淺談河道仿木樁生態(tài)護(hù)坡的設(shè)計(jì)應(yīng)用及質(zhì)量控制論文
0 前言
上善若水。水善利萬(wàn)物而不爭(zhēng)。水有滋養(yǎng)萬(wàn)物的德行，它使萬(wàn)物得到它的利益，而不與萬(wàn)物發(fā)生矛盾、沖突，故天下最大的善性莫如水。自古以來(lái)，人們傍水而聚，經(jīng)過(guò)世世代代的繁衍，逐漸成就了當(dāng)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(jìn)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(duì)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(yīng)具有“景觀、生態(tài)、對(duì)周邊環(huán)境的呼應(yīng)”等功能。在確保防汛安全的基礎(chǔ)上，護(hù)岸的結(jié)構(gòu)形式也由過(guò)去單一的重力式漿砌塊石，逐步呈現(xiàn)出多樣性。復(fù)合式的生態(tài)護(hù)坡已成為河道治理中一道獨(dú)特的風(fēng)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(hù)坡的設(shè)計(jì)、應(yīng)用及其質(zhì)量控制。
由于上海市區(qū)河道兩岸附近原來(lái)大多為居民住宅、廠房等建筑物，因此若采用全斜坡式護(hù)岸結(jié)構(gòu)，占地多，動(dòng)拆遷量大，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(shè)樁基，投資大，施工難，速度慢，施工時(shí)對(duì)周圍環(huán)境的負(fù)面影響也大。在閘北區(qū)河道整治工程中，改進(jìn)了傳統(tǒng)的擋土墻和全斜坡式護(hù)岸結(jié)構(gòu)，提出仿木樁的復(fù)合式生態(tài)護(hù)坡結(jié)構(gòu)。因?yàn)榉履緲兜膹?fù)合式生態(tài)護(hù)坡結(jié)構(gòu)可以事先預(yù)制鋼筋混凝土圓樁，現(xiàn)場(chǎng)壓樁施工，機(jī)械化程度高、速度快，密排的護(hù)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(dá)到實(shí)用且美的目的。
1 仿木樁的復(fù)合式生態(tài)護(hù)坡設(shè)計(jì)
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(shè)計(jì)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(dòng)空間，還原能力強(qiáng)，保留和增強(qiáng)原有河道的自凈能力。在設(shè)計(jì)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(dāng)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(shí)際上為鋼筋混凝土樁，因而能很好地抵消水流對(duì)護(hù)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(hù)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(duì)環(huán)境影響小，能適應(yīng)地基土的變形和將來(lái)周邊環(huán)境的發(fā)展。
1.2 仿木樁直徑與長(zhǎng)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(zhǎng)，一般要求直徑不小于150 mm，實(shí)際設(shè)計(jì)中根據(jù)樁長(zhǎng)，一般要求直徑不小于樁長(zhǎng)的1/30，還需考慮工程施工的順利進(jìn)行。
仿木樁長(zhǎng)度由兩部分組成，露出臨水面土坡上的長(zhǎng)度L1 和埋入土中的長(zhǎng)度L2，L1 根據(jù)實(shí)際工程情況(如河口寬度等)而定，L2 長(zhǎng)度應(yīng)通過(guò)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(shè)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(jì)，無(wú)須進(jìn)行基底承載力的驗(yàn)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(jì)算，主要是計(jì)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(dá)到主動(dòng)極限平衡和被動(dòng)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(jì)算，因此根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和受力特征，一般采用庫(kù)侖理論計(jì)算其土壓力。假定一個(gè)L2 的長(zhǎng)度，根據(jù)上述土壓力和水壓力計(jì)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(yù)制時(shí)，為適應(yīng)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(yù)制樁的要求預(yù)制和運(yùn)輸;沉樁建議采用壓樁法施工(樁長(zhǎng)大于3 m 時(shí)，也可采用樁機(jī)打樁)，施工時(shí)應(yīng)用靠模使樁保持平直;仿木樁表面涂層(即樹(shù)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(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》沒(méi)有就仿木樁施工的質(zhì)量檢驗(yàn)作出明確的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)和制訂詳細(xì)的技術(shù)規(guī)范，在實(shí)際施工中，參照了《水利工程施工質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》中的沉入樁的質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)仿木樁的樁頂標(biāo)高、樁的縱向和橫向間距提出具體要求，進(jìn)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(yīng)該作為檢驗(yàn)質(zhì)量的主要標(biāo)準(zhǔn)。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(guò)15 mm;壓樁(或打樁)以樁端設(shè)計(jì)標(biāo)高控制，樁頂標(biāo)高偏差不得超過(guò)40 mm。
3 實(shí)際應(yīng)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(fù)合式生態(tài)護(hù)坡結(jié)構(gòu)，其各種性能、系數(shù)均能滿足要求。在將來(lái)的城市河道綜合治理中，河道景觀設(shè)計(jì)將是一個(gè)重要方面。盡可能利用木樁、竹籠、卵石等天然材料來(lái)修建復(fù)合式生態(tài)護(hù)坡，依據(jù)景觀生態(tài)學(xué)原理，模擬自然河道，保護(hù)生物多樣性，增加景觀異質(zhì)性，強(qiáng)調(diào)景觀個(gè)性，促進(jìn)自然循環(huán)，構(gòu)架城市生態(tài)環(huán)境走廊，實(shí)現(xiàn)景觀的可持續(xù)發(fā)展。經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)的河道景觀，不僅大大改善了城市面貌，而且可以帶來(lái)良好的社會(huì)、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)效益。新型河道的建設(shè)使我們的生活會(huì)更加美好!
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