玉啟?!≡矘s 黃敏軒 賴泳 梁儀
【摘 要】文章介紹一種新型網(wǎng)格植草型生態(tài)道路施工技術(shù),該工藝結(jié)合了BIM土方平衡和BIM排版預(yù)策劃等技術(shù),做到減少對原有土方擾動,優(yōu)化裁剪和鋪設(shè),防止道路雨水沖刷和積水,增加摩擦力,既保證臨時道路安全行駛,又保證植草的存活率。
【關(guān)鍵詞】網(wǎng)格植草;生態(tài)道路;土方平衡;綠色施工
【中圖分類號】TU744 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688(2017)02-0033-03
0 引言
面對環(huán)境污染越來越嚴重,綠化與環(huán)保成為建設(shè)者們共同考慮的主題。在加快城市化建設(shè)的同時,綠化與環(huán)保也不容忽視。在工程的設(shè)計與施工中,應(yīng)對項目前期進行綜合考慮,形成綠色建筑與綠色施工相結(jié)合,建設(shè)環(huán)境友好型項目。
本文在對傳統(tǒng)生態(tài)道路分析和總結(jié)的基礎(chǔ)上進行改革創(chuàng)新,并利用BIM的預(yù)排版技術(shù),形成大面積網(wǎng)格植草型生態(tài)道路的施工工藝,并應(yīng)用于廣西百色干部學(xué)院(一期工程)綠化道路施工,解決了傳統(tǒng)方法完成后效果差、二次恢復(fù)利用難[1],道路建設(shè)中水土流失和生態(tài)恢復(fù)難[2],客土噴播工藝煩瑣[3],以及植草磚綠化面積低、道路排水性差、路面常有積水等現(xiàn)有的綠化道路問題。
1 工程概況
廣西百色干部學(xué)院(一期工程)綠化道路為網(wǎng)格植草型道路,該道路為1#樓行政樓與2#樓報告廳、4#樓教學(xué)樓與6#樓圖書館、5#樓交流中心與4#樓教學(xué)樓的主要交通道路,道路全長約1 400 m。道路主要建設(shè)于山地之中,山體地勢高低起伏、錯落不一,我們運用基于BIM的土方平衡技術(shù),做到最少的擾動原土,達到設(shè)計要求的功能和景觀美化效果。道路中存在轉(zhuǎn)彎、上下坡、雨水井及雨水篦等影響網(wǎng)格排版的障礙,應(yīng)用BIM技術(shù)將植草網(wǎng)格根據(jù)道路的走向及路面障礙物合理化排版,既能達到最優(yōu)化裁剪,減少標準件的損耗,又符合綠色環(huán)保、節(jié)材、美觀的效果。
2 構(gòu)造原理
為增加網(wǎng)格植草型道路的滲透性,通過材料的合理化選擇,使各層結(jié)構(gòu)既滿足道路承載力要求又有足夠的孔隙率,使路面水在植草格生態(tài)道路自然滲透,保持道路表面干燥,并加大路面綠化面積,減少草皮受力,并在各結(jié)構(gòu)層中合理增加一定比例的培植土,使路面草皮根系穩(wěn)固生長,達到功能性、環(huán)保性和舒適性的使用要求。
網(wǎng)格植草型生態(tài)道路主要分成植草層、穩(wěn)定找平層和碎石層3層(如圖1所示)。植草層為道路面層,道路綠化面積大,需要草皮標高略低于植草格面層標高,且草皮彈性較大,因此主要由植草格承受道路傳遞來的荷載。穩(wěn)定找平層由細骨料顆粒組成,可使植草層與穩(wěn)定找平層緊密接觸,當受到植草格傳遞而來的荷載時,將荷載較均勻地向下傳遞。碎石層由粗骨料與細骨料混合而成,做為道路基層使用。由于網(wǎng)格植草型生態(tài)道路柔性較大,無需擔(dān)心路面斷裂,因此碎石層無需做剛性處理,即無需混入水泥。
3 BIM技術(shù)在網(wǎng)格植草型生態(tài)道路施工的應(yīng)用
3.1 基于BIM技術(shù)的土方平衡
廣西百色干部學(xué)院項目地形高低起伏,原始地貌復(fù)雜,用于網(wǎng)格植草型生態(tài)道路路段地質(zhì)條件差,道路設(shè)計標高與原始標高相差較大,土方挖填量大,土方工程成本較高。為解決土方挖填量大的問題,引用了基于BIM技術(shù)的土方平衡技術(shù),應(yīng)用Civil3d軟件精準計算各單體土方挖填量,然后將土方運輸問題抽象成目標規(guī)劃模型,進而確定調(diào)配方案,并最終實現(xiàn)土方運輸平衡。
3.1.1 BIM土方平衡原理
設(shè)有個m個挖方區(qū)域需要挖土,用(i=1,2,3,…,m)表示這m個挖方區(qū);有n個填方區(qū)需要填土,用(j=1,2,3,…,n)表示這n個填方區(qū);需挖的土方量為(i=1,2,3,…,m),需要的填土量為
BIM在網(wǎng)絡(luò)植草型生態(tài)道路的應(yīng)用分為以下幾個步驟:{1}將整個約1 400 m的網(wǎng)絡(luò)植草型生態(tài)道路按照100 m長度平均劃分成14個調(diào)配區(qū)域;{2}運用Civil3d計算各調(diào)配區(qū)域的土方工程量;{3}根據(jù)土方開挖量、土方回填量和土方運輸距離等因素確定土方最優(yōu)調(diào)配方案;{4}根據(jù)土方最優(yōu)調(diào)配方案形成土方調(diào)配任務(wù)單;{5}將土方調(diào)配任務(wù)單通過項目信息管理系統(tǒng)平臺推送土方調(diào)配任務(wù)。
3.2 基于BIM建模的網(wǎng)格預(yù)排版技術(shù)
通過BIM技術(shù)進行建模和預(yù)排版,可以提高大面積植草格排版工藝工作效率,節(jié)約材料。預(yù)排版時,我們將路面分為直線路段、彎道路段和道路障礙物等幾種情況進行考慮。
3.2.1 直線路段的預(yù)排版原則
通過以下原則對直線路段進行預(yù)排版。
(1)先確定道路寬度,根據(jù)道路的寬度編排植草格擺放的方向和模數(shù)。
(2)在植草格編排時,延路寬方向,每邊應(yīng)多出路邊5~10 cm。
(3)確定道路路面后期需要安裝的井蓋、雨水篦等障礙物,在整體排版時留空,排版并安裝完成后再填補。
(4)排版時,以彎道的起彎點延直線路段開始編排,彎道部分排版另行設(shè)計。
根據(jù)規(guī)劃,使用植草格道路的路寬為6 m。路面設(shè)有圓形雨水井、污水井,路面井蓋尺寸為φ700 mm;方形雨水篦,雨水篦尺寸為750 mm×450 mm。
我們選用的植草格單個尺寸為510 mm(長)×450 mm(寬)×50 mm(高),在排版時,路寬排版范圍應(yīng)為6+(0.05~0.1)×2=6.1~6.2 m。當以植草格長邊延路寬方向排列時,0.51×12=6.12 m,路寬6 m,加上每邊多預(yù)留的5~10 cm,則可得此方案符合要求;當以植草格短邊延路寬方向排列時,0.45×14=6.3 m,則每邊會多出5~10 cm,造成浪費(如圖2所示)。
3.2.2 彎道路段的預(yù)排版原則
通過以下原則對彎道路段進行預(yù)排版。
(1)彎道排版在完成彎道兩端直線路段排版后進行。
(2)彎道排版與其中一端直線路段排版一致并向另一端鋪設(shè)。
同樣以6 m寬道路為例,2個直線道路之間有一個內(nèi)半徑為3 m的彎道,在找到2個直線路段的鋪設(shè)起點完成鋪設(shè)后,剩余的位置為彎道植草格鋪設(shè)位置。彎道鋪設(shè)時,以其中一段直線路段植草格的鋪設(shè)方向為基準向另一端連續(xù)鋪設(shè),直到與另一端相連接且不能放下整塊植草格時為止。
3.2.3 道路障礙物的預(yù)排版原則
彎道路段路面所遇到的井蓋、雨水篦等障礙物處理方式與直線路段相同,將受到障礙物影響的植草格整塊空出。采用裁剪與拼接的技術(shù)將彎道植草格之間的空隙與植草格和障礙物間的空隙填充(如圖3所示)。
3.3 植草網(wǎng)格的裁剪
在植草格的路面預(yù)排版時,會遇到井口、道路彎道等非直線且不能連續(xù)鋪設(shè)的情況。因此,在植草格需要裁剪與拼接時,如何保證道路受力的穩(wěn)定性、合理性與節(jié)約材料是此項施工技術(shù)的重點。
植草格的裁剪:植草格為六邊形連續(xù)結(jié)構(gòu),六邊形構(gòu)件受力均勻且結(jié)實。植草格每邊都設(shè)有鏈接扣,可使每個植草格緊密相連。因此在裁剪植草格時,所保留的部分則必須成為完整的六邊形且保留有扣接鍵(如圖4所示)。若六邊形由中間切斷,在受到道路的豎向荷載及橫向擠壓力時,該植草格受力將不均勻,容易發(fā)生形變,受到破壞。
在裁剪前,由于已經(jīng)完成整塊植草格編排的部分,因此我們通過BIM技術(shù)將需裁剪的位置進行規(guī)劃(如圖5所示)。
(1)將每一個需要拼接的井口、雨水篦、彎道等部位進行編號。
(2)將編號好的部位進行實地測量,利用BIM建立好單塊植草格模型,將現(xiàn)場實際需要的尺寸在模型上進行虛擬裁剪。
(3)虛擬裁剪后,剩余的植草格進行重復(fù)利用,排版選擇最優(yōu)方案,做到浪費最小化。
4 植草網(wǎng)格種植原理
(1)培植土原料為黏性土添加適量有機肥料,配比適合草皮生長條件,同時在鋪設(shè)碎石層與穩(wěn)定找平層時,增加了一定比例的土壤,可使草皮的根系由植草層通過穩(wěn)定層與碎石層和素土相連,讓草皮穩(wěn)固生長。
(2)在植草格的凹植槽內(nèi)填入種植土并用掃帚均勻掃入植草格孔內(nèi),土層高度與植草格面相平為基準。完成種植土鋪填后,在土層面灑水,使松散的培植土填入密實,灑水量為15~20 L/m2,完成灑水后土面將低于植草格5~10 mm。植草格高于圖面,在道路受壓時植草格先受力,可減少草皮的磨損(如圖6所示)。
(3)草皮鋪植入植草格路面時,根據(jù)植草格單個六邊形大小將草皮分為小塊,然后人工栽種至植草格培植土內(nèi),并用人工踩實,使草皮與土壤結(jié)合緊密,無空隙,易于生根,保證草皮成活(如圖7所示)。
5 結(jié)結(jié)
本文結(jié)合廣西百色干部學(xué)院(一期工程)項目實際情況,因地制宜,使用網(wǎng)格植草型生態(tài)道路施工技術(shù)進行研究,通過BIM建模模擬,運用了土方平衡、網(wǎng)格預(yù)排版等技術(shù)進行大面積路面綠化,減少施工中產(chǎn)生的揚塵、建筑垃圾和水土流失,也使道路生態(tài)得以恢復(fù);植草網(wǎng)格可更換并回收利用,無污染,施工方便,節(jié)約人力物力,符合綠色施工環(huán)保的要求。
參 考 文 獻
[1]石磊.邊坡綠化技術(shù)要點分析及發(fā)展[J].上海農(nóng)業(yè)科
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[責(zé)任編輯:鐘聲賢]