自嵌式生态挡土墙在水利工程中的应用

自嵌式生态挡土墙在水利工程中的应用
摘要：本文结合实际工程例子，探讨自嵌式生态挡土墙在水利工程中的应用。

通过自嵌式生态挡土墙的施工介绍，及其它结构特点，体现其既能够满足工程力
学方面的要求，又能在生态方面与自然环境相融合等应用优势。

1.概述
水利工程的特点之一就是与水接触，因而护岸工程在水利中随处可见。

生态
挡土墙是一种既能防止水土流失，又具备景观功能，且兼具生态环保功能的挡土墙。

传统护坡追求的是强度，因此往往以破坏环境为代价。

生态挡土墙是环境工
程与岩土工程相结合的产物，使其对环境的影响程度尽可能降至最小。

近年来，
随着人们对于生态环保、建筑艺术等内容的不断认识和要求提高，几种新型的生
态护坡系统应运而生，如生态袋挡墙、格宾挡墙、自嵌式挡墙等。

自嵌式生态挡
墙是通过错位搭接砌筑而成，具有单体自卡锁整体连锁的全立面自挡土、自排水、自定位功能的生态柔性结构。

本文针对自嵌式生态挡土墙进行探讨。

2.实例分析
2.1工程概况
工程位于东莞市松木山水库第四副坝。

第四副坝坝长135米，坝顶高程为26.16米。

其由于经过长期运行，迎水面原有浆砌石护坡表面勾缝砂浆块大量脱落，更有局部块石完全被冲毁，严重影响到坝体的稳定。

其次，根据《东莞市松
木山水库大坝安全评价报告（报批稿）》（2012.03）的鉴定结果，第四副坝坝顶高程欠高1.83米。

2.2 工程方案设计
坝顶道路结合松山湖产业园区的景观要求已修建完成，该次建设坝顶道路高
程保持不变，仅考虑对坝体迎水面和背水面进行加固处理。

根据现场实际情况，
从安全、经济等方面综合考虑，主体工程方案如下。

在坝体迎水面原浆砌石护面
基础上新建混凝土护坡，坡脚采用抛石护脚，埋深进入现状地面线以下不小于50厘米，坡面施工前进行凿毛清洗，然后铺设6%水泥石粉垫层，表面采用C20砼
护砌。

在原土坝的背水坡对坝体进行回填土料加高培厚，坝体加高至27.1米，防浪墙顶高程为28米，加高部分迎水侧采用自嵌式生态挡土墙，背水侧顶面面铺
设八字砖种植草皮，坡面在22米高程处修建一条2米宽人行道，以上坡面均采
用草皮护坡，设计坝坡为1:2.5，22米高程以下部分采用自嵌式生态挡土墙。

2.3施工步骤及其优点
（1）基础工程
采用挖掘机进行土方开挖作业，要注意避免超挖。

一旦出现超挖必须采用碎
石填平并压实。

压实度、密实度均要符合有关加筋土工程施工技术规范及设计要求。

基坑开挖完成后，检查基坑宽度及平整度，然后铺设碎石垫层，再用水准仪
等设备检查表面是否水平。

（2）基础砌块排砌
由于基础砌块排砌完成效果好坏，直接影响着整个挡土墙的外观质量，固此
应特别重视。

拉线排砌，基础排砌应根据轴线，排砌整齐划一。

基础砌块一般紧
靠砌筑。

（3）墙身RXP主砌块排砌
干砌安装主砌块，上下层砌块错位。

生态孔宽度按120毫米施工。

面向挡土
区一侧，下层砌块的大上斜坡与上层砌块的大下斜面必须牢牢紧靠。

RXP砌块相
互搭接长度要求：承担土压力的，搭接长度不小于7厘米；不承担土压力的，搭
接长度不小于5厘米。

由于砌块层与层之间无砂浆等固结措施，且挡土墙坐落在柔性骨料基础上，
故此是柔性结构，砌块可以调节之间的相互位置，对偶然短暂的非常荷载或较小
程度的塌陷具有较高的应变能力。

且任一横缝、竖缝都具有排水功能，而中端部
突出较高，能有效地阻止水土流失。

砌块上下左右相互自卡锁整体连锁，使挡土
墙具有更好的抗剪、抗滑、抗震性能。

阶梯状生态孔，具落水逃生功能。

下部分
的生态孔可以为水生动物提供觅食、栖息、繁衍和避难的场所。

在高于常水位以
上的每个生态孔中按设计栽种植物。

动植物与微生物之间的生态循环降解了水里
的有害物质，使河道具有自净能力。

（4）回填土
当主砌块安装到2至3层时，应及时回填土方。

回填土是关键工序，要严格
按照加筋挡墙的施工规范要求进行碾压。

采用易于压实的土壤进行回填。

回填时，每层填土前低后高，前部又稍高于砌块平面。

在铺土工格栅层，回填压实后，前
部与砌块平高，后部宜稍高于前部，并与水平面的夹角呈5度较为合适。

回填土
应考虑沉降量，填土后高度应适当高于设计高度，待自然沉降后与设计高度相近。

土体回填及压实过程中，应注意保护土工格栅，不允许出现起皱、移位、割断。

采用倒退填土法填土施工，车辆或大型施工设备不得直接压在土工格栅上。

卸土和铺土机具距挡土墙不宜小于1.5米，在该范围内采用人工铺土；一般在距
离挡墙背1米以内不得使用大型碾压机械，应采用平板振动器、蛙式夯实机或人
工夯实等措施。

为达到防渗要求，应在RXP砌块背后30厘米宽度范围中设置碎石反滤层。

在荷载的作用下结构内的碎石层能自身调节适应变形，可以通过释放、削减荷载，
使墙身结构不易被破坏。

挡墙在受水流冲刷时，碎石层可以吸收波浪能量，减少
对挡土墙的冲击力，提高挡土墙抗冲刷能力。

水位骤变时能够有效抑制挡土墙的
膨胀和倒塌。

（5）土工格栅施工
为了保证格栅材料与土体嵌固咬合效果，最大限度地发挥土工格栅的性能，
要求：纵向宽肋间距不小于40厘米，横向肋条净距不大于2厘米，最小炭黑
含量不小于2%。

必须是在整体的板材上以全新的高密度聚乙烯（HDPE）原材料
精密冲孔，再定向拉伸后形成的单向格栅。

施工中采用的格栅必须具有由厂家提
供经过权威机构认证后的蠕变测试报告。

主受力方向（土工格栅垂直于RXP挡土墙的方向）上一般不得连接或搭接，
必须时采用连接棒进行连接。

RXP砌块后缘采用分段设置，使土工格栅不易断裂，工作性能可提高20倍。

自嵌式生态挡土墙把土工格栅分层铺设在回填土中，使土工格栅与土共同承受内
外荷载作用，利用土工格栅与土接触面的摩擦作用，使回填土中的垂直应力经土
工格栅水平扩散，转化为土工格栅与土界面的剪应力，从而降低软地基受力，起
到固结土体、加筋补强和防止自嵌式挡土墙塌陷和沉降的作用。

（6）RXP砌块与土工格栅连接
土工格栅铺于RXP砌块上面，土工格栅的一端必须形成阻尼结构。

阻尼结构
安装在RXP砌块脊顶的外侧，并紧靠脊顶；上一层RXP砌块再叠压住土工格栅。

当为粘结或电焊的土工格栅，应当采用相关技术形成阻尼结构。

当为拉伸的土工格栅，可以采用专用筋带穿过土工格栅形成阻尼结构。

从靠
近砌块处的土工格栅上掰下栅条可作为PP带土工格栅、塑钢土工格栅的筋带。

RXP砌块的安装、土方回填及土工格栅安装依次交替进行，直至顶砌块的安装。

（7）墙顶RXP压顶砌块安装
RXP压顶砌块采用砂浆砌筑，通过调整砂浆用量来调整标高、确保其标高满
足设计要求。

保持自挡土高度大于10毫米的同时砂浆厚度不得大于6毫米。

当
自挡土高度不足10毫米时，必须在脊顶内侧采用强度不低于M7.5的水泥砂浆以
加高脊顶，使自挡土高度大于20毫米。

相邻RXP压顶砌块须靠砌，之间墙背侧
的竖缝须采用砂浆勾缝填塞，起挡土作用。

当设计的RXP挡土墙较高，仅利用压顶砌块处砂浆不能调整好标高时，可以
在其它适合高度处采用砂浆砌筑的方法来逐步调整标高，尽量减少围观影响。

RXP砌块端部与其它结构相连接处的竖缝，为确保相连接处的墙后土不会流失，
须用砂浆填塞。

用于调整误差、勾缝等砂浆，均应采用凹缝，不应突出于砌块表面。

2.4结构优点
（1）自嵌式生态挡墙采用C30高强低碱混凝土预制，一般抗压强度为C15至C30，能够满足不同的抗压抗剪强度及耐久性要求。

砌块采用干硬性混凝土添加
纤维和耐磨颗粒在高频震动下快速形成，使挡土墙抗冲击能力在普通混凝土的基
础上提高5倍，耐磨性能提高7倍。

（2）与其它形式挡土墙相比，综合成本可降低70%。

施工方便快捷，受天气影响少，可节省50%工期。

（3）自嵌式生态挡土墙可以有不同的色彩和不同的形状可供选择，给设计人员和建设单位以广阔的创作空间，使工程更好的融入环境当中。

结语
通过上述实例分析可以得出以下结论。

自嵌式生态挡土墙施工上与传统挡墙
有着明显的区别，能满足挡土墙使用上的各项要求，且与统混凝土挡土墙在工期、造价方面上有着显著的优势。

更重要的是自嵌式生态挡土墙还兼具生态功能，更
能满足生态水利的要求。