周晓靖

装配式钢筋砼生态挡土墙的技术应用

周晓靖

传统浆砌石挡墙与混凝土挡墙能起到护坡和防止水土流失的作用，但是受到工艺等方面的限制，不能美化景观环境，缺少生态经济社会效益，而且开山挖石，废材废料，对环境造成不良影响。

本文研发的钢筋砼生态挡土墙，是一种装配式复合钢筋砼柱板式挡土墙。它由预制带肋夹心板和后浇钢筋砼立柱叠合而成。其中预制带肋夹心板中的填充块为石膏基秸秆纤维砼空心盒子。施工时，先把预制带肋夹心板安装于墙上，然后以预留的肋槽和翼缘为模框，封模浇筑钢筋砼立柱，即可形成带有壁框的装配式柱板挡土墙。这种挡土墙施工完成后，可在其上的秸秆纤维砼开口空心盒子内栽培植物，形成立体绿化与结构一体化的生态挡土墙。可应用于铁路、公路、水利和城镇建设中，带来可观的社会经济效益，市场应用前景广阔。

图1

图2

图3

一、装配式钢筋砼生态挡土墙的结构形式

本装配式钢筋砼生态挡土墙的结构形式如图1～4所示，它由现浇钢筋砼底板1、预制复合秸秆纤维生态砼带肋夹心板2和后浇钢筋砼立柱3组成。其中预制复合秸秆纤维砼带肋夹心板2由底板21、横肋板22、空心盒子23组成，所述空心盒子23是以开口向上的方式等间距的嵌在由底板21与横隔板22围成的矩形空腔之内，使相邻空心盒子之间留有方形肋槽24，并通过在横肋板上预留的方孔25做到连续贯通。 所述预制复合秸秆纤维砼带肋夹心板2的两端留有翼缘26。

为满足植物生长的生态环境需要，所述空心盒子23材料为PH值小于8、秸秆掺量小于10amp;的石膏基秸秆纤维生态砼。

图4

图5

二、装配式钢筋砼生态挡土墙结构设计与施工

1.结构设计

从本装配式钢筋砼生态挡土墙的结构形式可以看出，其后浇立柱施工完成后，就形成了一种壁框式的钢筋砼柱板挡土墙。如果不考虑横向肋梁对立柱的辅助作用，则本装配式钢筋砼生态挡土墙结构设计就可按照现浇钢筋砼柱板式挡土墙的结构设计方法进行，即壁板按T型截面连续板进行结构计算，立柱按悬臂梁进行结构设计。

2.预制生产和施工

本装配式钢筋砼生态挡土墙中的预制复合秸秆纤维生态砼带肋夹心板采用的是工厂化预制生产，具体的生产过程是：先在专用的生产平台上摆好预制密肋夹心板的模具，在铺好底板钢筋后，开始浇筑底板的砼，然后安放秸秆纤维砼空心盒子和形成纵向方形肋槽的方管，接着浇筑横向肋带的砼，然后经脱模养护即可。

安装施工时，首先浇筑挡土墙的底板混凝土并预留好立柱的搭接钢筋，待底板混凝土的强度达到设计强度的70%后，再把预制带肋夹心板安装上墙，这时其上预留的肋槽和翼缘就是后浇钢筋砼立柱的模框，然后通过封模浇筑钢筋砼立柱，就形成了带有壁框的装配式柱板挡土墙。待这种挡土墙施工完成后，就可在其上的秸秆纤维砼开口空心盒子内栽培植物，形成绿化挡土墙。

三、秸秆纤维砼配合比设计

在装配式钢筋砼生态挡土墙中，秸秆纤维砼开口空心盒子的采用是实现挡土墙结构--绿化一体化的关键。生产施工时，它作为预制带肋夹心板中的填充块，起到了降低自重和节约混凝土的作用。待施工完成后，则需作为生态植物箱，以满足植物生长的生态环境要求。因此，选择科学合理的秸秆纤维砼配合比至关重要。要运用正交试验法，确定秸秆纤维砼的配合比，在满足强度要求的前提下，尽可能的降低秸秆纤维砼的碱性，以满足植物生长的要求。根据我们的研究，其具体的性能指标要求如下：

（1）秸秆纤维混凝土的秸秆掺量、骨料粒径、水灰比，应满足防护安全要求和构建不同生态系统的需求；

（2）为降低秸秆纤维砼的碱性，宜采用α--型高强石膏为胶凝材料，以达到降低混凝土碱性的目的；

（3）秸秆掺量大于3%，小于10%；

（4）骨料粒径小于20mm，α--型高强石膏用量宜为300～380kg/m3，水灰比不宜大于0.5，并要参加一定数量的减水剂；

（5）抗压强度不小于1MPa。

四、技术特点和优势

装配式钢筋砼生态挡土墙，与传统浆砌石挡墙和混凝土挡墙相比，具有以下技术特点和优势：

（1）实现了立体绿化—结构一体化，美化了景观环境。本装配式钢筋砼生态挡土墙采用密肋夹心板的结构形式，其中的秸秆纤维砼开口空心盒子既作为填充块，降低了自重、节约了混凝土，又作为生态植物箱，满足了植物生长的生态环境要求，实现了挡土墙的立体绿化--结构一体化。

（2）采用装配式建筑的生产和施工方式，缩短了挡土墙的施工工期，降低了施工造价。

（3）填充块采用秸秆纤维砼开口空心盒子，既满足了植物生长的生态环境要求，又利用了我国丰富的秸秆可再生资源，符合国家环境治理和城镇立体绿化的发展方向、为秸秆的综合利用提供了一条新路径。

（4）综合造价低，经济和社会效益明显。本装配式钢筋砼生态挡土墙，由于采用了秸秆纤维砼生态植物箱作为预制密肋夹心板的胎膜和填充块，既发挥了密肋夹心板的结构优势，又大大降低了挡土墙立体绿化的增量施工成本，与目前使用的自锁式生态挡土墙如生态袋、石笼网以及柔性生态自嵌式挡墙系统相比，具有承载力大，整体性好，综合造价低等优势，经济和社会效益十分明显。

（作者单位：云南楚大高速公路扩建指挥部）