廣東地區(qū)裝配式錨桿生態(tài)擋墻景觀應(yīng)用探究

梁美君

（廣州市交通設(shè)計(jì)研究院有限公司，廣東 廣州 510000）

1 項(xiàng)目背景

項(xiàng)目位于X292 線高岳公路，該路段是廣東省全域旅游示范道路，被中國公路學(xué)會評為“2019 全國美麗鄉(xiāng)村路”。道路K6+740～K6+910 段側(cè)方邊坡為原狀巖質(zhì)邊坡，巖層裸露，并存在表層風(fēng)化剝落及塌方問題，需對該路段采取支擋防護(hù)。但傳統(tǒng)支擋結(jié)構(gòu)形式較為單一、墻面生硬毫無景觀可言，與“全國美麗鄉(xiāng)村路”的良好生態(tài)環(huán)境格格不入。

結(jié)合新發(fā)展理念和高岳公路實(shí)際工程需求，秉持以人為本、綠色和諧的設(shè)計(jì)理念，營造良好的生態(tài)景觀，本次嘗試對支檔結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面創(chuàng)新，力求以一種安全穩(wěn)固、生態(tài)美觀、經(jīng)濟(jì)環(huán)保的全新支擋結(jié)構(gòu)取代傳統(tǒng)支擋。

2 裝配式錨桿生態(tài)擋墻的優(yōu)越性

2.1 傳統(tǒng)支擋結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

傳統(tǒng)支擋結(jié)構(gòu)形式多樣，按結(jié)構(gòu)形式劃分主要分為重力式、懸臂式、扶壁式、錨桿式、錨定板式等[1]。重力式擋墻因適用性廣、易于取材、結(jié)構(gòu)簡單、容易施工而應(yīng)用較為普遍。其主要應(yīng)用于一般地區(qū)、浸水地區(qū)、地震地區(qū)的路肩、路堤和路塹等支擋工程。懸臂式、扶壁式擋土墻多應(yīng)用于石料缺乏、地基承載力較低的填方路段。錨桿式擋土墻宜用于墻高較大的巖質(zhì)路塹。錨定板式擋土墻多應(yīng)用于在缺乏石料地區(qū)的路肩墻或路堤墻，但不適用于滑坡、坍塌、軟土及膨脹土地區(qū)。

2.2 傳統(tǒng)支擋結(jié)構(gòu)的景觀局限性

傳統(tǒng)支擋結(jié)構(gòu)在城市景觀建設(shè)的廣泛運(yùn)用中也逐漸顯現(xiàn)出一些局限性。

傳統(tǒng)支擋結(jié)構(gòu)屬于剛性防護(hù)，造型簡單生硬，圬工面外露且占比過大，極大影響景觀融合性及美觀度。后期可綠化手段較少，景觀效果單一，綠化成效慢且綠化面積及綠量均不理想。

石料開采毀壞樹木，破壞山體，付出的是高昂的生態(tài)代價(jià)。鋼筋、混凝土生產(chǎn)加工過程產(chǎn)生大量粉塵、二氧化碳，造成大氣污染，加劇溫室效應(yīng)。施工時(shí)大面積混凝土現(xiàn)場澆筑產(chǎn)生大量廢水、廢漿排入土壤、河流，對周邊生態(tài)環(huán)境造成難以修復(fù)的傷害。

施工過分依賴人工，機(jī)械化程度低，施工速度慢。同時(shí)，過分依賴人工也帶來了施工過程難以標(biāo)準(zhǔn)化操作，導(dǎo)致工程質(zhì)量參差不齊，并在后續(xù)使用中帶來較大的安全質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，增加后期的維護(hù)成本。

2.3 裝配式錨桿生態(tài)擋墻的景觀應(yīng)用優(yōu)勢

裝配式錨桿生態(tài)擋墻具有獨(dú)特的景觀應(yīng)用優(yōu)勢。裝配式錨桿生態(tài)擋墻主要材料為PC 預(yù)構(gòu)件，能實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、批量化、輕型化，利用簡易機(jī)械輔助即可快速拼裝，裝配流程簡單，工期可縮短60%以上，有效降低景觀成本，提升經(jīng)濟(jì)效益[2]。施工現(xiàn)場環(huán)境污染極少，混凝土現(xiàn)澆量相比傳統(tǒng)擋墻節(jié)約80%以上，有利于生態(tài)環(huán)境快速恢復(fù)重建。主體結(jié)構(gòu)完成后可即時(shí)培土復(fù)綠，綠化效果立竿見影?？蓪?shí)現(xiàn)豐富多樣的種植配置，極大提升了景觀的美感和整體協(xié)調(diào)性。同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了大面積、高綠量的綠化種植，有效提升環(huán)境生態(tài)效益。而且加上智能化滴灌系統(tǒng)，大大降低了后期人工維護(hù)成本。

3 裝配式錨桿生態(tài)擋墻景觀應(yīng)用設(shè)計(jì)

3.1 基本原理

裝配式錨桿生態(tài)擋墻的基本原理是以PC 預(yù)構(gòu)件作為基本模塊，通過承載力、土體壓力等受力計(jì)算確定PC 預(yù)構(gòu)件、肋柱、錨桿等尺寸及位置分布后，經(jīng)精確地組裝形成堅(jiān)固的受力墻體替代傳統(tǒng)支擋結(jié)構(gòu)。裝配式錨桿生態(tài)擋墻的受力機(jī)理主要是利用錨桿對地層的錨固力來平衡土體壓力。錨桿一邊錨固在邊坡原狀土層或原狀巖層內(nèi)，另一邊與擋墻肋柱緊緊相連，依靠水平拉力使邊坡穩(wěn)定[3]。錨桿生態(tài)擋墻是以錨桿擋土墻為基礎(chǔ)的延伸設(shè)計(jì)，通過優(yōu)化墻面構(gòu)造滿足項(xiàng)目景觀需求，是新發(fā)展理念下的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新。

3.2 結(jié)構(gòu)形式

X292 道路K6+740～K6+910 段設(shè)置裝配式錨桿生態(tài)擋墻最高為4.95m，最高處采用5 層PC 預(yù)構(gòu)件搭建。生態(tài)擋墻由PC 預(yù)構(gòu)件、肋柱、錨桿、壓頂梁、肋柱基礎(chǔ)、景觀綠化、智能滴管系統(tǒng)、排水溝、截水溝組成。

PC 預(yù)構(gòu)件為鋼模整體預(yù)制，一體成型，本項(xiàng)目定制單體外輪廓尺寸為150cm×80cm×70cm（長×寬×高），其構(gòu)造如圖1 所示。PC 預(yù)構(gòu)件由兩個(gè)凹形側(cè)板、一個(gè)背板及一個(gè)植生底板組成。四個(gè)結(jié)構(gòu)板圍合形成一個(gè)半開放的空間。底板呈15°向背板傾斜，形成一個(gè)中空植生土槽。底板坡度一方面可以防止內(nèi)部受到雨水沖刷而造成種植土流失，另一方面還可以確保種植空間有一定的蓄水能力，以滿足植物生長。背板上開有排水窗，既方便排水，又讓植物根系通過此窗往外邊坡上生長，使擋墻結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)固。左右兩側(cè)凹形側(cè)板在兩個(gè)PC 預(yù)構(gòu)件水平拼接時(shí)，形成呈四方截面的柱狀空間，即肋柱預(yù)留槽，尺寸為長30cm×寬40cm。在肋柱預(yù)留槽內(nèi)澆筑混凝土形成肋柱與基礎(chǔ)連接，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。側(cè)板凹面設(shè)有PC 預(yù)構(gòu)件吊裝孔，以便施工吊裝固定。側(cè)板前后均預(yù)留了鋼筋孔，用于連接錨桿使墻體穩(wěn)固。上下截面分別設(shè)有凹面及凸面，方面安裝時(shí)進(jìn)行榫接。

圖1 PC 預(yù)構(gòu)件大樣

錨桿連接擋墻肋柱與邊坡，呈向下12°斜插入坡體。錨桿采用直徑32mm HRB400 規(guī)格鋼筋。設(shè)置單排錨桿，橫向間距1.5m。錨入破裂角穩(wěn)定中風(fēng)化基巖不小于4m。PC 預(yù)構(gòu)件搭建完成后澆筑壓頂梁封頂。壓頂梁靠邊坡側(cè)建造截水溝，系統(tǒng)收集坡面流水，防止雨水對擋墻沖刷影響擋墻穩(wěn)定性。擋墻底部靠路面一側(cè)修建排水溝以保護(hù)肋柱基礎(chǔ)。整體構(gòu)造斷面如圖2 所示。

圖2 裝配式錨桿生態(tài)擋墻構(gòu)造斷面

4 裝配式錨桿生態(tài)擋墻景觀建造流程

首先開挖并修整邊坡，為防止邊坡坍塌及時(shí)噴錨封面。在開挖擋墻基礎(chǔ)后澆筑墊層并綁扎基礎(chǔ)鋼筋和肋柱鋼筋。完成后，支模澆筑擋墻基礎(chǔ)混凝土。接著分步拼裝定制PC 預(yù)構(gòu)件，在安裝錨桿孔預(yù)埋管后，澆筑肋柱混凝土[3]。然后鉆孔安裝錨桿并注漿封孔。在墻身構(gòu)筑完成后，綁扎壓頂梁鋼筋并澆筑壓頂梁混凝土。再在墻背空隙處，使用透水材料回填。在壓頂梁外側(cè)，開挖截水溝并在擋墻基礎(chǔ)外側(cè)開挖排水溝。最后，安裝智能滴灌系統(tǒng)并把土壤基質(zhì)放入PC 預(yù)構(gòu)件后種植植物并養(yǎng)護(hù)，整體效果如圖3 所示。

圖3 裝配式錨桿生態(tài)擋墻景觀現(xiàn)場效果

5 裝配式錨桿生態(tài)擋墻景觀實(shí)施主要難點(diǎn)

設(shè)計(jì)與現(xiàn)場施工需要結(jié)合的更加緊密。裝配式錨桿生態(tài)擋墻是以PC 預(yù)購件為基本模塊，必須按照一定的模數(shù)間隔進(jìn)行施工，對于底邊非直線型邊坡，需要根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況精細(xì)化動態(tài)設(shè)計(jì)，及時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)方案，再指導(dǎo)施工。拼裝PC 預(yù)構(gòu)件時(shí)，必須確保各構(gòu)件間拼裝緊密，不晃動，不錯(cuò)位，水平面上線形順直。相比傳統(tǒng)擋墻而言，裝配式錨桿生態(tài)擋墻要求施工工藝和技術(shù)人員施工水平更高，對細(xì)節(jié)處理的把控更加嚴(yán)格。

植物景觀賦予了裝配式錨桿生態(tài)擋墻靈魂，外界稱其為“會呼吸的墻”。為保證植物景觀效果長效持久，搭建植物適合生長的良好環(huán)境尤為重要。施工時(shí)選擇肥沃的土壤基質(zhì)，完善智能滴灌系統(tǒng)，施工后定時(shí)除雜除蟲，修剪施肥，才能使新栽植的幼苗茁壯成長，景觀效果歷久彌新。

6 植物選擇策略

6.1 配置原則

本土優(yōu)先，因地制宜。合理選擇適生性強(qiáng)、表現(xiàn)良好的植物品種，在優(yōu)先選用鄉(xiāng)土品種的同時(shí)兼顧植物多樣性。

經(jīng)濟(jì)合理，易于養(yǎng)護(hù)。選擇的植物品種應(yīng)易于管養(yǎng)，生命力強(qiáng)，減少后期人工維護(hù)成本。

安全穩(wěn)定，美觀長效。植物遠(yuǎn)期生長不影響支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性，能保持長效的景觀效果。

6.2 生境分析

裝配式錨桿生態(tài)擋墻中，植物生長空間為層疊狀，光照條件受擋墻走向影響較大。若為東西走向，植物幾乎沒有直接日照，只有散射光照射，光照條件較差，應(yīng)選用耐蔭植物進(jìn)行栽植；若為南北走向，植物直接日照照射比較充足，日均光照時(shí)長為4～5h 左右。墻體可選用喜半蔭植物，在擋墻頂層可適當(dāng)栽植較喜陽植物。生態(tài)擋墻中搭建智能化滴管系統(tǒng)為植物提供水分滋養(yǎng)。

6.3 植物選擇

裝配式錨桿生態(tài)擋墻綠化應(yīng)選擇適生性強(qiáng)、病蟲害少、易于打理、具有一定抗污染力的植物品種[4]。建議采用選用規(guī)格高0.6m、冠幅0.5m 的木本類植物作為景觀的主體骨架，輔以少量的草本、藤本作為景觀色塊過度或材質(zhì)對比，以豐富景觀效果。另外，可適當(dāng)運(yùn)用草本和藤本類植物柔化生態(tài)擋墻邊界，增加景觀融合度。廣東地區(qū)推薦以下植物品種作為選擇。

6.3.1 藤本類植物

綠蘿（Epipremnum aureum）、使君子（Quisqualis indica）、炮仗花（Pyrostegia venusta）、地錦（Parthenocissus tricuspidata）、錦屏藤（Cissus verticillata）、忍冬（Lonicera japonica）、五爪金龍（Ipomoea cairica）、紫藤（Wisteria sinensis）。

6.3.2 草本類植物

腎蕨（Nephrolepis cordifolia）、合果芋（Syngonium podophyllum）、彩葉萬年青（Dieffenbachia sequina）、吊蘭（Chlorophytum comosum）、白蝶合果芋（Syngonium podophyllum ‘White Butterffy’）、花 燭（Anthurium andraeanum）、海芋（Alocasia odora）、吊竹梅（Tradescantia zebrina）、紫背竹芋（Stromanthe sanguinea）、沿階草（Ophiopogon bodinieri）、銀 紋 沿 階 草（Ophiopogon intermedius ‘Argenteomarginatus’）、春 羽（Thaumatop hyllum bipinnatifidum）、粉紅合果芋（Syngonium podophyl lum）、花葉萬年青（Rohdea japonica‘Variegata’）、紫背萬年青（Tradescantia spathacea）、金邊吊蘭（Chlorophytum comosum‘Variegatum’）、天門冬（Asparagus cochinchine nsis）。

6.3.3 木本類植物

鵝掌藤（Heptapleurum arboricola）、光葉子花（Bougainvillea glabra）、花葉鵝掌藤（Scheffera arboricola‘Variegata’）、紅花檵木（Loropetalum chinense var.rubrum）、紅葉石楠（Photinia × fraseri Dress）、紅背桂（Excoecaria cochinchinensis）、金 葉 假 連 翹（Duranta erecta ‘Golden Leaves’）、鳳尾竹（Bambusa multiplex‘Fernleaf’）、龍船花（Ixora chinensis）。

7 結(jié)語

裝配式錨桿生態(tài)擋墻是安全穩(wěn)固、生態(tài)美觀、經(jīng)濟(jì)環(huán)保的新型支擋結(jié)構(gòu)。該技術(shù)的創(chuàng)新既充分體現(xiàn)了新發(fā)展理念下綠色發(fā)展的新思路又響應(yīng)了國家大力發(fā)展裝配式建設(shè)政策導(dǎo)向[5]。未來在城鄉(xiāng)景觀建設(shè)中有著積極意義，具有廣闊的應(yīng)用前景。本文以首個(gè)廣東省應(yīng)用裝配式錨桿生態(tài)擋墻景觀為案例，總結(jié)其設(shè)計(jì)、實(shí)施經(jīng)驗(yàn)及策略，以期為該技術(shù)的推廣和應(yīng)用提供一些參考。