浅析混合生态结构防护设计
时间:2022-09-08 18:35:05 来源:千叶帆 本文已影响人
摘要:混合生态结构防护是改善河湖健康的一种生态友好型岸坡防护形式。主要包括生态混凝土防护、预制混凝土空芯块植草防护、生态模袋防护、加筋土护坡及挡墙、土钉植草固坡等,其结构具有良好的植物生长的能力。
关键词:生态混凝土;预制混凝土空芯块植草;生态模袋;加筋土护坡及挡墙;土钉植草固坡
1混合生态结构防护的定义
混合生态结构防护是工程结构与植物种植结构的有机结合,通过其共同作用达到固土护坡的效果,是改善河湖健康的一种生态友好型岸坡防护形式。
2混合生态结构型式
混合生态结构主要包括生态混凝土防护、预制混凝土空芯块植草防护、生态模袋防护、加筋土护坡及挡墙、土钉植草固坡等,其结构具有良好的植物生长的能力。
2.1生态混凝土防护
生态混凝土是通过材料筛选、采用特殊工艺制造出来的多孔隙无砂混凝土,存在大量单独或连通的孔隙,具有良好的透水、透气和植物生长的性能。生态混凝土适用于深层稳定的边坡上,一般用于常水位以上且生态环境要求较高的岸坡。不适宜植物生长的寒冷地区,或存在季节性冰推、冰冻的防护面上,不宜采用生态混凝土进行防护。
生态混凝土一般采用现场浇筑的方式进行防护,也可预制成生态混凝土预制块现场铺设防护,生态混凝土制成品具有:
1) 在工程性能方面:重度不应小于 1800kg/m3,抗压强度不应小于 5MPa,饱和冻融循环不应小于50 次。
2) 在生态性能方面:空隙率宜为 25%~30%,人工营养基有效期不应小于 8 年,一次播种绿化年限不应小于 8 年,绿化覆盖率不应小于 95%,成活率不宜小于 90%。
生态混凝土护坡的构造要求:
1) 当被保护土体的渗流出逸点的渗透坡降不满足渗透稳定要求时,应设置反滤层;2) 生态混凝土护坡的堤脚和戗台应设置基座,基础应埋置到安全深度;坡顶应设置封顶;3) 营造生态混凝土表面植被时,可根据工程位置、绿化要求,选择适合本地区生长的一种或几种草籽进行混播;4) 采用生态混凝土的护坡结构应选择适宜的防护结构营养基质。
2.2预制混凝土空芯块植草防护
预制混凝土空芯块植草防护多用于常水位以上,且深层稳定的边坡上,通过根、茎、叶在地上和地下的空间分布实现其固土护坡的作用。
预制混凝土空芯块的分类形式有多种:
1) 按开孔数量分为一块一孔和一块多孔;2) 按照预制块的外形可分为普通预制块和异型预制块;3) 按照预制块之间的连接方式可分为紧铺式、联锁式和铰接式;4) 按照生产方式可分为预制厂集中预制和现场预制。
预制混凝土空芯块防护结构的构造要求:
1) 预制混凝土空芯块的厚度不宜小于 6cm,最大边长与厚度的比值应小于 5.0;2) 预制混凝土空芯块开孔率,一块一孔的不宜小于 60%,一块多孔的不宜小于 25%;3) 当边坡高度大于 6.0m 时应分级设置,分级处设置宽度不小于 1.0m 的马道。风浪较大的临水侧边坡宜设置消浪平台、其宽度可为设计浪高的 1 倍~2 倍,且不宜小于 3.0m;4) 受水流冲刷、波浪淘刷严重,弯道顶冲以及易遭受冰或漂浮物撞击作用的部位应适当加厚、加大块体尺寸,或采取其他加固措施;5) 护坡坡顶应封顶,两侧应封边,封顶封边宽度不宜小于 0.5m;6) 空芯内应填充种植土,并种植适宜当地生长的植物。
2.3生态模袋防护
生态模袋亦称生态袋,袋体无纺布由聚丙烯(PP)、聚酯纤维(PET)等高分子材料通过双面熨烫针刺工艺而成,袋内充填混有植物种子的营养土。生态模袋适用于各种岸坡的防護。
生态模袋护坡形式根据水位、水深、边坡的稳定性以及被保护土体的地质条件综合分析确定,常用生态模袋护岸结构形式有:单纯生态模袋护坡结构;生态模袋加筋土体护坡结构;生态模袋加筋土体挡墙防护结构。
生态模袋及其加筋防护结构一般由土工模袋、填料、筋材、连接件等材料组成,各种材料的物理力学性质要求:生态模袋材质具有耐久性;抗冲刷、耐磨损性能强;筋材具有较高的抗拉强度及延伸率;填充材料应适应植物生长,尽可能就地取材。
单纯生态模袋护坡,适用于深层稳定的边坡。生态模袋护坡厚度、自身抗滑稳定计算可参照干砌石护坡进行,护坡最小厚度不宜小于 15cm。生态模袋加筋土护坡适用于软土地基、局部不稳定的边坡;对地基承载力要求不高,具有较强的适应变形能力和抗震性能。
2.4加筋土护坡及挡墙
在土中加入条带、纤维或网格等筋材构成加筋土,利用填料与拉筋之间的摩擦力来平衡墙面所承受的水平土压力,改善土体的变形条件和提高土体的工程特性,从而达到稳定土体的目的。
加筋土结构按边坡坡度的不同可分为加筋土挡墙和加筋土边坡。加筋土边坡一般是指边坡坡度在 35°~70°之间的陡边坡,超过 70°时,可称加筋土挡墙。加筋土护坡及挡土墙一般由基础、填料、在填土中布置的拉筋、拉带和面板等部分组成。
2.5土钉植草固坡
土钉锚固常用于地下水位以上,一般与坡面格构结构联合加固深层潜在滑裂面,格构内植草,通过植物根系固定表层坡面土体,形成综合的生态边坡防护体系。
土钉长度应按各层土钉受力均匀、各土钉拉力与相应土钉极限承载力的比值相近的原则确定。土钉水平间距和竖向间距宜为 1 m~2 m,当坡面高差较大、土的抗剪强度较低时,土钉间距应取小值。土钉倾角宜为 5°~20°,其夹角应根据土性和施工条件确定。
钢筋土钉钉材宜采用 HRB400、HRB500 级钢筋,钢筋直径宜为 16 mm~32 mm,成孔注浆钢筋土钉钻孔直径宜为 70 mm~120 mm。钢管土钉的外径不宜小于 48 mm,壁厚不宜小于 3 mm,注浆孔的孔径
宜取 5 mm~8 mm。注浆材料宜采用水泥浆或水泥砂浆,其强度不宜低于 20 MPa。锚固土钉应进行抗拔力试验,试验数宜为土钉总数的 1%,且不少于 3 根。
土钉植草固坡的技术要求:
1) 土钉固坡适用于坡率 1:0.2~1:1.0 之间的边坡,当坡面高差大于 6m 时,宜布置成阶梯状,其间设置一条宽度不小于 1.5m 的马道。2) 当土钉用于腐蚀性土质、雨水较多的边坡,或土钉深入到地下水位以下时,应对土钉进行防锈处理。3) 当被保护土体的渗流出逸点的渗透坡降不满足渗透稳定要求时,应设置反滤层。
3结语
综上所述,混合生态结构防护应根据工程所在地的地形、地质、水流等条件进行布置,以满足过流断面、抗冲刷、岸坡稳定等功能和运用要求。设计生态防护结构时宜充分利用当地材料,并通过经济技术比较确定。
参考文献:
[1] GB/T 50290 土工合成材料应用技术规范.
(作者单位:河北省水利水电勘测设计研究院) 相关热词搜索:浅析,混合,防护,生态,结构,