、排水等服務(wù)性功能。在這一階段，設(shè)計(jì)人員對(duì)擋墻的要求也僅停留在能夠穩(wěn)固地對(duì)墻后土體產(chǎn)生防護(hù)和支擋的作用。

后來，人們提出了更高的要求，要求美觀與實(shí)用兼顧。于是線型、表觀顏色、景觀綠化的搭配成為設(shè)計(jì)人員的重要參考因素。此時(shí)，設(shè)計(jì)人員開始別出心裁地將擋墻和綠化結(jié)合起來，在保證原有支擋功能的同時(shí)，把景觀綠化的元素加入擋墻內(nèi)，讓混凝土結(jié)構(gòu)物在青山綠水中不那么突兀。

時(shí)代的車輪并沒有停下。隨著生產(chǎn)力的進(jìn)一步提高，公路工程走上了標(biāo)準(zhǔn)化、工業(yè)化、信息化的進(jìn)程，大量的現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)開始向工廠轉(zhuǎn)移，混凝土結(jié)構(gòu)物也開始了預(yù)制的嘗試。由于裝配式構(gòu)件尺寸具有更好控制、現(xiàn)場(chǎng)裝配快、節(jié)省工期等優(yōu)點(diǎn)，生態(tài)擋墻也開始逐漸向裝配式生態(tài)擋墻轉(zhuǎn)變。

2016年9月27日，國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)了《關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見》。該意見提出，要以京津冀、長(zhǎng)三角、珠三角三大城市群為重點(diǎn)推進(jìn)地區(qū)，常住人口超過300萬的其他城市為積極推進(jìn)地區(qū)，其余城市為鼓勵(lì)推進(jìn)地區(qū)，因地制宜發(fā)展裝配式混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)等裝配式建筑。力爭(zhēng)用10年左右的時(shí)間，使裝配式建筑占新建建筑面積的比例達(dá)到30%。

2017年6月20日，四川省人民政府辦公廳印發(fā)了《四川省人民政府辦公廳關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的實(shí)施意見》，提出促進(jìn)建筑產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，支持成都、樂山、廣安、眉山、西昌五個(gè)試點(diǎn)市加快發(fā)展，逐步在地級(jí)城市規(guī)劃區(qū)內(nèi)推進(jìn)裝配式建筑發(fā)展。到2020年，全省基本形成適應(yīng)發(fā)展裝配式建筑的市場(chǎng)機(jī)制和發(fā)展環(huán)境。該意見指出，在橋梁、鐵路、道路、綜合管廊、隧道、市政工程等建設(shè)中，除需現(xiàn)澆外全部采用預(yù)制裝配式。

在公路工程中，裝配式是一種發(fā)展趨勢(shì)，也是國(guó)家和地方政府的政策導(dǎo)向。而裝配式生態(tài)擋墻是國(guó)家戰(zhàn)略目標(biāo)在公路工程相關(guān)項(xiàng)目上的具體體現(xiàn)，具有廣闊的推廣前景。相較于現(xiàn)澆構(gòu)件，預(yù)制構(gòu)件在工廠中統(tǒng)一生產(chǎn)，標(biāo)準(zhǔn)化、工業(yè)化程度高，混凝土成型效果好，可以更好地對(duì)構(gòu)件的尺寸和表觀質(zhì)量進(jìn)行控制。工程裝配率的提高，使得施工更加方便快捷，在前期工序進(jìn)行時(shí)即可開始構(gòu)件的預(yù)制，一定程度上節(jié)省了工期。

2 工程概況

文章中闡述的裝配式生態(tài)擋墻應(yīng)用實(shí)例為四川省成金簡(jiǎn)快速項(xiàng)目SG4標(biāo)段。本標(biāo)段起自沱江東側(cè)的五福大道，由西向東沿淮州新城規(guī)劃線位緊鄰毗河供水工程行進(jìn)，止于金堂縣與簡(jiǎn)陽市交界處的回龍村，路線全長(zhǎng)4.151km。本次工程采用雙向六車道一級(jí)公路配套市政設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)，道路整體式路基斷面寬度為64m，主車道設(shè)計(jì)速度為80km/h，輔道設(shè)計(jì)速度為40km/h。

項(xiàng)目區(qū)范圍內(nèi)所地層為第四系全新統(tǒng)人工填土層（Qme4）、第四系全新統(tǒng)層坡洪積層（Q4dl+pl）、第四系中下更新統(tǒng)冰水沉積層（Ql2fgl）和自主系、朱羅系地層。

地下水的賦存與分布，主要受地質(zhì)構(gòu)造、地貌、巖性、氣候和古地貌條件的控制，根據(jù)賦存條件和水理特征，工作區(qū)主要分布松散堆積砂礫卵石層孔隙水、紅層砂泥巖風(fēng)化帶孔隙裂隙水、砂頁巖層間裂隙水和碳酸鹽巖裂隙巖溶水。

3 施工工藝

3.1 準(zhǔn)備工作

基底土方開挖應(yīng)平整，滿足擋墻裝配要求。基坑開挖至擋墻底座底部標(biāo)高下10cm，然后澆筑10cm C15混凝土墊層。由于擋墻高度超過2m，根據(jù)《公路工程施工安全技術(shù)規(guī)范》（JTG F90—2015），應(yīng)當(dāng)搭設(shè)架體作為施工作業(yè)人員的操作平臺(tái)。架體周圍設(shè)置警戒區(qū)。錨桿擋土墻施工前，首先檢查邊坡或坑壁的穩(wěn)定狀況。對(duì)影響施工安全的危巖、危石、松動(dòng)土石塊應(yīng)予清除，或者采取必要的防護(hù)措施，并平整巖面。另外，需要由專人隨時(shí)檢查和定期監(jiān)測(cè)邊坡穩(wěn)定性，并確認(rèn)安全。發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)立即停工，撤離人員，采取安全措施后方可復(fù)工。

3.2 錨桿施工

（1）錨孔施工。在裝配式綠色生態(tài)擋墻PC構(gòu)件墻身錨桿孔相應(yīng)位置進(jìn)行錨桿施工。錨孔開鉆前應(yīng)進(jìn)行放線，使得錨孔位置與各層T柱錨孔位置中心對(duì)齊，保持入巖角度一致，入巖角度tanθ=0.36。

根據(jù)《公路工程標(biāo)準(zhǔn)施工招標(biāo)文件》（2018年版），錨孔軸線應(yīng)準(zhǔn)確，錨孔位置、直徑及錨孔深應(yīng)不小于圖紙規(guī)定?？纵S應(yīng)保持直線，孔位允許偏差為±50mm，深度允許偏差為-10～+50mm。錨孔直徑為φ110mm，錨孔深度為15cm。首層及二層錨桿長(zhǎng)度為6m，三層及四層錨桿長(zhǎng)度為9m，五層及以上錨桿長(zhǎng)度為12m。錨鉆孔時(shí)宜保持孔壁粗糙。

根據(jù)《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》（JTG T 3610—2019），鉆孔過程中應(yīng)對(duì)巖性及構(gòu)造進(jìn)行編錄和綜合分析，與設(shè)計(jì)出入大時(shí)應(yīng)及時(shí)反饋。當(dāng)成孔過程中遇不明障礙物時(shí)，應(yīng)停止鉆進(jìn)，查明障礙物性質(zhì)。成孔后應(yīng)及時(shí)清凈孔內(nèi)殘?jiān)?。成孔后不宜立即插入錨桿，應(yīng)在孔口采取臨時(shí)封板進(jìn)行封堵，避免水或其他雜物進(jìn)入孔內(nèi)。

（2）錨桿制作。錨桿使用32mmHRB400級(jí)鋼筋。根據(jù)《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》（JTG T 3610—2019），為保證錨桿質(zhì)量，在錨桿制作前，需要對(duì)錨桿進(jìn)行除銹、除油污處理，并避免桿體彎曲。另外，為保證錨桿在注漿時(shí)位于錨孔中央位置，錨桿桿身周圍應(yīng)設(shè)置對(duì)中支架。對(duì)中支架使6mmHPB300級(jí)鋼筋制作，每1.5m設(shè)置一道，每道共3根，以120°夾角沿桿身周邊布置。

（3）注漿封錨。錨桿安裝完畢后，使用C40細(xì)石混凝土進(jìn)行封錨。注漿宜采用孔底注漿法，注漿管應(yīng)插至距孔底50～100mm，隨混凝土的注入逐漸拔出，注漿壓強(qiáng)宜不小于0.2MPa。注漿管端部至孔底的距離不大于200mm。注漿及拔管過程中，注漿管口應(yīng)始終埋入注漿液面內(nèi)，并在水泥漿液從孔口溢出后停止注漿。注漿后當(dāng)漿液液面下降時(shí)，應(yīng)進(jìn)行孔口補(bǔ)漿。根據(jù)《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》（JTG T 3610—2019），錨桿長(zhǎng)度小于3m時(shí)，可采用先注漿后插錨桿的工藝施工。錨桿安裝后，不得敲擊、搖動(dòng)。錨桿在灌漿后3d內(nèi)不得擾動(dòng)。錨桿未插入巖層部分，必須做防銹處理。待封錨混凝土強(qiáng)度達(dá)到32MPa時(shí)，需要進(jìn)行抗拉拔力驗(yàn)證試驗(yàn)，檢測(cè)率100%，抗拔力要求不小于450kN。

3.3 擋墻構(gòu)件安裝

根據(jù)《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》（JTG T 3610—2019），不得采用順坡滾落或拋擲傳遞的方式運(yùn)送材料。故全部構(gòu)件以吊裝的方式運(yùn)輸至施工作業(yè)平臺(tái)。頂蓋用兩點(diǎn)起吊法，其余構(gòu)件使用錨桿孔作為吊裝孔進(jìn)行吊裝。所有起重設(shè)備必須符合國(guó)家關(guān)于特種設(shè)備的安全管理規(guī)定。擋墻構(gòu)件安裝順序如下：

（1）底座安裝。底座PC構(gòu)件安裝在基礎(chǔ)頂部，須安放平整，高度一致，底座可用水泥砂漿找平，底座長(zhǎng)為15m。

（2）底板安裝。底座上首先進(jìn)行第一層底板安裝，底板中心之間間距為1.4m。

（3）T柱安裝。在底板上相應(yīng)地安裝T柱，中心間距1.4m，T柱與底座之間拼裝連接。T柱預(yù)留的橫向錨桿孔中需要穿過已經(jīng)在邊坡上固定的錨桿，并使用C40細(xì)石混凝土進(jìn)行二次注漿。同一層T柱安裝完畢后需要在縱向錨桿孔中穿過通長(zhǎng)錨桿，并使用C40細(xì)石混凝土注漿，保證構(gòu)件與構(gòu)件之間的連接和墻體完整性。

（4）背板安裝。在2個(gè)相鄰的T柱之間，拼裝一塊側(cè)板，插入T柱側(cè)面的凹槽內(nèi)。

（5）下一層構(gòu)件安裝。重復(fù)（2）～（4）步驟，完成后續(xù)幾層的底板、T柱、背板的安裝，直至安裝至頂層。

（6）頂蓋安裝。完成頂層的背板安裝以后，安裝頂蓋，頂蓋長(zhǎng)15m，使其與T柱進(jìn)行拼裝。

3.4 培植綠色植物

在施工完成后的生態(tài)擋墻內(nèi)培土植草綠化及景觀效果。

3.5 注意事項(xiàng)

（1）注意排水措施。根據(jù)《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》（JTG T 3610—2019），施工中應(yīng)采取有效措施截排地表水和導(dǎo)排地下水。擋墻施工應(yīng)在相應(yīng)里程樁號(hào)的排水溝修筑完成后進(jìn)行。在擋墻底部設(shè)置臨時(shí)截水溝，并在墻后土體頂部修筑臨時(shí)坡頂截水溝，將兩種截水溝的水流引入排水溝。通過截水溝-排水溝體系，達(dá)到排水目標(biāo)。

（2）注意天氣影響。根據(jù)《公路工程施工安全技術(shù)規(guī)范》（JTG F90—2015），冬季進(jìn)行高處作業(yè)應(yīng)采用可靠的防滑、防寒和防凍措施，并應(yīng)及時(shí)清除水、冰、霜、雪；大風(fēng)、大雨后，應(yīng)檢查支架、腳手架、起重設(shè)備、臨時(shí)用電工程、臨時(shí)房屋等設(shè)施的基礎(chǔ)及穩(wěn)定性。根據(jù)《公路工程標(biāo)準(zhǔn)施工招標(biāo)文件》（2018年版），錨桿擋土墻不宜在雨天施工。

4 結(jié)束語

裝配式是公路工程未來的發(fā)展趨勢(shì)和政策導(dǎo)向，本工程中的這類裝配式生態(tài)擋墻就是一種很好的應(yīng)用實(shí)例。該擋墻整體由T柱、底板、背板、底座、頂蓋這幾個(gè)構(gòu)件形成，構(gòu)件之間采用拼裝及錨桿連接，底板上可培土種植綠色植物。它巧妙地將模板體系定位、固定方式簡(jiǎn)化，施工簡(jiǎn)單，混凝土成型效果好。同時(shí)可以節(jié)水省肥，為植物生長(zhǎng)提供最佳的生長(zhǎng)濕度，形成環(huán)境友好的生態(tài)支擋結(jié)構(gòu)。裝配式生態(tài)擋墻在施工過程中，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照施工工藝的各個(gè)步驟進(jìn)行，并對(duì)過程中驗(yàn)收項(xiàng)及各類注意事項(xiàng)進(jìn)行把控。同時(shí)應(yīng)以施工總結(jié)或其他方式進(jìn)行施工經(jīng)驗(yàn)的積累和施工工藝的優(yōu)化，便于在后續(xù)公路工程中更方便、更有針對(duì)性地進(jìn)行應(yīng)用。