一種利用再生骨料生產的新結構堤壩護坡預製塊的製作方法

2023-10-31 05:24:32 2

本發明涉及一種利用再生骨料生產的新結構堤壩護坡預製塊，可廣泛應用於堤壩、路面等斜坡處的護坡建造。

背景技術：

護坡指的是為防止邊坡受衝刷，在坡面上所做的各種鋪砌和栽植的統稱。當今社會，堤壩、水庫等涉及水流問題的大型工程都需要護坡這種構築物，護坡的質量會影響整個工程的安全性和穩定性，是國計民生的大事。現階段護坡的結構多為六邊形護坡磚搭接而成，結構和形式單一，且沒有著重考慮消能、排水和安全性等問題。如預製塊過於光滑,當堤壩內水長時間溢出混凝土預製塊,容易使塊體表面滋生苔蘚，引發安全性問題；同時還不能有效消減風浪能量,遏制水浪的爬高,從而需要增加堤壩高度以防止波浪漫頂,不符合節約型社會的發展觀。

再生骨料取材於建築垃圾，透水性能好，環保無汙染，且通過調整水泥和配比可以保證再生混凝土的強度，這種材料的應用符合環境友好型建築的發展趨勢。生產和利用建築垃圾再生骨料對於節約資源、保護環境和實現建築業的可持續發展具有重要意義。

技術實現要素：

本發明的目的在於，提供一種安全、實用、環保、造型新穎、符合可持續發展的一種利用再生骨料生產的新結構堤壩護坡預製塊。本發明採用再生骨料，在保證強度要求的前提下，充分利用其孔隙率大的特性，生產出排水性能優良且環保無汙染的護坡預製塊。該預製塊採用工廠模式化生產，省去現場支模、拆模等工序，安裝方便，降低成本，提高施工效率。

為解決上述問題並實現上述要求，本發明採取如下技術解決方案。

一種利用再生骨料生產的新結構堤壩護坡預製塊，其特徵在於：本護坡中再生骨料砌體頂面設有三角斜坡，前側設有固定凸起，後側設有固定凹槽，左右兩側設有結構槽，兩塊砌體之間的結構槽對齊鋪設，使得兩個相鄰的結構槽之間形成方形孔洞，用於排水，在再生骨料砌體的中央設有排水孔，沿壩軸方向每隔200塊護坡磚設置一道混凝土錨固梁，錨固梁的軸線方向沿著壩坡，垂直於壩軸方向，錨固梁採用c25混凝土澆築到壩面上。

所述再生骨料砌體採用再生混凝土製作，其成分要求有下述幾點：

選用地熱水泥，防止護坡在長期高溫曝曬下產生裂縫，提高水利工程的穩定性和強度；選用聚丙烯纖維作為外加劑，通過使用聚丙烯纖維，在混凝土被水流高速衝刷時，各個纖維之間可以互相拉扯，增強混凝土的穩定性，還可以降低護坡堤壩的損害；選用再生骨料，顆粒稜角多，孔隙率大，吸水性能好，質量輕。再生骨料作為一種建築垃圾再生產品，取材方便，環保且成本低廉。

預製塊整體尺寸為長450mm×寬450mm×高200mm。

頂面三角斜坡2高度為60mm，寬度為300mm，長度與主體塊體相同為450mm。後部與主體塊體平齊，坡腳等於堤壩坡面傾斜角，短直角邊垂直於堤壩面，斜邊水平，每個預製塊可提供310mm寬的駐腳平臺，基本滿足人、畜行走和駐足的安全性。

塊體左右兩側設有結構槽5，其尺寸為長10mm×寬5mm，高度與上部三角斜坡平齊。

塊體前側設有固定凸起3，其中心與前側面中心重合，尺寸為長450mm×寬20mm×高40mm，後側設有與固定凸起尺寸完全相同的固定凹槽，這種榫接結構使得前後兩層塊體連接牢固，大大增強了護坡的整體穩定性。

塊體頂面設有直徑為10mm的排水孔6，其圓心與頂面中心重合，排水孔採用無砂混凝土製作。

為增強混凝土砌塊護坡的整體性，擬沿壩軸方向每隔200塊護坡磚設置一道混凝土錨固梁，錨固梁的軸線方向沿著壩坡，垂直於壩軸方向，錨固梁採用c25混凝土澆築到壩面上。錨固梁採用現澆c25混凝土，梁寬450mm，梁高300mm，錨固梁兩側半塊空缺部分用現澆混凝土充填，和錨固梁同時澆築。

該護坡的組合方式為豎向聯鎖，水平留孔，保證排水孔與結構槽均勻分布，保證排水功能的同時不影響安全性和整體美觀。

再生骨料護坡預製塊塊體呈單軸對稱，固定凸起與凹槽形狀相應，尺寸相同。

（1）再生骨料砌體1取材於建築垃圾，成本低廉且取材方便，不同於傳統的幹砌石、漿砌石護坡，建築垃圾再生骨料由專業破碎機處理，得到單一粒徑骨料，便於控制反濾預製塊的孔隙率。混凝土構件在工廠預製，各項性質較穩定後運往現場組裝，預製構件通過調整水泥強度與添加外加劑使得強度得到滿足，安全性能提高；

（2）前後兩層預製塊的三角斜坡2之間形成消能坎，根據實測數據與研究可得出結論：各水域在正常水位和風速條件下,消能坎的存在使得堤壩前波浪爬高降低0.25～0.26ｍ。三角斜坡的高與堤壩面垂直，從而與上爬的水流方向也垂直，最大限度的遏制了水流爬高，消能坎的存在使得堤壩總高不必特意增大，減少了工程量的同時，不影響安全性；

（3）三角斜坡2傾角與堤壩面傾角相等，目的是使得三角形斜邊水平，為人畜提供一個安全的駐足和行走平臺，斜邊上設有凸點，增大摩擦，保證行人安全；

（4）固定凸起3與固定凹槽4形成榫接結構，加強了前後預製塊之間的穩定連接，避免應自身重力引發安全隱患；

（5）結構槽5的存在減少了工程量，減輕了塊體質量，並且兩個結構槽之間形成排水孔，與中央排水孔配合使得排水效率最大化，避免水浸泡侵蝕塊體，增強了護坡的耐用性和安全性；

（6）塊體上所有凸起部分尺寸相對塊體本身較小，在運輸和施工的過程中不易損壞。

本發明具有以下優點：

（1）構件均由工廠預製，不僅構件質量有保障，而且省去了在施工現場繁瑣的支模，養護，拆模的工序，具有優質、高效、輕便、環保等優點。

（2）榫卯連接提高了護岸整體的裝配性和穩定性，在水流衝刷和壓應力的破壞下仍能保持良好的整體性。

（3）使用建築垃圾再生骨料，降低生產成本、緩解環境壓力、保護生態環境，實現綠色生產與發展。

（4）與傳統護坡相比，本發明在安全性、排水性和抗風浪衝刷能力等方面更加優秀。

附圖說明

圖1是護坡預製塊單體直觀圖。

圖2是護坡預製塊示意圖。

圖3是護坡預製塊裝配示意圖。

圖4是護坡預製塊與堤壩整體裝配圖。

在圖中，再生骨料砌體為1，頂面三角斜坡2，前側固定凸起3，後側固定凹槽4，左右兩側結構槽5，中央排水孔6，混凝土錨固梁7。

具體實施方式

為使本發明的內容更加明顯易懂，以下結合附圖和具體實施方式做進一步說明。

結合圖1，本發明為裝配式碾壓再生骨料混凝土護岸，包括再生骨料砌體1設有頂面三角斜坡2，前側固定凸起3，後側固定凹槽4，左右兩側設有用於排水的相互對接的結構槽5，中央排水孔6，沿壩軸方向每隔200塊護坡磚設置一道混凝土錨固梁7。

本發明的護坡預製塊的安裝方法，包括以下步驟：

1）採用再生混凝土以整體預製方式加工再生骨料砌體1；

2）對於施工坡面，按照規定的尺寸「放線」定格，沿著坡面橫向和縱向分別進行楔樁拉線，以保證施工坡面平直及外部美觀；

3）混凝土砌塊自下而上砌築，下沿第一行砌塊與漿砌石護腳用現澆c25混凝土錨固，錨固混凝土與漿砌石護腳應結合良好；

4）後層塊體的前側表面固定凸起與前層塊體的後側表面固定凹槽相榫接；

5）左右塊體的結構槽相平齊，形成10×10mm的方形孔洞，其餘部分無縫搭接；

6）砌體之間的灰縫均應鋪填砂漿，灰縫寬度應控制在8-12mm，當缺少輔助規格小砌塊時，砌體通縫不應超過兩層砌塊；

7）本發明所用砂漿強度等級不得低於mu5；

8）每間隔200塊順壩坡垂直壩軸方向設混凝土錨固梁一道。錨固梁採用現澆c25混凝土，梁寬450mm，梁高300mm；

9）從左（或右）下角鋪設其他混凝土砌塊，應水平方向分層鋪設，不得垂直護腳方向鋪設，鋪設時固定兩頭，均衡上升；

10）護坡砌築至壩頂後，應在防浪牆底座施工完成後澆築護坡砌塊的頂部與防浪牆底座之間的錨固混凝土；

11）檢查所有接口和層間縫隙，用砂漿或天然砂礫料填充砌塊開孔和接縫。