市政、水利及护岸工程中预制构件的应用
混凝土 上海兴邦建筑技术有限公司 刘强 2013-09-23
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中国经济的快速发展为公共设施的不断完善提供了保障，在确保公共设施项目的安全性和经济性的同时，对环境的保护以及充分利用资源越来越引起人们的重视。预制混凝土构件不仅在功能方面和安全方面而且在经济性和创造舒适环境节省资源方面发挥优势。
目前，我国国内经济状况良好，为工业化建筑，包括预制装配式等工程运用在市政、水利方面都提供了一些经济上的支撑，为企业的发展提供一些潜在的机会。
在市政、水利及护岸工程中，预制构件可用于共同沟、排水沟、挡土墙、护岸以及道路排水沟等项目中，具有施工便捷，外形美观，改善道路、河川、堤坝等优势。
但是在国内，一些预制构件生产厂家生产的预制装配式建筑结构在市场上还未被大量接受。由于工作量不连续，企业对技术的培养、人才的培养、经验的积累都带来非常大的难度。即将介绍的这几类产品在国内有些正在被应用，有些可能未被应用。希望通过以下市政、水利及护岸工程中预制构件的应用，为同行开拓思路起到抛砖引玉的作用。
一、共同沟产品
所谓共同沟，就是“地下城市管道综合走廊”，即在城市地下建造一个隧道空间，将市政、电力、通讯、燃气、给排水等各类管线集于一体，设有专门的检修口，吊装口和监测系统，实施统一规划、统一设计、统一建设和管理。
由于共同沟将各类管线均集中设置在一条隧道内，消除了通讯、电力等系统在城市上空布下的道道蛛网及地面上竖立的电线杆、高压塔等，避免了路面的反复开挖、降低了路面的维护保养费用、确保了道路交通功能的充分发挥。
这种共同沟有一体型和分体型两种，有制品上层填土后不影响农耕、通车、土地利用率高等优点。在国外，这种箱型结构的共通沟被大量运用，最大的可以做到10米宽。常见的有一体的，有双拼的，也有四拼的，可以根据它荷载的工况做成各种规格。
图1箱型结构
图2 工程实例
这种预制构件制成的共同沟产品可以有效解决施工作业人员不足的问题。由于是在工厂生产，价格要比现场施工便宜，而且它对立面和艺术没有要求，对模板的要求也相对简单，并且目前该种产品在国内有类似的应用。
图3 设计图
图4 工程实景
[Page]二、排水沟产品
排水沟用于排除来自边沟、截水沟或其他水源的水流，并将其引至桥涵或路基范围以外的制定地点。可用在农业的水利设施中，它能兼有挡土墙的功能，有开放式和封闭式两种，可以有效地利用耕地，便于日常维护。
其截断面形式一般采用梯形，尺寸大小应经水利水文计算确定，位置根据需要并结合当地地形条件而定。排水沟水流注入其它沟渠或水道时，应使原水道不产生冲刷或淤积。
图5 排水侧沟
图6工程实景
图7 设计图
三、挡土墙产品
挡土墙是用来支承路基填土或山坡土体，防止填土或土体变形失稳的一种构造物。在路基工程中，挡土墙可用以稳定路堤和路堑边坡，减少土石方工程量和占地面积，防止水流冲刷路基，并经常用于整治坍方、滑坡等路基病害。
挡土墙可以用于平整土地和道路维护等，外形美观、路基稳定。大型拼装式挡土墙，表面可设计图案，现场的施工作业量少，施工周期短。
L型的挡土墙在国外应用很广泛。因为日本是多山地国家，平整土地时要大量使用挡土墙。该挡土墙可以做成L型，也可以做成逆L型，还可以在表面上做饰面，比如仿石材，贴瓷砖等。由于这些型式都是标准件，所以其成本会相对低一些。
图8 L型的挡土墙
图9 工程实例
图10 设计图
市政工程所使用的预制构件，因为政府每年都有预算，而结算是从四月初到第二年的三月末，然后国家拨款，再开始立项。等到年末的时候，才是真正开始施工。那么预制构件厂在平时就可以把这些构件做出来，到年末再根据具体的项目来施工，使生产变得方便。
[Page]
图11 双拼挡土墙
图12 连接节点
上图挡土墙是一种大型双拼的挡土墙。该挡土墙大概有13米，项目设在韩国，所使用的是日本的技术，模板在中国生产。
其中的关键连接技术在于拼装节点。这个拼装节点有一定的吸收施工误差的能力。因为构件是硬碰硬的组装，如果没有施工误差的能力，那么拼上去每一个螺栓是拧不上去的。如果把钢筋直径非常粗的构件同时拧上去，这个难度非常大，那么它的连接技术就必须要有吸收局部误差的能力。
挡土墙产品广泛应用于道路、河川、堤坝、防砂、山体治理等方面，各种式样可与自然景观相协调。
图13 重力式挡土墙
图14 设计图
图15 工程实景
其中，重力式挡土墙是指依靠其自重防止土体边坡坍塌的构筑物。它可用砖、石、混凝土建造而成。一般不配钢筋或只在局部范围内配少量钢筋、是我国目前常用的一种挡土墙，而且它便于就地取材、施工方便、经济效益好。
河床、道路的的护坡，堤坝防砂、山体的治理中也可以用到的重力式挡土墙。它可以做成各种纹样，其空隙的地方可以现场浇筑一些其他的材料。在国外大量的护坡在使用这种产品。它既能满足自然的景观要求，又是一个标准的构件，使生产安排起来非常容易。
四、护岸产品
大型缓坡护岸构件的藏土部分保有丰富的土壤，植物可以繁茂地生长。构件尺寸大，使施工周期缩短。构件之间的金属连接件使构件连成整体稳定性可靠。
缓坡的护坡是在构件里放上含有土壤的材料。这样河两边非常美观，既可以绿化，又能防止水土流失；施工周期又短，还很方便。而且这些产品并不复杂，生产起来非常容易。
图16 设计图
图17 河边护坡
河边的护岸构件为鱼类藏身设置有孔洞，鱼类可以在空洞间自由活动。构件的露出部分尺寸大使施工周期缩短。河床两边的预制构件，考虑到自然环境和一些水下生物，把构件两边做些孔洞，可以做水生动物的巢穴，对自然环境的保护是有帮助的。
图18 河床两边的预制构件
河床预制混凝土块重心低稳定性好，纵横尺寸相同便于施工。大型防浪护岸构件，可以大量减少现场的作业，水平摆放施工方便，对于水土流失、控制水流、保护自然都是有帮助的。
图19 产品规格
图20 河边护岸
图21 海边护岸
[Page]五、道路产品
道路排水是排水系统的一部分。所谓道路路面排水即将雨水等各种路面水以尽量快的速度排至路基之外，最大程度地减少因排水不畅造成的地面水下渗，减少下渗水对路基稳定性，路面质量和使用性能的影响。常见路面排水形式主要有路表排水，中央分隔带排水和路面内部排水。
用于道路的排水构件强度能够满足车辆通行荷载，既美观又有雨水收集和排水功能。
图22 道路排水构件和排水孔
图23 路面实景
六、施工设备
施工设备是保证工程质量缩短施工周期的重要工具。设备可以做箱型结构，也可做L型的挡土墙。
图24 工程设备
一般的L型挡土墙的施工顺序为：土方开挖→破桩→支模→基础钢筋制作与安装→基础混凝土浇筑→墙身钢筋制作与安装→墙身支模→墙身混凝土浇筑→栏杆安装。
图25 构件施工顺序1
图26 设备施工顺序2
综上表明，市政、水利及护岸工程中采用预制构件作，施工方便、容易达到设计要求，工程质量与外观效果良好，收到了明显的效果。由此，随着新的生产技术、方法和手段的进一步规范化和构件设计生产的标准化，预制混凝土构件作为一种建筑材料在建筑工程领域的应用前景将会更加广阔。
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