淺談河道仿木樁生態(tài)護坡的設計應用及質(zhì)量控制論文
0 前言
上善若水。水善利萬物而不爭。水有滋養(yǎng)萬物的德行，它使萬物得到它的利益，而不與萬物發(fā)生矛盾、沖突，故天下最大的善性莫如水。自古以來，人們傍水而聚，經(jīng)過世世代代的繁衍，逐漸成就了當今的城市，有了今天河流兩岸眾星拱月般的城市鄉(xiāng)鎮(zhèn)。隨著城市化進程的加速，城市人口和建筑物密度不斷增加，徹底改變了城市所在地區(qū)的自然環(huán)境。
在注重人與自然和諧相處的今天，人們對環(huán)境的要求日益提高，河道已不僅具有“瀉洪、排澇、蓄水”等基本功能，而且還應具有“景觀、生態(tài)、對周邊環(huán)境的呼應”等功能。在確保防汛安全的基礎上，護岸的結(jié)構(gòu)形式也由過去單一的重力式漿砌塊石，逐步呈現(xiàn)出多樣性。復合式的生態(tài)護坡已成為河道治理中一道獨特的風景線�，F(xiàn)結(jié)合上海市閘北區(qū)的河道整治工程，介紹河道生態(tài)護坡的設計、應用及其質(zhì)量控制。
由于上海市區(qū)河道兩岸附近原來大多為居民住宅、廠房等建筑物，因此若采用全斜坡式護岸結(jié)構(gòu)，占地多，動拆遷量大，對社會經(jīng)濟造成一定的影響;而采用傳統(tǒng)的重力式漿砌塊石或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，一方面形式單調(diào)，觀賞性和生態(tài)性差，另一方面上海地區(qū)地質(zhì)條件差，擋墻底板一般座落在亞粘土或淤質(zhì)粘土層上，地基承載力低，壓縮性大，常需要設樁基，投資大，施工難，速度慢，施工時對周圍環(huán)境的負面影響也大。在閘北區(qū)河道整治工程中，改進了傳統(tǒng)的擋土墻和全斜坡式護岸結(jié)構(gòu)，提出仿木樁的復合式生態(tài)護坡結(jié)構(gòu)。因為仿木樁的復合式生態(tài)護坡結(jié)構(gòu)可以事先預制鋼筋混凝土圓樁，現(xiàn)場壓樁施工，機械化程度高、速度快，密排的護岸結(jié)構(gòu)外觀美，親水性和擋土性均較好，使環(huán)境生態(tài)化、人性化，達到實用且美的目的。
1 仿木樁的復合式生態(tài)護坡設計
1.1 結(jié)構(gòu)組成
該結(jié)構(gòu)主要由三部分組成。最下面部分一般位于設計低水位以下，受水力作用少，該部分根據(jù)土層的性質(zhì)疏浚為一定比坡的自然土坡，維持了水下微生物的生存活動空間，還原能力強，保留和增強原有河道的自凈能力。在設計常水位以上約20~30 cm 的高程處布置一排仿木樁。仿木樁要求密排，它相當于輕型的擋土墻，由于臨水面高出土坡一定高度，為防止施工的偏差而引起墻后土的漏失而沿河向鋪一層防濾的土工布。仿木樁露出水面范圍受水位變化影響和波浪沖刷作用較大，由于仿木樁實際上為鋼筋混凝土樁，因而能很好地抵消水流對護岸的沖蝕作用。仿木樁頂高程以上，一年中很少有水觸及，根據(jù)景觀需要可采用草皮護坡間或種植灌木，形成沿岸的綠化帶。該斷面結(jié)構(gòu)材料容易獲取，親水效果好，對環(huán)境影響小，能適應地基土的變形和將來周邊環(huán)境的發(fā)展。
1.2 仿木樁直徑與長度確定
仿木樁的直徑從理論上講，是混凝土與鋼筋量的消長，一般要求直徑不小于150 mm，實際設計中根據(jù)樁長，一般要求直徑不小于樁長的1/30，還需考慮工程施工的順利進行。
仿木樁長度由兩部分組成，露出臨水面土坡上的長度L1 和埋入土中的長度L2，L1 根據(jù)實際工程情況(如河口寬度等)而定，L2 長度應通過其穩(wěn)定性，試算確定。
密排的仿木樁從使用功能上起到了類似板樁墻的作用，它與一般的重力式擋土墻和“L”型鋼筋混凝土擋墻不同，它不設底板，墻身重量輕，與作用在其上的土壓力相比可以忽略不計，無須進行基底承載力的驗算。仿木樁主要用于小型河道整治工程，一般能滿足邊坡整體抗滑穩(wěn)定性要求，因此只須滿足仿木樁抗傾和局部抗滑穩(wěn)定要求。抗傾和抗滑穩(wěn)定性計算，主要是計算墻前后的土壓力和水壓力。密排的仿木樁墻具有一定的柔性，在土壓力作用下能產(chǎn)生側(cè)向彎曲變形，其變形量足以使墻后填土達到主動極限平衡和被動極限平衡狀態(tài)。仿木樁墻前后一般均為斜坡結(jié)構(gòu)，不能采用朗肯理論計算，因此根據(jù)結(jié)構(gòu)特點和受力特征，一般采用庫侖理論計算其土壓力。假定一個L2 的長度，根據(jù)上述土壓力和水壓力計算仿木樁抗傾和局部抗滑穩(wěn)定，找出合適的L2。
2 仿木樁的施工與質(zhì)量控制
仿木樁預制時，為適應表面涂層的粘接，樁身表面要求稍微粗糙。仿木樁按照一般的鋼筋混凝土預制樁的要求預制和運輸;沉樁建議采用壓樁法施工(樁長大于3 m 時，也可采用樁機打樁)，施工時應用靠模使樁保持平直;仿木樁表面涂層(即樹皮)厚約8～12 mm，做成半圓形，涂層采用1∶2的水泥砂漿，每50 kg 水泥摻入建筑用膠801 膠水2.5 kg，紅粉、黑粉各2.5 kg。
由于現(xiàn)有的《水利工程施工質(zhì)量檢驗評定標準》沒有就仿木樁施工的質(zhì)量檢驗作出明確的評定標準和制訂詳細的技術(shù)規(guī)范，在實際施工中，參照了《水利工程施工質(zhì)量檢驗評定標準》中的沉入樁的質(zhì)量檢測標準，對仿木樁的樁頂標高、樁的縱向和橫向間距提出具體要求，進行質(zhì)量控制。仿木樁最主要的作用是擋土，因此施工中樁與樁之間必須按照施工圖做到密排，而且應該作為檢驗質(zhì)量的主要標準。樁與樁之間的間隙不大于20 mm，垂直縱軸線方向，樁中心偏差不得超過15 mm;壓樁(或打樁)以樁端設計標高控制，樁頂標高偏差不得超過40 mm。
3 實際應用
在閘北區(qū)河道整治工程中，結(jié)合地形條件和周邊景觀環(huán)境要求，采用仿木樁的復合式生態(tài)護坡結(jié)構(gòu)，其各種性能、系數(shù)均能滿足要求。在將來的城市河道綜合治理中，河道景觀設計將是一個重要方面。盡可能利用木樁、竹籠、卵石等天然材料來修建復合式生態(tài)護坡，依據(jù)景觀生態(tài)學原理，模擬自然河道，保護生物多樣性，增加景觀異質(zhì)性，強調(diào)景觀個性，促進自然循環(huán)，構(gòu)架城市生態(tài)環(huán)境走廊，實現(xiàn)景觀的可持續(xù)發(fā)展。經(jīng)過精心設計的河道景觀，不僅大大改善了城市面貌，而且可以帶來良好的社會、環(huán)境、經(jīng)濟效益。新型河道的建設使我們的生活會更加美好!
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