浅析护岸工程的型式及特点
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第17卷第7期
2011年7月 水利科技与经济
Water Conservancy Science and Technology and Economy V0L 17 No.7
Ju1.,2011
浅析护岸工程的型式及特点
刘建新,高明波
(逊克县水利局,黑龙江逊克164400)
[摘要】护岸工程指在河口、江、湖、海岸地区,对原有岸坡采取砌筑加固的措施,用以防止波
浪、水流的侵袭、淘刷和在土压力、地下水渗透压力作用下造成的岸坡崩坍。浅析了斜坡式护
岸和陡墙式(包括直墙式)护岸两种型式及特点。
[关键词]护岸;型式;特点
[中图分类号】TV212 [文献标识码】B [文章编号】1006-7175(2011)07-0020-02
l斜坡式护岸
斜坡式护岸包括混凝土中的预制混凝土块、现浇混
凝土板、模袋混凝土,土木织物沉排;石头中的抛石、砌石、
圬工、石笼沉排、灌浆结构;土工织物和土工膜的有草复
合结构、面层和栅格、二维结构(织物)。目前常用的是预
制混凝土块、现浇混凝土板、模袋混凝土;干砌石、浆砌石、
抛石等。
l_l预制混凝土块
预制混凝土块护岸一般用在有景观要求的城区护岸
处,是在土坡修整稳定以后,铺砌预制块,可以保护岸坡
不受外在的各种自然因素外力的作用而坍塌。混凝土预
制块护坡岸线顺直,坡面光洁平整,水流顺畅,给工程增
添了气魄、宏伟和美观的感觉。混凝土预制块可提前在
预制场集中生产,质量控制有保障,预制块形状规则、平
整,铺砌简便速度快,可缩短工期,造价较高。
1.2现浇混凝土板
与预制混凝土块比较施工方法简单,块体较大,直接
将施工模板铺设在坡面垫层上浇筑即可。近年来,河道
护岸和水库护坡应用较多,造价比混凝土预制块低。
1.3土工模袋混凝土面板
土工模袋混凝土面板是由灌入模袋内的混凝土凝固
后形成的一种刚性面板护岸,它可使堤岸免遭水流的直
接淘刷。模袋是由上下两层土工织物缝制成的袋状体,
上下两层之间按一定间距设有固定长度的绳索,用来控
制成型后的模袋混凝土面板厚度。可根据工程设计要
求,加工成不同厚度、不同规格的模袋。
土工模袋具有透水不透浆的特点,可将充灌进模袋
内的混凝土中的多余水分从模袋的孔隙中排走,使混凝
土的水灰比显著降低,加快混凝土凝固速度,从而提高混
凝土的强度和耐久性。土工模袋混凝土面板具有抗冲能
力强、成本低、不需要模板、施工机械化程度高、工期短、能
够在各种复杂的地形上铺筑和无需铺设反滤层等特点,
可以在水上及水下同时施工,并能大面积一次铺筑成型。
由于水下施工时不需要修筑围堰,因此可用于临时抢险。 1.4干砌石
干砌块石护坡是选择材质、粒径符合要求的块石人
工铺在坡面上,可以保护岸坡不受水流冲刷而坍塌。干
砌块石护坡,坡面比较平整,水流比较顺畅,抗冲性能比
较好;可利用地产建筑材料,施土方法简便、速度快,造价
比较低。干砌块石护坡的施工要求,首先在开挖修整好
的l:2.5—1:3.0土坡坡脚砌筑固脚,由固脚顶面沿坡面
铺设垫层,在垫层上砌筑块石,块石最小边长≥30 13111,砌
筑要求四面见线,平稳密实,砌至要求高度,再进行封顶。
1.5浆砌石护岸
浆砌石护岸对块石的粒径和形状的要求没有干砌石
严格,由于块石形状各异,大小不一,厚薄不均,有随意性,
可根据现场施工的不同情况进行选修,故此种护坡适用
于支河口的圆弧变化段及河底角标高渐变地段,造价比
较低,但由于块石面不平整,铺砌不易坐实挤紧,砌筑砂
浆不易充填饱满。
1.6抛石护岸
抛石具有容易抛投,可变形性,可置于水下,具有很
高的水力糙率,减小波浪和水流作用,维修要求低,便于
修补以及耐久性强等优点。抛石护岸的最大好处是其可
变形性很大,以致破坏是缓慢发生的,当一块石可相对于
另一块石移动时,抛石有一定的自愈能力,这样可以允许
维修工作按常规实施。由于在块石流失或已发生变形的
区域表面不平整,一般会遭受高于平均水动力的作用,因
而实施维修仍然是重要的。
抛石护脚工程设计有控制稳定坡度和控制抛石范围
和厚度两种方法。一般而言,在受水流顶冲的急歪段,深
槽近深泓线离枯水位岸边抛至深泓,并以控制稳定水下
边坡为原则,边坡一般在1:1.5—1:2.0为宜。枯水位以
下近岸坡度较陡、向下逐渐变缓,应以控制抛石范围和厚
度的方法来设计,抛石范围一般至河床横向坡度1:3—
1:4处或一定深槽高程处,相应抛石宽度约70~100 m。抛
石休止角(约等于内摩擦角 )基本范围一般在35。一42。
间,对于有尖角的压碎岩石的休止角会更大些。
[收稿日期]2011—01—25
[作者简介] 刘建新(1969一),男,山东夏津人,助理工程师;高明波(1966~),男,黑龙江呼兰人,助理工程师
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20— 刘建新,等:浅析护岸工程的型式及特点 第7期
2直立式护岸工程
目前,护岸工程中的常用的直立式结构主要为重力
式结构,以混凝土或块石为主要材料。在传统的结构型
式基础上,根据工程的特点及应用的需要,愈来愈多的结
构型式开始应用于护岸工程,如长挡板护岸结构、桩板式
结构、沉箱结构、加筋挡土墙、浆砌块石挡土墙等结构型
式已开始广泛应用于码头及护岸工程。
2.1长挡板式护岸
长挡板式护岸是重力式的一种新型护岸结构形式,
挡板式护岸结构由上下两部分组成:下部为深入土中的
垂直挡板和相联结的底板,合成r型,均用素混凝土浇
成;上部为置于底板上的浆砌石块挡土墙。上部结构主
要起护士作用,即保护上部岸坡土体不受船行波的破坏;
下部前侧混凝土挡板深度一般≤1.3 m。以利于施工,但
要求伸入船行波最低淘刷线以下,以防基础土体被淘刷
破坏。深挡板的施工一般可采用深沟锹,护岸结构沉陷
缝间距在1O一15 m之间。它的特点是结构形式简单,施
工方便,节省材料和经费;且抗滑、抗倾性能好,又可防船
行波冲刷。
2.2桩板式结构
在护坡工程中,以桩基达到稳固基础、减少土方开
挖,在现场安装预制挡板,上部斜坡预制或现浇并留孔绿
化和泄水等新工艺新方法,可达到护岸的目的。施工简
单快捷,维修方便,环保功能强。既满足航道护岸使用要
求,又能降低工程投资,缩短施工周期,尤其适用于地质
水文条件差以及要求占地小的情况。其可选用材料有钢
材、钢筋混凝土等,从发展的情况看,也可采用复合型材
料、如钢塑等材料。该方法为半工厂化生产,可极大地提
高施工效率,有较好的发展前景。
2.3沉井式结构
有些河道在护岸工程改造中由于护岸线紧临后方公
路,不允许大开挖进行岸施工,选用了钢筋混凝土沉井基
础重力式护岸的结构型式,上部采用浆砌块重力墙墙身,
下部采用钢筋混凝土沉井基础。与沉井作为承受垂直力
的基础不同,护岸工程中的沉井作为挡土结构,要受墙后
土压力、水压力等水平力作用,因此,沉井的上部根据工
作需要取适当的结构型式,以减少工程量。与常规重力
式护岸结构相比,该结构型式可以避免大开挖施工及围
堰施工,结构整体性好。在不具备开挖施工条件时,沉井
结构是一种较理想的护岸结构型式,其结构牢固、施工方
便。
2.4加筋挡土墙结构
加筋土护岸由填料、在填料中布置的拉筋以及墙面
板三部分组成。加筋土护岸的面板长宜取0.8~2.0 m;
宽宜取0.5—0.6 m;厚度应由结构受力确定,宜取0.15~
0.25 m。面板背面应埋设钢拉环或穿筋孔,其位置应使上
邻两层的预埋钢拉环或穿筋孔在水平方向相互错开。面
板组砌应上下错缝,相邻面板宜设企口连接。当采用平
121时,宜穿销连接,插销宜采用qflO~‘p12钢筋,插销孔应
用砂浆填满。加筋土岸壁的材料已采用高强度、延伸率
低、抗老化、与填料之间有较大摩擦系数的土工带。加筋
土填料应选择水稳性好、易压实的土类,严禁采用腐植物
与生活垃圾。加筋体填料的压实度,距面板0.8 m以外 时,应1>93%,距面板0.8 m以内时,应≥90%。加筋土岸
壁的面板及基础在长度方向必须设置沉降缝,缝宽宜取
20~30 mm,缝内填充弹性材料,做成上下垂直通缝。沉
降缝的间距应根据地基条件确定,岩石地基宜取20~
30 m,土基≤15 m。加筋土岸壁面板应设置排水缝或排水
孔,间距宜取4~6 m,排水缝处面板内侧应贴铺无纺土工
布滤层,并设置厚度>1300 mm的碎石排水层。
加筋土挡土墙具有以下特点:
(1)它的最大特点是可以做成很高的垂直填土,从而
减少占地面积,这对不利于放坡的地区及土地珍贵的地
区而言,有着巨大的经济意义。
(2)面板、筋带可在工厂中定型加工,构件全部预制,
实现了工厂化生产,不但保证了质量,而且降低了原材料
的消耗。
(3)由于构件较轻,施工简便,除需配备压实机械外,
不需配备其他机械,施工易于掌握,施工快速,且能节省
劳力和缩短工期。
(4)充分利用材料性能,特别是土与拉筋的共同作
用,使挡土墙结构轻型化,其使用混凝土相当于重力式挡
土墙的3%~5%。由于加筋土挡土墙的面板较薄,基础
尺寸小,当挡土墙高度超过5 mid,J,加筋土挡土墙的造价
与重力式挡土墙相比可降低40%~60%,墙越高经济效
益越佳,与其他形式混凝土挡土墙相比,造价上的优势更
加显著。
(5)加筋土挡土墙系由各构件相互拼装而成,具有柔
性结构的性能,可承受较大的地基变形,因而适用于软土
地基。 (6)加筋挡土墙这一复合结构的整体性较好,且它所
特有的柔性能很好地吸收地震能量,具有良好的抗震性
能。
(7)面板的形式可根据需要选用,拼装完成后造型美
观。 该结构形式目前在公路挡土墙工程中得到较为广泛
的应用,在护岸工程中也有良好的应用前景。
2.5浆砌块石挡土墙
浆砌块石挡土墙是目前南方最普遍选用的型式,一
般可分为重力式与衡重式。对于专供船舶停靠的码头、
锚地等地方,衡重式挡土墙由于其上部断面尺寸较小,受
船舶停靠时冲击力的影响而容易损坏,则根据有关要求
在结构上加以处理,如加大上部断面尺寸和加宽压顶的
宽度和高度,以保证护岸结构的安全。
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(编辑:杨文)
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