浅谈河道仿木桩生态护坡的设计、应用及质量控制

浅谈河道仿木桩生态护坡的设计、应用及

质量控制

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0 前言

上善若水。水善利万物而不争。水有滋养万物的德行，它使万物得到它的利益，而不与万物发生矛盾、冲突，故天下最大的善性莫如水。自古以来，人们傍水而聚，经过世世代代的繁衍，逐渐成就了当今的城市，有了今天河流两岸众星拱月般的城市乡镇。随着城市化进程的加速，城市人口和建筑物密度不断增加，彻底改变了城市所在地区的自然环境。

在注重人与自然和谐相处的今天，人们对环境的要求日益提高，河道已不仅具有“泻洪、排涝、蓄水”等基本功能，而且还应具有“景观、生态、对周边环境的呼应”等功能。在确保防汛安全的基础上，护岸的结构形式也由过去单一的重力式浆砌块石，逐步呈现出多样性。复合式的生态护坡已成为河道治理中一道独特的风景线。现结合上海市闸北区的河道整治工程，介绍河道生态护坡的设计、应用及其质量控制。

由于上海市区河道两岸附近原来大多为居民住

宅、厂房等建筑物，因此若采用全斜坡式护岸结构，占地多，动拆迁量大，对社会经济造成一定的影响;而采用传统的重力式浆砌块石或钢筋混凝土结构，一方面形式单调，观赏性和生态性差，另一方面上海地区地质条件差，挡墙底板一般座落在亚粘土或淤质粘土层上，地基承载力低，压缩性大，常需要设桩基，投资大，施工难，速度慢，施工时对周围环境的负面影响也大。在闸北区河道整治工程中，改进了传统的挡土墙和全斜坡式护岸结构，提出仿木桩的复合式生态护坡结构。因为仿木桩的复合式生态护坡结构可以事先预制钢筋混凝土圆桩，现场压桩施工，机械化程度高、速度快，密排的护岸结构外观美，亲水性和挡土性均较好，使环境生态化、人性化，达到实用且美的目的。

1 仿木桩的复合式生态护坡设计

结构组成

该结构主要由三部分组成。最下面部分一般位于设计低水位以下，受水力作用少，该部分根据土层的性质疏浚为一定比坡的自然土坡，维持了水下微生物的生存活动空间，还原能力强，保留和增强原有河道的自净能力。在设计常水位以上约20~30 cm 的高程处布置一排仿木桩。仿木桩要求密排，它相当于轻型

的挡土墙，由于临水面高出土坡一定高度，为防止施工的偏差而引起墙后土的漏失而沿河向铺一层防滤的土工布。仿木桩露出水面范围受水位变化影响和波浪冲刷作用较大，由于仿木桩实际上为钢筋混凝土桩，因而能很好地抵消水流对护岸的冲蚀作用。仿木桩顶高程以上，一年中很少有水触及，根据景观需要可采用草皮护坡间或种植灌木，形成沿岸的绿化带。该断面结构材料容易获取，亲水效果好，对环境影响小，能适应地基土的变形和将来周边环境的发展。

仿木桩直径与长度确定

仿木桩的直径从理论上讲，是混凝土与钢筋量的消长，一般要求直径不小于150 mm，实际设计中根据桩长，一般要求直径不小于桩长的1/30，还需考虑工程施工的顺利进行。

仿木桩长度由两部分组成，露出临水面土坡上的长度L1 和埋入土中的长度L2，L1 根据实际工程情况(如河口宽度等)而定，L2 长度应通过其稳定性，试算确定。

密排的仿木桩从使用功能上起到了类似板桩墙的作用，它与一般的重力式挡土墙和“L”型钢筋混凝土挡墙不同，它不设底板，墙身重量轻，与作用在其上的土压力相比可以忽略不计，无须进行基底承载力的验

算。仿木桩主要用于小型河道整治工程，一般能满足边坡整体抗滑稳定性要求，因此只须满足仿木桩抗倾和局部抗滑稳定要求。抗倾和抗滑稳定性计算，主要是计算墙前后的土压力和水压力。密排的仿木桩墙具有一定的柔性，在土压力作用下能产生侧向弯曲变形，其变形量足以使墙后填土达到主动极限平衡和被动极限平衡状态。仿木桩墙前后一般均为斜坡结构，不能采用朗肯理论计算，因此根据结构特点和受力特征，一般采用库仑理论计算其土压力。假定一个L2 的长度，根据上述土压力和水压力计算仿木桩抗倾和局部抗滑稳定，找出合适的L2。

2 仿木桩的施工与质量控制

仿木桩预制时，为适应表面涂层的粘接，桩身表面要求稍微粗糙。仿木桩按照一般的钢筋混凝土预制桩的要求预制和运输;沉桩建议采用压桩法施工(桩长大于3 m 时，也可采用桩机打桩)，施工时应用靠模使桩保持平直;仿木桩表面涂层(即树皮)厚约8～12 mm，做成半圆形，涂层采用1∶2的水泥砂浆，每50 kg 水泥掺入建筑用胶801 胶水kg，红粉、黑粉各kg。

由于现有的《水利工程施工质量检验评定标准》没有就仿木桩施工的质量检验作出明确的评定标准和

制订详细的技术规范，在实际施工中，参照了《水利工程施工质量检验评定标准》中的沉入桩的质量检测标准，对仿木桩的桩顶标高、桩的纵向和横向间距提出具体要求，进行质量控制。仿木桩最主要的作用是挡土，因此施工中桩与桩之间必须按照施工图做到密排，而且应该作为检验质量的主要标准。桩与桩之间的间隙不大于20 mm，垂直纵轴线方向，桩中心偏差不得超过15 mm;压桩(或打桩)以桩端设计标高控制，桩顶标高偏差不得超过40 mm。

3 实际应用

在闸北区河道整治工程中，结合地形条件和周边景观环境要求，采用仿木桩的复合式生态护坡结构，其各种性能、系数均能满足要求。在将来的城市河道综合治理中，河道景观设计将是一个重要方面。尽可能利用木桩、竹笼、卵石等天然材料来修建复合式生态护坡，依据景观生态学原理，模拟自然河道，保护生物多样性，增加景观异质性，强调景观个性，促进自然循环，构架城市生态环境走廊，实现景观的可持续发展。经过精心设计的河道景观，不仅大大改善了城市面貌，而且可以带来良好的社会、环境、经济效益。新型河道的建设使我们的生活会更加美好!

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