生态景观挡墙在河道整治工程中的设计应用

生态景观挡墙在河道整治工程中的设计应用

褚少申

上海嘉正市政工程有限公司上海201801

摘要：生态景观挡墙改变了传统的砌石、混凝土等重力式挡土结构自身体积大、对地基承载力要求高、外观呆板、生态环境影响大等缺点。具有外观效果好、结构柔性好、适应变形能力强、整体连锁、批量生产、施工简便、减少占地、节省投资等许多优点。可以同时满足挡土排水、安全可靠和生态需要，具有很好的生态效应。本文结合实例分析生态景观挡墙在河道整治工程中的设计应用。

关键词：河道整治；挡土墙；设计

1生态挡墙技术

1.1自嵌式挡墙

自嵌式挡墙类似于预制面板加筋挡墙，不同的是采用自嵌块替代混凝土面板，加筋材料采用土工格栅，通过筋带与土体摩擦及筋带与面板间的拉结起到挡土作用。自嵌块块体之之间通过台阶、榫接等方式相互咬合在一起，整体性强，同时台阶式的墙体可以形成10°左右的坡度，使得墙体重心偏内，可以增加其在土压力作用下的抗倾覆能力。同时有的自嵌块可以在预制混凝土块预留孔洞，使得表观重度较低，对地基的要求较低。自嵌式挡墙具有良好的透水性能，能适应地基的沉陷，但局部破坏后会因自嵌块之间的咬合而不易检修。目前影响自嵌式挡墙使用的主要因素是其耐久性有待进一步检验，同时因其块体之间留有孔缝，虽然避免了专门设置伸缩缝工序，需要验证大流量的抗冲蚀能力。

1.2石笼挡墙

石笼挡墙符合常规的力学原理，将不同直径的石块固定在一起，形成一个具有张力作用并能承受外界压力的巨型砌块结构。石挡土墙中有许多孔隙，能充分保证河水体与河岸土之间的水和物质交换，有利于地下水压力的释放。目前石笼挡墙的石笼网主要采用用涂膜热镀锌低碳钢丝，结构稳定且强度高，整体性好，且具有一定的变形能力，是良好适应地基的变形。石笼挡墙的破坏往往非石笼网老化锈蚀破裂引起的，经常是因网中石料在水流的作用下不断摩擦石笼网，进而导致石笼网破损。石笼挡墙的缺点在于对石料需求量大，同时对石料自身特性要求高，一般只在石料丰富的地方使用。

1.3生态袋挡墙

生态袋挡墙由生态袋和网肋型联结扣单体砌合而成，形成整体的挡土结构，生态袋内填充特殊配置的材料，具有优异的物理及化学特性，可抵抗紫外线的破坏，不易发生质变，抗老化和抗酸碱性侵蚀以及抗微生物分解。如果不加筋，墙体对地基变形具有适应能力，但是会因袋内土体逐渐估计，变形适应内力减弱，进而有可能导致破坏。生态袋受袋体的孔径影响大，过大易受雨水侵蚀，过小易堵塞失去生态能力。以上特性使得生态袋挡墙的应用范围收到限制，尽在小型和边坡高度低的河道中得到应用，且一般只作护坡形式出现。

2河道整治工程中生态景观挡土墙应用优点

在河道整治过程中，可以使生态景观挡土墙得到充分的应用。城市河道整治主要的目标是：①应该在城市防洪方面起到决定性的作用，这也是其最主要的作用；②对河道的生态环境维护和发展要有很大的促进作用；③其大大增强了人们对河道景观的要求，可以满足河道景观和城市景观协调发展的美好目标，满足人们对亲水性的要求。对生态景观挡土墙来说，其具有让河水产生自我净化的能力，因为生态景观挡土墙可以促进河道中水土的交换；因挡土墙可以在工厂中预制，故它便可以制成各种形状，可以在挡土墙的预制过程中加入各种有视觉感的颜料，来达到与周边环境相互协调的效果；挡土墙可设计成具有植生孔，当挡土墙施工完成后，可在其植生孔中植入滨水景观植物，便可形成一道美丽的风景线，来美化我们的河道环境；生态挡墙可以广泛地应用在水利、交通、道路、公园、房地产小区等各种领域，成为景观的点缀，为景观的构造增添一道亮色。

3生态景观挡墙的设计应用

现对某地区的河道进行整治，根据河道的具体情况来看，整治的范围全长为845m左右，整体施工分为二个阶段:第一阶段河道整治的河道轴线长度大约700m。河道的宽度设计是40m;第二阶段河道轴线长度是190m，河道宽度设计是70m左右。根据河道原来的设计方案，其施工的重力式挡墙所采用的是浆砌条块石，给河道周围的生态环境造成一定影响。现对河道进行整治，以标准河道为基础，要求底宽为35m左右、面宽为45m左右。与此同时，根据防洪规划的相关要求，将整治河道的宽度设计为P=50%洪水位为界，设计的平台为5m宽，采用上下错层铺设的方式进行施工。另外，设计的上下层挡墙驳岸，上层是M.75浆砌条石挡墙结构，包含底板在内的墙高为1.6m左右，设计顶宽为0.5m，下层是M7.5浆砌块石挡墙结构，包含底板在内的墙高为4.5m左右，顶宽的设计为0.8m。在实践过程中，采用生态景观挡墙节约了成本。在采用生态景观挡墙进行河道整治工程的设计应用时，需要对如下几个方面进行合理计算。

3.1地基承载力校验

即使在承载力较低的地基上生态景观挡土墙依然可以安全的施工，在其具有良好的对地基变形的适应能力的情况下，当该区域的地基出现较大不均匀沉降时生态景观挡土墙仍然能够保持较大的稳定性，并且墙面倾斜角一般可以在10～18°的范围内调整。因其砌块的表观重度与填土的重度基本一致，故不必单独再进行墙基承载力的校核，只需要在考虑是将墙后填土与挡土结构一起考虑即可。按照地基设计规范的要求，挡土高度的范围应该限制在：H<=f/r。否则，须对挡土墙进行地基加固处理，并对其整体稳定进行计算。

3.2内部稳定的计算

首先，最小拉结网层数。将土压力计算出来，土工格栅规格一般选择极限抗拉强度为50kN/m，网层一共是六层，下部层数的间距与上部层数的间距分别为0.060m和0.075m。每一层网片所承受的拉力都应该加以分析，以便确保它的拉力在允许的范围之内。接着，设计分析加筋网片的拉结能力，这个过程应该在加筋土发生剪切破坏的情况下来进行，以便确保它的承受墙体上的内部土压力。最后，设计和分析其内部滑移，准确地得出在外部土层的压力作用下，墙体沿着加筋网片滑移的距离。在实践应用中，根据计算结果来确定各层土工格栅强度、长度、土工格栅型号和位置等。

3.3外部稳定的计算

根据规范要求，整体抗滑功能是生态景观挡墙的重要前提，其安全系数应该在1.30以上，对基底抗滑的稳定性进行设计，加筋体的宽度应该确定为3.7m左右，土工格栅的长度为4米左右，抗倾覆稳定系数为4.90，完全满足相关规范要求。

3.4局部稳定的分析计算

（1）验算顶部无加筋挡土砌块的抗倾覆能力：分析在内部土压力的作用下挡土墙顶部无土工格栅加筋部分墙体的抗倾扭能力。（2）对挡土砌块之间的抗剪强度进行验算：主要是对每一层加筋网片处的挡土砌块进行分析其在内部主动土压力作用下是否会由于抗剪强度不够而凸出墙面。（3）验算挡土砌块与拉结网之间的连接强度：分析挡土砌块与每一层加筋网片之间连接的是否牢固，是否可靠。

结束语

生态景观挡墙不仅具有外观的美学价值，而且具有结构柔韧性能好、变形适应性好、整体链条性能强、可批量生产、施工操作方便、占地面积大、节省投资成本等特点。生态景观挡墙安全可靠，其不但能够满足挡土排水的需要，还可以满足自然生态科学发展的需要。综上所述，生态景观挡墙在河道整治工程中的应用，具有很好的整体效果，大大降低施工成本，满足现代经济发展要求，对于提高河道的整体稳定性发挥着重要作用。

参考文献

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