蔡海深

（江西明赣水利建设有限公司，江西 景德镇 333000）

1 工程概况

自嵌式生态挡墙治理方案，主要使用自重25 kg的自嵌块，该结构块能凭借自身重力抵御动静荷载，能有效避免传统浆砌石挡墙在长期运行过程中混凝土老化、岩石风化等问题。在该挡墙结构建设期间，不使用砂浆，主要借助后缘自嵌块重量和锁定处理，防止块体滑动和倾覆。对于土质不良、墙体较高的土基，可通过玻璃纤维土工格栅材料增强块体稳定。

2 自嵌式生态挡墙设计

2.1 设计方案

挡墙采用0.30～0.70 m 厚、1.20 m 宽的C20 混凝土基础，地基承载力在250 kPa 及以上，边坡坡比为1∶1.50；挡墙后方回填粗砂石后通过蛙式打夯机夯实至93%的压实度；通过锚固棒连接挡墙砌块，锚固棒长200 mm，直径与砌块自锁孔孔径适应。曲线施工时上方大孔对下方小孔，直线施工时上方小孔对下方小孔，挡墙墙体横向抗弯强度和纵向冲击强度分别控制在550～900 MPa和20～50 MPa之间。通过双向玻纤土工格栅将挡土块和回填土连成整体，格栅范围内的回填土即为拉筋土。出于排水便利并降低墙体后方剩余水压力的考虑，必须顺墙背铺设粒径20～40 mm 的级配碎石料，共铺设500 mm 长度；同时将土工布铺设于排水骨料和回填土之间，构成反滤层。见图1。

图1 自嵌式生态挡墙剖面图 单位：mm

2.2 抗拉强度验算

按照《公路路基设计规范》相关规定展开不同深度土压力系数、土压力和筋带拉力等参数值的计算，故按照每延米受力展开抗拉强度计算，公式如下：

式（1）～（3）中：γ0—水工结构重要性系数；Ti0—深处筋带所承受的水平拉力；fk—筋带标准强度；γf—筋带抗拉性能分项系数；γR2—筋带抗拉性能调节系数；γQ1—筋带荷载分项系数；Ti—深处筋带水平拉力；∑σEi—深处面板水平压应力；Sx—筋带结点水平间距；Sy—土工格栅间距。

对不同工况下该防洪治理工程自嵌式生态挡墙筋带承受拉力及抗拉强度计算结果见表1，由表1中结果可知，筋带材料最大标准强度为49.37 kN/m，使用设计抗拉力为80 kN/m 的双向土工格栅材料，能较好满足设计要求。

表1 抗拉强度验算结果表

2.3 抗拔稳定计算

结合该防洪治理工程设计断面尺寸及受力，筋带长度初拟，并结合设计剖面进行筋带活动长度和锚固长度的确定；根据格栅材料所承受压力及与填土的摩擦系数确定筋带抗拔力和有效锚固长度，并据此验算筋带设计长度与规范符合性。公式：

式（4）～（5）中：TPi—在永久荷载作用下深处筋带有效长度抗拔力；γRl—筋带抗拔性能调节系数；f'—筋带与填料间的摩擦系数；σi—具体深度面板水平压应力；bi—结点筋带宽度；Lai—稳定区内筋带的有效锚固长度；其余参数含义同前。

将相关参数值代入公式，可以得出该防洪治理工程自嵌式生态挡墙筋带抗拔力和长度的计算值，结果见表2。

表2 抗拔稳定计算结果表

3 自嵌式生态挡墙施工

3.1 基础开挖施工

在施工基础基槽前，必须展开全面测量，准确标注出开挖线，并在获得监理审核签字后开始施工。基槽底部平面应超出外缘30 cm，根据设计要求及冲刷高度确定基槽高度。严格按照设计图中的高程、边线和坡度开挖施工，并控制放样的准确度，防止出现超欠挖。该生态挡墙基础采用500 mm 的换砂垫层，通过平板式振捣器压实至95%的压实度；为保证基础承载力，应将平整度及铺砂层厚度误差控制在±30 mm 以内。基础埋深不得低于500 mm，冲刷地段的基础埋深必须超出冲刷线。

3.2 自嵌式生态挡墙安装

生态挡墙下部C20混凝土基础底板厚500 mm、宽800 mm，每隔20 m 设置1 道沉降缝，并通过2 mm 厚的塑料泡沫板填充。平整度误差不得超出±10 mm。

在C20 混凝土底板上安装首层挡土块，并将后缘切割平整，并检查挡墙横向水平度和纵向平直度；同一标高的挡墙均应按设计轴线放置。M10水泥砂浆在挡土块底部设置底座，水平检测仪和橡皮锤进行表面平整度检测与调整。

自嵌式生态挡墙后缘为凸形，二层及以上挡土块错缝摆放即可，不使用砂浆等黏合剂。垒砌墙面时与垂直面形成12°夹角；在摆放上层挡土块时必须将下层块体表面清理干净，并按设计尺寸插入玻纤尼龙合成锚固棒。生态挡墙块体安装时必须借助水平尺控制纵横向尺寸，确保块体准确安装。待完成首层块体安装后立即填土、夯实至首层土工格栅高度，再将土工格栅一端铺设于块体劈裂面后方的圆形孔内，通过锚固棒锚固后填土夯实。安装第二层土工格栅，直至设计高度。

3.3 土工格栅安装

土工格栅铺设时其主受力方向必须垂直于挡墙墙面，格栅网片铺设前将下方回填土分层碾压平整密实，且一次压实厚度控制在250 mm以内，压实度达到95%以上；网片端部通过锚杆拉平。回填过程中，质量超出500 kg的重型碾压设备均应与墙体保持1.00 m 以上的距离；格栅网片铺设完成后填土前，重型设备及行走车辆不得形式于其上，以防止网片出现过大变形或直接断裂；同时将挡块间的格栅网片夹紧长度控制在250 mm以上。自嵌式生态挡墙施工时，用2.00 m 长的双向玻纤拉结格栅网片，下方回填料使用中粗砂，使用平板式振捣器按照250 mm的层厚振捣压实，压实度应达到95%以上。

4 应用效果

自嵌式生态挡墙体积小，可节省施工材料和工程造价；挡墙一次成型，表面无需装修，施工便捷，熟练工人可在1 d内完成10m2墙面施工，工效有保证。将高度相等、长度为10 m的浆砌石挡墙和自嵌式生态挡墙的直接费用展开比较。自嵌式生态挡墙直接费用节省额和节省率分别为23 347 元及38.10%；且其挡墙表面更富层次感，断面形式也更适宜水生植物生长，可充分营造水岸景观，打造人与自然和谐相处的自然景象，经济效益、社会效益和环境效益十分凸出。

5 结语

该防洪治理工程于2020 年完工，运行至今历经数次洪水，结构依旧完好，既保证了河道行洪、调水补水功能的实现，又使治理河段生态环境得到显著改善。自嵌式生态挡墙在三龙镇防洪治理工程中的成功应用使河段治理防洪标准及河道岸坡稳定性大大提升，也为防洪河道生态治理提供了可行思路。