生态护岸创新技术及应用

施工后
3.波浪桩护岸结构
波浪桩案例二
2. 黑龙江省黑龙江干流堤防波浪桩护岸工程 项目为黑龙江省黑龙江干流堤防工程第七标段，位于黑龙 江省黑河市邮政路临江处，总修建长度1080米防洪堤坝，与俄 罗斯海兰泡市隔江相望，防洪标准为100年一遇，堤防级别为一 级。 由于工程项目位于中国北端，冬季时间长、温度低，工期 要求时间紧，采用现浇的方式无法按工期完成护岸结构，故设 计采用波浪桩作为护岸结构。设置一排15m长的波浪桩，波浪 桩宽度为600mm，高度为300mm，壁厚110mm，内配7根 Φ12.6PC钢棒+6根Φ12HRB400螺纹钢。波浪桩采用离心成型， 混凝土强度等级为C80，采用搅拌引孔的方式施工。最终工程按 期完成，获得甲方、总包等单位一致好评。
D/2
pr t
D/2
pr
箍筋 预应力钢筋
Πα
d D
波浪桩开口向下计算简图
o Π(1-α)
预应力钢筋
M u
1
fc Ar1
N 1 fc A po Ap f py/ Ap t
r2
sin
2
2
f
r/
py p
Ap
sin
2
2
f py
f py p0
po
Ap
Ap 0
sin
2
t
1
t
1
po Ap xc
箍筋
波浪桩开口向上计算简图
3.波浪桩护岸结构
波浪桩有限元模拟
土体水平变形
波浪桩水平变形
波浪桩弯矩
3.波浪桩护岸结构
波浪桩型号
高度H(mm)
型号
Ⅰ
300
Ⅱ Ⅲ
Ⅳ
Ⅰ
350
Ⅱ Ⅲ
Ⅳ
Ⅰ
400
Ⅱ Ⅲ
Ⅳ
Ⅰ
500
Ⅱ Ⅲ
Ⅳ
Ⅰ
600
Ⅱ Ⅲ
Ⅳ
壁厚t（mm） 混凝土强度等级
抗裂弯矩 （kN ▪m）
39 43 51 57 73 78 98 105 109 115 147 156 162 196 215 264 235 275 305 363
抗剪设计值（kN）
142 146 154 160 205 210 226 232 247 252 273 280 309 327 337 362 415 433 446 471
3.波浪桩护岸结构
波浪桩设计计算
计算假定： 1）半圆形波形桩截面符合平截面假定； 2）钢筋与混凝土之间粘结可靠。
Mu
1
fc
Ar1
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N
1
fc
A
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Ap
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sin
2
2
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2
Ap t
2
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Ap Ap
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sin
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1
po
Ap xc
生态护岸的意义
生态护岸须兼顾防护与环境两方面的功效，达到有效的护坡、固坡目的。 1.生态护坡设计应与生态过程相协调，尽量使其对环境的破坏影响达到最小。 2.降低自然资源消耗，较少碳排放。 3.生态护岸能够达到： ①尊重物种多样性；②减少对资源的剥夺；③保持营养和水循环，维持植物生境
和动物栖息地的质量；④有助于改善人居环境及生态系统的健康为总体原则。
3.波浪桩护岸结构
波浪桩大样构造
3.波浪桩护岸结构
波浪桩标准
3.波浪桩护岸结构
波浪桩施工设备
顶压施工
水上锤击施工
液压振动锤施工
履带式振动锤施工
搅拌植桩施工
3.波浪桩护岸结构
波浪桩施工工艺
注：施工必须要有导向架，严格控制平面位置及倾斜度。
3.波浪桩护岸结构
波浪桩案例一 1. 淄博市桓台县东猪龙河波浪桩护岸工程 东猪龙河位于桓台县的中部，是一条南北流向的河流，最终汇入马踏湖。原设计护岸针对岸坡
基础做法
横向连接 纵向连接
转角做法
2.生态框护岸结构 堆砌型生态框
堆砌重力式挡墙 阶梯式护坡结构
加筋土挡墙
2.生态框护岸结构
设计实例：其他组合形式
上部鱼槽、植草式+板桩
外侧阶梯式+内侧支护桩
上部生态框+下部空箱式挡墙
2.生态框护岸结构
案例一
福州市仓山区金山片区水系综合治理项目的浦上河、台屿河工地
3.波浪桩护岸结构
波浪桩案例三
3. 《工业化装配式护岸结构关键技术应用研究》 该项目为《工业化装配式护岸结构关键技术应用研究》依 托工程试验段，位于丹金船闸下游生态岛处丹金溧漕河下游段 航道位于江苏省常州市境内，航道等级为Ⅲ级。工业化装配式 护岸总共分为三种形式，“波浪桩护岸”为其中一种形式。采 用400Ⅰ型波浪桩，混凝土强度等级为C80，“S”型拼接，桩 顶设置C25现浇钢筋混凝土帽梁，波浪桩锚入帽梁为400mm。 临土面设置φ1200mm深度3.2m压力注浆防渗。 该课题目前已经通过结题验收，获得评审专家认可，为波 浪桩在航道支护中的应用打下了坚实的基础。
平铺型生态框
2.生态框护岸结构
箱型生态框
2.生态框护岸结构
1.基础做法：基础分两层，下层的毛石混凝土基础高度 正常情况不小于500 mm。上次打C20厚度100mm的混凝土 垫层。 3.连接：护坡之间的缝隙用C20钢筋混凝土填充，用模板 堵住护坡之间竖缝，放入绑扎好的钢筋网，注意竖筋要 留出2根200mm的钢筋头，便于和上层的混凝土连接，然 后浇筑混凝土振捣密实。 4.回填：在汛期水位以上宜填充施工现场挖掘出来的泥 土，在汛期水位以下填充碎石，以防止水流来回冲刷， 造成水土流失。 6.转角：产品柔性连接，可以实现转弯。
仿石型生态框
基础做 法
坡面 排水
转角
绿化桶 绿化
回填40mm的碎石，做 柔性连接
2.生态框护岸结构
阶梯型生态框
2.生态框护岸结构
阶梯型生态框
源自文库
1.基础做法：基础分两层，下层的毛石混凝土基础高度正常情况不 小于500 mm。上次打C20厚度100mm的混凝土垫层。 2. 返滤防治：铺设土工布，土工布允许水渗出来，减少铺面系统 上的扬压力、防止发生地基土的管涌现象，同时还可以防止护坡内 的土壤流失，保证了植物生长的需求。 3.连接：用防腐螺栓连接产品，在一侧使用橡胶垫，其螺帽不宜拧 的太紧。 4.回填：在汛期水位以上宜填充施工现场挖掘出来的泥土，在汛期 水位以下填充碎石，以防止水流来回冲刷，造成水土流失。 5.定位：根据不同的坡度要求在产品上面设置连接销控，安装既迅 速又准确。 6.转角：产品柔性连接，可以实现转弯。
110
C80
130
C80
130
C80
130
C80
150
C80
极限弯矩 （kN ▪m）
137 154 183 205 266 285 351 375 393 416 519 547 566 590 755 910 782 941 1054 1257
抗弯设计值 （kN ▪m）
113 128 153 171 221 238 294 314 329 348 436 459 472 578 634 765 650 785 882 1055
1.概述
生态护岸的内涵 生态护岸的内涵包括两个要素：一
是能满足护岸结构上安全的要求，要点 是要求能维持岸坡稳定，防止冲刷破坏， 避免岸坡坍塌；二是能满足生态平衡要 求，即要建立良性的生态系统，由高大 乔木、低矮灌木、花草、水草、鱼巢、 动物沿滩地、迎水边坡、坡脚及近岸水 体组成立体生态体系。
1.概述
浦上河、台屿河均为新开挖河道，平铺式生态框1080*1080*500主要用于河道的护脚，平铺式生态框1080*1080*300主要
用于河道护坡。
2.生态框护岸结构
案例二
黄沙河东城段河道整治工程
采用阶梯式生态框护岸，共计10000个。
2.生态框护岸结构
2.生态框护岸结构
2.生态框护岸结构
2.生态框护岸结构
2.生态框护岸结构
3.波浪桩护岸结构
波浪桩简介 波浪桩是一种新型的预应力混凝土构件，截面呈半圆
环形，混凝土强度不小于C80，主筋采用预应力混凝土钢 棒，其质量符合现行国家标准《预应力混凝土用钢棒》 （GB/T5223.3），抗拉强度标准值大于等于1420MPa。 采用先张法工艺制作生产，可延缓混凝土的开裂，并可提 供较高的抗弯承载力。在混凝土内添加自主研发的高性能 复合材料，优化混凝土配方及养护工艺，经离心成型和高 温养护后成桩，使得桩身混凝土的耐久性能大大提升，是 一种绿色、节能、环保、耐久的产品。它改变了传统水利 工程使用材料的造价高、成型质量不稳定等缺点。
生态护岸创新技术及应用
目录
概述 生态框护岸结构 波浪桩护岸结构 护壁桩护岸结构 仿木桩护岸结构
1.概述
传统护岸结构的缺陷
1、自然资源消耗大，总体成本高，施工工期长； 2、不易种草、绿化，不能满足生态要求； 3、施工破坏周边环境，影响生态系统。 4、耐久性差，容易发生局部破坏和结构不稳； 5、修复费用高，且施工不便。
生态框产品简介及工程应用
2.生态框护岸结构
2.生态框护岸结构
仿石型生态框
2.生态框护岸结构
1.基础做法：按照设计坡度修整坡面,开挖基坑。基坑宽 1800mm,深900mm。基坑内填充40mm单级粒径碎石。 2.返滤防治：基坑挖好后，坡面铺设土工布。 3.坡面排水：在基坑底部铺设暗沟排水管，排水管为硬塑 波纹管，上面附有开孔，以便于坡后山水和雨水的排出。 4.回填：用40mm单级粒径的碎石填充护坡内部和护坡与坡 面之间的空间。 5.转角：遇到转弯处和端头处时，将护坡翻转，层叠安装 以形成转角和端头。 6.绿化：填充碎石前可以根据设计需要在护坡外墙后设置 绿化桶，用于种植所需要的绿化植物。
1.概述
生态护岸创新技术的提出
1、预制化——采用工厂化生产，即可保证质量，又可使自然资源消耗降至最低； 2、生态化——通过采用创新的结构形式，使护岸结构具有生态的效果； 3、装配化——提高机械化施工效率，降低人工劳动强度； 4、标准化——避免重复设计，降低工程造价，减少施工工期。
2.生态框护岸结构
坍塌严重、村庄密集的险工段采用钢筋混凝土悬臂挡墙+生态混凝土护岸，长度共计2.04km。钢 筋混凝土悬臂挡墙施工需设置施工围堰及降水，施工工期长，造价高。后经计算对比分析，采用 波浪桩护岸替代钢筋混凝土挡墙。
护岸下部设计采用W-CP-400-Ⅰ型波浪桩，桩长5.5m，嵌固3.1m，悬臂1.4m，采用“S型” 方式搭接，波浪桩顶部设置300×930冠梁。上部采用生态混凝土护岸，墙背回填土压实。
3.波浪桩护岸结构
波浪桩适用范围及优点
波浪桩适用于水利护岸护坡、景观河道改造、航道支护、板桩码头等工程。
（1）造型美观。桩截面拼接在一起错落有致而不单调，工程完成后视觉效果好，形成波浪状，具有很好的美观性。 （2）止水效果好。波浪桩边缘设有企口，可以通过在企口处贴止水胶条或待沉桩结束后在接缝处灌水泥浆液，保证企口结合处 的止水功能和成型效果。 （3）经济高效，节约成本。采用工厂预制，机械垂直沉桩，减少土方开挖工程，施工效率高，桩截面为拱形设计，极大增加挡 土面积，相比传统桩型经济效益好。 （4）耐久性能好。采用C80高性能混凝土，可以满足不同工程结构的耐久性要求。 （5）运用灵活。根据实际工程情况，灵活调整桩长或与其他桩型结合使用，确保桩端进入稳定土层，稳定性强，同时可减少传 统施工中软基处理工程费用。
3.波浪桩护岸结构
波浪桩案例一
波浪桩宽度为800mm，高度为400mm，壁厚130mm，内配8根 Φ10.7PC钢棒。采用离心成型，混凝土强度等级为C80
波浪桩采用“S”型搭接，墙背搭接缝处采用土工布+粗砂做反滤层， 且每隔四根桩设置一根带泄水孔的波浪桩。
3.波浪桩护岸结构
波浪桩案例一
施工前
施工中
转 角
土工布
螺栓柔性连接
定位孔
2.生态框护岸结构
平铺型生态框
2.生态框护岸结构
1.基础做法：安装护坡之前坡面必须压实整平。若场地土质 较差，不好压实或整平，则可用一层碎石垫层。 2.返滤防治：铺设土工布 3.连接：用防腐螺栓连接产品，在一侧使用橡胶垫，其螺帽 不宜拧的太紧。 4.回填：在汛期水位线以上宜填充施工现场挖掘出来的泥土 ，在汛期水位以下填充粒径不超过200mm的毛石。 5.绿化：根据所在地天候、设计规划和建设单位要求种植。
箱型生态框
阶梯施 工中植 物绿化
排 水 管
护坡断面形式
护坡之间的连接
2.生态框护岸结构
鱼槽、卵石、植草型生态框
2.生态框护岸结构
鱼槽、卵石、植草型生态框
1.基础做法：基础分两层，下层的毛石混凝土基础高度正常 情况不小于500 mm。上次打C20厚度100mm的混凝土垫层，基 础做成与坡面垂直的角度。 2.连接：产品横向用防腐螺栓连接产品，在一侧使用橡胶垫 ，其螺帽不宜拧的太紧。纵向用 3.回填：在汛期水位以上宜填充施工现场挖掘出来的泥土， 在汛期水位以下填充碎石，以防止水流来回冲刷，造成水土 流失。 5.转角：根据不同的坡度要求在产品上面设置连接销控，安 装既迅速又准确。