1．概述

　　在土木、水利工程建設中經(jīng)常使用擋土結構，其中重力式擋土墻使用最為廣泛。按照建筑材料分類(lèi)，重力式擋土墻使用最多的是干砌或漿砌塊石，也有現澆混凝土結構。干砌或漿砌塊石擋土墻由于是散體結構，抗剪和抗彎剛度低，因此，通常體積大，對地基承載力和變形要求高，因此在土基上不能設計成高度大的擋土結構。近年來(lái)，由于環(huán)保要求不斷提高，開(kāi)山挖石受到越來(lái)越嚴格的控制，使干砌或漿砌塊石擋土墻造價(jià)不斷增加。

　　本文介紹一種剛開(kāi)始使用的以預制混凝土塊為建筑材料的新型擋土結構，我們將其命名為自嵌式砌塊景觀(guān)擋土結構。該結構與傳統的干砌或漿砌塊石重力式擋土墻、澆混凝土擋土墻等結構相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：

　　(1)擋土結構本身重量輕。通過(guò)在預制混凝土塊中留孔等方法，使塊體的表觀(guān)重度控制在18-20kN/m3，比巖石和現澆混凝土的重度低。

　　(2)塊體間具有相互咬合連接。預制塊間通過(guò)臺階、榫接等方式相互咬合，具有鎖定作用，增加了接觸面的剪切強度，從而提高了承擔土壓力的能力。

　　(3)砌塊與墻后填土形成整體。通過(guò)墻體和墻后填土中分層鋪設土工格柵，使砌塊與墻后填土形成整體結構，改善了擋土結構受力特性。

　　(4)砌塊外觀(guān)劈裂面為粗糙的花崗巖景觀(guān)形態(tài)，色調可以根據工程整體自然環(huán)境效果調配，具有幾十種顏色供設計人員選擇。顏色為自然巖石粉調和而成，具有抗風(fēng)化能力強，在設計壽命期限內不腿色的特點(diǎn)。

　　(5)施工速度快，質(zhì)量控制和檢測系統完善。

　　2擋土結構的形態(tài)

　　自嵌式擋土結構的單塊形狀和建成后的擋土結構外觀(guān)形態(tài)如圖1所示。

　　3自嵌式擋土結構設計與施工

　　3.1自嵌式擋土結構設計原則

　　自嵌式擋土結構設計目前國內沒(méi)有合適的規范遵循，其中安全系數可以遵守重力式擋土結構規范的規定。擋土結構計算包括如下幾個(gè)方面的內容：

　�。�1）地基承載力校驗

　　自嵌式擋土結構能夠在承載力較低的地基上施工，由于整個(gè)結構具有較好的對地基變形的適應能力，使得該結構形式的擋土結構在地基出現較大不均勻沉降時(shí)仍能保持穩定。圖2所示的擋土結構剖面是自嵌式擋土結構的典型形態(tài)，墻面傾斜角可以在10.60到180的范圍內調整。因為砌塊的表觀(guān)重度為19～20kN/m3，基本與填土的重度一致，因此沒(méi)有必要單獨校核墻基的承載力，只需要將擋土結構與墻后填土一起考慮。按照地基設計規范，擋土高度應該限制地基容許承載力范圍內。

　�。�2）整體抗滑穩定性校驗

　　對于圖2所示擋土結構形態(tài)，由于填土中的土工格柵抗拉作用，地基發(fā)生滑動(dòng)變形時(shí)，填土內不會(huì )出現拉裂縫，填土的抗剪能力能夠充分發(fā)揮。整體抗滑穩定性校驗可以按照加筋土坡抗滑穩定計算的“荷蘭法”進(jìn)行計算。整體抗滑穩定安全系數計算公式如下：

　�。�1）式中：、－第土條在滑面位置的土體抗剪強度指標；

　�。�第土條單位長(cháng)度的重量；

　�。�第土條滑面中點(diǎn)的切線(xiàn)與水平線(xiàn)的夾角；

　�。�穿過(guò)第土條滑面位置的土工格柵的拉力，一般可��；

　�。�土工格柵的抗拉強度。

　　按照擋土結構設計規范要求：。

　�。�3）擋土結構整體抗剪破壞校核

　　擋土結構在土壓力作用下，是否會(huì )在擋土墻底面位置發(fā)生剪切破壞需要校核。由于土工格柵的加筋作用，使擋土結構與土工格柵的加筋區形成一個(gè)整體，只有擋土結構與土工格柵的加筋區同時(shí)發(fā)生剪切破壞時(shí)才可能使擋土結構發(fā)生整體剪切破壞，只要土工格柵的間距不是過(guò)大，一般這種情況不會(huì )發(fā)生。

　�。�4）土工格柵間距的設計

　　自嵌式擋土結構中，土工格柵對結構穩定起關(guān)鍵作用，首先由土工格柵把擋土砌體與墻后填土連成整體，約束填土變形，增加了填土的強度；其次擋土砌體的土壓力通過(guò)土工格柵傳遞給填土，從而保持砌體結構穩定。在產(chǎn)品設計手冊中，有專(zhuān)門(mén)的程序對土工格柵間距進(jìn)行設計和校驗。

　　3.2自嵌式擋土結構的施工

　　自嵌式擋土結構塊體為工廠(chǎng)生產(chǎn)，塊體強度和外觀(guān)尺寸均勻性高，現場(chǎng)施工工人只要經(jīng)過(guò)一天左右培訓即可勝任具體施工工作。為了保證工程質(zhì)量，現場(chǎng)工程師必須掌握工程質(zhì)量控制體系，主要包括如下幾方面工作。

　�。�1）材料的質(zhì)量檢驗

　　擋土結構塊體的生產(chǎn)單位應該根據擋土結構設計要求，選用強度、外觀(guān)尺寸和顏色合適的產(chǎn)品，出廠(chǎng)時(shí)提供每批次產(chǎn)品的質(zhì)量檢測報告和質(zhì)量要求。當擋土結構塊體到達工程現場(chǎng)后，必須抽查各批次產(chǎn)品的質(zhì)量，確認強度、外觀(guān)尺寸和顏色等是否達到設計要求并與生產(chǎn)單位提供的數據一致。土工格柵的生產(chǎn)單位應該根據設計要求，選用強度、外觀(guān)尺寸和材料合適的產(chǎn)品，出廠(chǎng)時(shí)提供每批次產(chǎn)品的質(zhì)量檢測報告。當土工格柵到達工程現場(chǎng)后，必須抽查各批次產(chǎn)品的質(zhì)量，確認強度、外觀(guān)尺寸和材料是設計指定產(chǎn)品并達到了質(zhì)量要求。

　�。�2）擋土結構的施工工藝

　　擋土結構的施工工藝主要包括以下幾個(gè)方面的內容：

　　擋土結構的基礎：擋土結構的基礎包括直接與擋土塊接觸部分和墻后填土中有土工格柵的范圍。對于直接與擋土塊接觸部分，需要其具有較高承載力和較小變形，以保證擋土結構的穩定和外觀(guān)平順。通常該部分采用灰土回填地基、碎石回填地基甚至素混凝土地基，厚度200mm到300mm。墻后填土中有土工格柵的范圍一般僅需要在地基土含水率不高于最優(yōu)含水率+4%的條件下碾壓到壓實(shí)度高于80%即可。

　　擋土結構砌筑和墻后填土：擋土結構塊體砌筑主要注意按照設計坐標放線(xiàn)；第一層切除塊體后沿，以上各層保持層間密合而沒(méi)有土粒和石粒充填；土工格柵平順?shù)佋O在擋土塊的全部范圍并繃緊后平鋪在填土中，長(cháng)度滿(mǎn)足設計要求。墻后填土必須分層碾壓，碾壓質(zhì)量滿(mǎn)足擋土結構規范或設計要求，分層檢測填土密實(shí)度。

　　4主要結論

　　4.1自嵌式砌塊景觀(guān)擋土結構外觀(guān)漂亮，與環(huán)境協(xié)調性好；

　　4.2自嵌式砌塊景觀(guān)擋土結構的安全系數可以參照干砌和漿砌塊石擋土結構規范；

　　4.3自嵌式砌塊景觀(guān)擋土結構將砌體與填土通過(guò)土工格柵連成整體，增加了結構穩定性；

　　4.4自嵌式砌塊景觀(guān)擋土結構設計主要考慮地基承載力、整體抗滑穩定性、擋土結構整體抗剪破壞、砌塊結構的穩定性等四個(gè)方面的問(wèn)題。