O形預制塊擋墻技術在公路邊坡防護工程中運用

摘要 文章以某雙向四車道高速公路護坡養(yǎng)護工程為例，從O形預制塊擋墻工藝、施工操作要點、質量控制要點等方面，梳理介紹了應用混凝土O形預制塊加筋聯合柔性的擋墻技術。實踐證明，采用該技術不但能有效提高護坡結構的穩(wěn)定性，同時也形成較好的環(huán)保融入性和工程美學效果，且通過計算可知，O形預制塊擋墻工藝比常規(guī)鋼筋混凝土擋墻工藝節(jié)省約11.68%的工程成本。

關鍵詞 高速公路；邊坡防護；O形預制塊；擋墻；工藝探究

中圖分類號 U445 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）24-0100-03

0 引言

預制塊護坡是將預制的混凝土塊體穩(wěn)固地壘砌在邊坡表面，形成堅硬的防護層，可以最大限度地阻止風力、雨水等因素對坡面的沖刷和侵蝕，有效抑制水土流失和防范坡體破壞。某高速公路在兩處護坡養(yǎng)護工程中，采取O形預制塊加筋聯合柔性擋墻護坡技術、半互鎖加筋聯合結構，為坡體提供良好穩(wěn)定性支撐的同時，其弧線壘體外觀及預制塊腐殖土充填，還形成了良好的環(huán)保融入性和工程美學效果。

1 工程案例

某高速公路為雙向四車道，在K15+600-K17+400區(qū)段，因場地約束限制，采取單向分線過嶺設計。該路段全長約1.80 km，屬于山嶺重丘地形，地層巖性為膨脹性泥灰?guī)r、砂巖，滑坡段落多，且土質松散、抗剪強度低。該工程在使用不久后，因遭受嚴重雨水沖刷，一處路塹邊坡及高填方路堤邊坡發(fā)生滑移和水土流失。鑒于兩處邊坡較高，為提高結構穩(wěn)定性，決定對路堤采取混凝土預制塊加筋聯合柔性的擋墻護坡結構。

2 O形預制塊擋墻工藝

半互鎖結構能有效提高壘體結構的穩(wěn)定性，同時O形和半互鎖結構也方便制作、搬運和壘砌。路堤加筋是在填方邊坡較陡，一般坡度在3.00～85.50之間時，在路基邊坡距路基中線8.00～15.00 m的范圍內，通過加鋪加筋土工布，以增加路肩部分的邊坡整體穩(wěn)定性。為避免氧化使土工布失效，保護加筋土工布，在臺背后用級配碎石填方壓實，預制塊內填腐殖土綠化。工程實用結果顯示，對曲線半徑變換比較頻繁或曲線半徑較小的邊坡防護段，或成折線的邊坡防護線形段落，采用O形預制塊防護后的整體外觀線形較為美觀，能與構造物周圍的環(huán)境形成一體[1]。

3 施工操作要點

3.1 材料與機具準備

（1）主要材料。該O形預制塊擋墻工藝所使用的主要材料名稱、規(guī)格、主要技術指標見表1所示：

（2）機具、儀器、儀表。該O形預制塊擋墻工藝中所使用的主要施工機具、儀器、儀表等名稱、型號、性能、能耗及數量見表2所示。其中，單作業(yè)面施工機具的配備可根據施工現場情況酌情調整[2]。

3.2 施工步驟要點及注意事項

3.2.1 放樣

測量放樣點位為預制塊擋墻的坡腳點A，基礎開挖尺寸可根據地質的情況而定。在基礎開挖時，如遇堅硬巖石，可適當調整基礎尺寸，但需保證擋墻坡腳點A距擋墻基礎開挖線B的最小距離為50 cm。

3.2.2 土方工程及預制塊擋墻基礎

對于填方路基，路基的穩(wěn)定性、路基強度及使用壽命等大部分因素取決于路基坡腳的穩(wěn)定性和強度。在半填半挖段需要修整的挖方處，土方開挖需保證擋墻后回填的尺寸要求，同時保證半填半挖段修整后的邊坡與擋墻的設計坡率基本一致。

在基礎開挖時，由于基礎分段的標高不同，需逐段開挖，并保證底寬1 m。在開挖工程中，開挖至基巖或設計圖示的基底地質條件后，可進行下道工序的施工，逐段成形。

基礎開挖完成后，測量檢測尺寸合格，且基底壓實度和承載力試驗檢測合格后，方可進行C25混凝土的澆筑。在施工混凝土時，應根據設計標高逐段施工；如若基底有滲水現象，應對基底進行換填級配碎石透水性材料，壓實并檢測合格后方可澆筑混凝土。在混凝土澆筑時，應注意以下幾點：

（1）完成混凝土澆筑后，必須保證其標高與設計圖紙中規(guī)定的標高一致。通過精確地測量控制點，可對混凝土的澆筑高度進行調整，確保最終的標高符合設計要求，這樣不僅能夠滿足工程的技術規(guī)范，還能保障整個結構的穩(wěn)定性和安全性。

（2）為了確保工程質量，必須對混凝土的密實度和強度進行嚴格的監(jiān)控，這可能涉及選擇合適的混凝土配合比、合理安排澆筑和振搗工藝，以及進行必要的質量檢測和驗收工作。

（3）當原有的地面存在縱坡時，對于那些需要澆筑基礎混凝土的路段，應將混凝土澆筑成階梯形狀，以有助于在不同標高的基礎上放置擋墻預制塊，確保每個預制塊在各自的標高上保持一致，這樣做既有利于維持擋墻的統(tǒng)一性和平整度，也有助于提高整個擋墻系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。

3.2.3 預制塊的安裝

基礎混凝土施工完成后，可進行預制塊的安裝。因路基寬度及邊坡的穩(wěn)定性要求，應從坡腳開始進行控制，故安裝第一層預制塊時，應先測量放樣，保證最底層的預制塊坡腳位置，并控制預制塊的間距。

在安放預制塊前，應先放樣坡腳點（預制塊外側的結構邊線），需保證線形的平順。安裝時，應按照預制塊間間距做好正方形模具，以便控制預制塊間距（不同型號的預制塊，其中心間距不同），最后采用小型挖掘機或挖掘式裝載機通過專用吊卡進行吊裝。

3.2.4 填方及壓實

擋墻內0～31.50 mm級配碎石的回填質量直接影響預制塊擋墻邊坡的穩(wěn)定性。級配碎石回填時，需嚴格控制承載力及密實度指標?；靥畹暮穸扰c預制塊高度相同（25 cm），攤鋪寬度應保證設計寬度。對級配碎石進行壓實時，應注意預制塊附近1 m范圍內采用小型壓路機進行壓實，防止預制塊移位。預制塊安裝完成后，應對預制塊內側及預制塊間回填腐殖土?；靥顣r應采用木槌對腐殖土進行鑿實，回填高度與預制塊的高度[3]保持一致。

3.2.5 土工布的鋪裝

第一層級配碎石回填與預制塊安裝完成后，方可鋪裝第一層土工布。鋪裝時，從預制塊中心線量起，其橫向（垂直于擋墻方向）長度為8～16 m，縱向搭接長度為0.3 m；土工布有分布筋面時應向上，這樣可保護分布筋。同時，應注意土工布不得超過預制塊中心線，避免遮蓋預制塊擋墻的綠化區(qū)域。土工布鋪裝完成后，可進行下一道循環(huán)的施工工序[4]。

3.3 施工注意要點

（1）在安裝預制塊的過程中，需要對每一層預制塊的內收距離d進行嚴格控制，這是因為內收距離對于維持路基的既定寬度至關重要。此外，還需要對預制塊之間的縱向間距進行精準控制，這不僅關系擋墻邊坡的穩(wěn)定性，還影響整個工程的視覺效果。

（2）當預制塊和土工布一起施工時，應確保每一塊預制塊上面覆蓋一半的土工布，并且下一層預制塊應直接放置在土工布上，這樣的做法有助于增強結構的穩(wěn)定性且促進植被生長。

（3）在預制塊之間填充腐殖土時，必須確保土壤被壓實，并且填充到與預制塊頂部相同的高度，這樣做是為了確保綠化區(qū)域的完整，同時也能滿足級配碎石回填區(qū)域的寬度和范圍要求。

（4）在進行級配碎石回填時，需要邊灑水邊進行碾壓。特別地，在預制塊附近的1 m范圍內，最好一次性完成碾壓操作，以避免因反復碾壓而造成的預制塊位移風險，這樣既可確?；靥畹姆€(wěn)固性，又能防止對預制塊造成不必要的損壞。

（5）級配碎石的回填應盡量與路基內側的土方填筑同時施工，以保證不同填料間更好銜接。一般情況下，兩者的高差≤1 m，如果高差較大，必須按臺階法進行填筑，以保證路基的整體強度和穩(wěn)定性。

（6）在預制塊擋墻內側回填級配碎石前，應嚴格控制原地面的地基承載力，并在回填未超出原地面前，做好臨時排水措施，以免雨水浸泡。

3.4 質量控制要點

（1）執(zhí)行標準、規(guī)范和檢驗方法。工法必須執(zhí)行的標準、規(guī)范和檢驗方法如下：預制塊擋墻安裝完成后，應保證路基寬度誤差在±2 m、標高誤差±1.5 m，預制塊不能有裂痕、破損現象，施工過程中若發(fā)現有裂痕應及時進行更換。擋墻后填方采用0～31.5 mm級配碎石或透水性填料進行回填，回填壓實度≥95%。

（2）預制塊擋墻施工質量保證措施。預制塊擋墻的基礎應位于硬土層之上，基礎的承載力要求應達到

150 kPa；O形預制塊的進場需保證產品的質量合格、無裂痕等情況，應有產品生產合格證；預制塊擋墻后回填時應設置盲溝，保證地下水能夠順利排出；預制塊擋墻后進行級配碎石填方施工時，應保證壓實后的層厚與預制塊的厚度一致，壓實度應達到95%；同時，應保證0～31.5 mm級配碎石回填時的最佳含水量；預制塊在安裝過程中，應同步進行預制塊內的腐殖土填充。腐殖土需進行化學分析并出具報告，保證有機物的含量和腐殖土質量合格；在加筋土工布鋪裝前，應對土工布進行抗拉試驗，以確保加筋土工布的抗拉強度大于180 MPa。

3.5 安全與環(huán)保措施

認真貫徹“安全第一，預防為主，綜合治理”的方針，以確保施工安全為重點，杜絕人身重傷以上、機械大事故等安全責任事故，確保施工安全和生命財產不受損害。貫徹執(zhí)行安全生產責任制，明確各級人員的職責，抓好安全生產；對于城鎮(zhèn)施工區(qū)域或與既有線路相鄰的區(qū)域，應及時做好安全防護措施，避免預制塊擋墻在施工過程中掉塊傷人；制定滑塌、火災、消防等突發(fā)事件的應急預案；在預制塊擋墻安裝過程中，對于高空作業(yè)應做好安全防護措施；施工現場應按照設計規(guī)劃、業(yè)主及施工環(huán)保要求實施；對于預制塊擋墻內部的盲溝排水應與路基坡腳水溝相連，以保證順利排水并減小對周邊環(huán)境的影響；對于預制塊擋墻施工過程中產生的建筑垃圾需及時清理，以減少對施工現場及周邊環(huán)境的影響；施工便道應定期養(yǎng)護，及時灑水，減少粉塵污染。在

9.50～31.5 mm級配碎石填筑時，應及時灑水，減少揚塵，保證作業(yè)環(huán)境符合職業(yè)健康及安全標準；施工設備的選型應經過詳細計算，進行合理配置，提高節(jié)能意識[5-6]。

4 效益分析

以邊坡垂直高9 m、長10 m為標準計算，預制塊擋墻工程數量包括C25基礎混凝土15 m3，O形預制塊342塊，加筋土工布2 000 m2，0～31.50 mm級配碎石

720 m3，總造價為37.80萬元。相同規(guī)格的鋼筋混凝土擋墻工程數量包括C25混凝土119 m3，鋼筋13 703.80 kg，防水層268.50 m2，0～31.50 mm級配碎石540 m3，總造價為42.80萬元，這表明新工藝比常規(guī)鋼筋混凝土擋墻工藝可節(jié)約11.68%的工程成本。經比較后可以看出，預制塊擋墻的造價相對于鋼筋混凝土擋墻較低。同時，與鋼筋混凝土擋墻相比，O形預制塊施工周轉性材料及小型機具的一次性投入較少，并且可進行工廠化加工預制塊。施工操作技術簡單，可充分使用屬地員工，減少人工投入。

5 結語

該文基于工程實例，梳理介紹了應用的O形預制塊加筋聯合柔性擋墻護坡工藝。預制塊采取O形、半互鎖結構和加筋聯合設計，屬于加筋聯合混凝土預制塊柔性擋墻的護坡結構。O形預制塊聯合柔性擋墻的邊坡支護，具有工序少、施工進度快、經濟合理、安全環(huán)保等特點；施工工藝簡單，同時能保證填方質量；成形后邊坡美觀，可與周邊環(huán)境融為一體；支護形式簡單、安全可靠，能夠適應多種圍巖地質的填方及半挖半填邊坡；O形預制塊擋墻支護邊坡可有效地控制路基邊坡比，減小路基坡腳寬度；預制塊有不同型號規(guī)格，可用于不同位置的邊坡防護，現場施工靈活多變。

該工藝適用于各種等級公路路基填方路段對邊坡坡率的要求，特別是較狹窄路段，O形預制塊最高可保證26 m高的邊坡防護的穩(wěn)定（分臺階進行填筑，每級臺階高度約8 m）；適用于對各種結構物臺背錐體回填造型的支擋；適用于施工空間和場地要求較高的工程墻體及邊坡防護的施工；適用于地震帶的墻體、圍墻的施工建設；也適用于房建工程小區(qū)的環(huán)境美化，例如風景墻、花壇等。高等級公路或高陡填方邊坡一般采用規(guī)格較大的預制

塊；省道國道高度較低的填空邊坡的防護及房建工程綠化墻，房建工程及小區(qū)環(huán)境造型的設計、美化環(huán)境等，一般采用規(guī)格較小的預制塊。O形預制塊半互鎖加筋的聯合結構，為坡體提供良好穩(wěn)定性支持的同時，其弧線壘體外觀及預制塊腐殖土充填，還形成了良好的環(huán)保融入性和工程美學效果。

參考資料

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[3]周娉婷.預制拱形骨架護坡結構優(yōu)化數值模擬分析[J].土工基礎， 2023（2）：249-252+265.

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[5]劉峰.裝配式生態(tài)擋土墻在公路邊坡防護中的應用[J].建筑技術開發(fā)， 2021（15）：111-112.

[6]王華震，武鵬.環(huán)形坡面預制塊長距離鋪裝施工技術及應用[J].科學技術創(chuàng)新， 2021（31）：116-118.