高强度塑钢联锁组合板桩在生态护岸中的应用

高强度塑钢联锁组合板桩在生态护岸中的应用

浙江省海盐县港航管理处314300

摘要:以往我国在河岸防护工程中大多采用浆砌或干砌块石、现浇混凝土、预制混凝土块体等结构,在河道护岸工程中多采用的为直立式混凝土挡土墙。因为这些结构在保持岸坡的稳定、防止水土流失和保证防洪安全等方面起到一定程度的作用,但也在不同程度上对景观环境和自然生态产生了不良的影响,造成水体污染与陆地环境恶化和生态破坏。因此,高强度塑钢联锁组合板桩作为一种新型生态护岸应运而生。

关键词:生态护岸;塑钢组合板桩;环保节能

1.高强度塑钢组合板桩的材料结构概述和优势

1.1高强度塑钢组合板桩介绍

高强度塑钢板桩是一种可替代传统混凝土、块石、木材且广泛应用于内河湖泊沿岸的整治、江河防洪灾以及工程的加固、港口护岸、河道堤坝的抢险、桥梁涵洞的护坡挡土及城市建筑的基坑围护等工程建设领域的新型材料[1]。

高强度塑钢联锁组合板桩由强化复合材料挤压制作成型,板桩外形采用大惯性矩截面设计,每片的两侧设置CT形等凹凸套接接头,塑钢板桩两端分别为C和T形接头,板桩之间通过C和T形连接头匹配连接,在转角处,采用和C、T形连接头相同设计形状的连接件进行转向连接,使组合后的塑钢板桩整体形状贴合堤岸。材质非常坚固、稳定,不受气候影响,也不受水质影响。材料成分相对稳定且不受气候和水质影响,同时产品不含铅和塑化剂,对水土环境也不产生污染,绿色环保。重量轻、施工容易,不需要动用重机械,重量仅为钢板桩的八分之一。护岸安装施工方便,效率高,基本不影响周围环境。材料价格合理实惠,可选择的颜色多样化可供选择。高强度抗渗塑钢联锁组合板桩,通过改良连接接头和转角连接件的组合方式,解决了渗水及高水位差时组合件抗倾覆的问题。

在航道护岸、河湖沿岸整治中用于修筑河湖堤坝、景观堤岸时安装迅速,施工轻巧简便,价格合理,可以节省工程费用;颜色和款式多样化符合水域环境美化需求;可承受较强的侧压力;塑钢板桩的施工便捷快速、造价也较传统工艺低,可有效推进国家河湖整治的进度。在航道工程、水利整治工程等方面,将发挥重要作用。

1.2高强度塑钢组合板桩的优点和使用优势

1.2.1高强度塑钢组合板桩优点

(1)高强度塑钢联锁组合板桩为高分子强化复合材料,本身不含铅和塑化剂等有害物质,经权威机构对产品的有害物质的检测(REACHH和ROHS),无有毒有害物质成分,对水质和土壤绝不会造成污染;

(2)在护岸的应用中,植物可在高强度塑钢组合板桩堤岸的生态孔中自然生长,也可人工植绿;同时也可以构筑天然的鱼巢,为鱼虾等生物提供了栖息、产卵的最佳场所;

(3)高强度塑钢组合板桩设置的生态孔形成很好的抓手,便于攀爬;

(4)产品宽度大,施工效率高。高强度塑钢板桩单桩宽度为500-760mm,高于传统板桩和普通预制桩型(钢板桩单桩通常为400和600桩);

(5)高强度塑钢组合板桩后部为挡土结构,板桩打入地基后形成连续挡土,可有效挡土;

(6)高强度塑钢组合板桩可根据不同客户的需求,提供不同外观颜色,更加符合实际环境的要求;

(7)高强度塑钢组合板桩重量轻并可叠加堆放,运输方便,与传统护岸所需原材料运输相比,大幅减少运输车辆的使用,减少了运输费用,更重要的是减少了运输过程中车辆产生的尾气排放对环境造成的污染;

(8)高强度塑钢联锁组合板桩的经济效益显著。高强度生态板桩总体造价是传统硬质结构如浆砌块石、混凝土等传统结构的2/3,甚至更低。

1.2.2施工工艺优势

(1)高强度塑钢联锁组合板桩受力性能良好。高强度塑钢板桩不但提高了挡土截面,而且根据不同的施工要求可以采用不同的组合形式,提高抗弯、抗剪性能;

(2)高强度塑钢组合板桩型号种类齐全,可根据受力性能要求,采用不同的截面高度、满足工程需要,达到经济效益最优化;

(3)高强度塑钢联锁组合板桩施工工期较短。采用工厂化集中生产模式,工地机械化施工成型,相比块传统的施工形式,施工工期大大缩短,施工效率是传统工艺的5倍以上[2];

(4)高强度塑钢组合板桩的施工工艺先进、适用地质范围广、成桩后截面美观。根据现场地质条件,可采用合适的施工工艺,施工机械由一般普通机械就可完成施工,排桩成型,严格控制施工的质量,保证成型之后的板桩墙不但质量上乘,而且结构截面形式错落有致,且施工成型后使用年限长,无需后续维护。

(5)高强度塑钢组合板桩施工所需人工相比其他传统护岸施工所需人工大幅度减少,一般一台施工机械配备4人就可以完成。

(6)高强度塑钢组合板桩无需周边围堰及大面积开挖,无需征用大面积征用周边农田,在陆地无施工作业面时,可由船只在河面施工;

(7)高强度塑钢组合板桩施工时震动及噪音小,对周边住户的影响可降到最低。

2.高强度塑钢组合板桩的施工工艺

2.1施工机械的选择

2.1.1振动锤的选型

现阶段的施工采用的主要打桩器械为液压振动锤,因施工延展长,易选用履带式单斗挖掘机或履带式吊机进行配合[3]。另考虑各种特殊情况,改良了路缘打桩机以及水上打桩机,综合地解决了特殊地形、特殊工况下对打桩的要求。

2.1.2刚性送桩护套及配件的研发应用

因高强度塑钢组合板桩本身材料是以PVC为主,有其自身的柔性,在施工时,研发了一种刚性护套送桩(以下简称送桩),可将高强度塑钢板桩安装于送桩,使用活动卡箍固定。利用本身的特性,可调节高度,适应不同高度的高强度塑钢板桩;并且可调转方向,有利于分段施工及变相施工,适应各种工况。配套辅助安装设备,快速高效的提高施工效率。

2.2施工工艺

为适应于本产品的高强度塑钢板桩的施工,相继研发有刚性护套送桩、施工安装辅助装置、活动快固卡箍等部件。利用本身的特性,可调节高度,适应不同高度的高强度塑钢板桩;并且可调转方向,有利于分段施工及变相施工,适应各种工况。

施工步骤大致分为:施工准备——场地平整——桩机就位——沉桩——桩帽处理——回填土。

2.3施工工期的控制

主体段施工投入量为一台桩机与3个劳动力,单板施工时间为3分钟左右,每日施工量可达100米以上,相较于重力式混凝土护岸的15天施工10米的施工时间来说,施工效率提高了10倍以上,减少了人力物力的投入使用。

2.4质量管理控制

(1)对施工工程中的的重难点应该采取必要的施工工程技术措施。

(2)工程实施前,应该分层明确每个职位以及每个人的职责,建立好管理的结构框架,抓好工程施工的质量。

(3)工程实施时,严格按照施工图纸以及施工方案进行施工,每道程序都应该严格把关,遵守各项施工技术要求规定,确保施工有条不紊的进行。

(4)各种技术人员必须持证上岗,并且定期做好思想安全教育,不断提高自己的安全意识水平,确保工程施工的安全。

(5)每道工序施工完毕,都应该层层审核检查,核实过后向专职质量员报送确认审核,最终质量员检查认定合格后,方可进入下道工序。

(6)现场施工或安装时,凡是有质保手续、试验、检查的报告,都应该报送项目监理批准。

结束语

高强度塑钢组合板桩及生态护岸的应用,即满足了生态板桩的未来发展趋势,不仅从源头节约了资源,而且通过特殊连接件组合而成的连续性新型支挡护岸结构通过实验证明,其强度及抗侧弯性足以确保生态护岸在大型航道、河道结构中的稳定性,同时工程施工便捷迅速,对周边生态环境的影响较小,板桩上的生态孔合理布局,在保证板桩强度的同时不影响原有生态种群的动态平衡,使水体动植物和土壤进行有机涵养,确保河岸生态系统的可持续性发展。

参考文献:

[1]夏继宏,严忠民.国内外城市河道生态型护岸研究现状及发展趋势[J].中国水土保持,2004,9(2):20-21

[2]刘金龙,张玮.航运枢纽生态护岸结构及工程示范应用研究[J].水道港口,2014,35(1):49-53

[3]王淮.生态航道的建设研究与应用[D].苏州:苏州科技大学研究生院,2016:48-49

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