網(wǎng)格植草型生態(tài)道路施工技術(shù)

梁發(fā)深　曾凡榮　黃敏軒　賴泳　梁儀

[摘要]本文介紹一種新型網(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

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。對傳統(tǒng)生態(tài)道路分析和總結(jié)的基礎(chǔ)上改革創(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；道路建設(shè)中水土流失和生態(tài)恢復(fù)難；客土噴播工藝繁瑣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#樓教學樓與6#樓圖書館；5#樓交流中心與4#樓教學樓的主要交通道路，道路全長約1400m。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，又能符合綠色環(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)定找平層和碎石層三層。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

百色干部學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eivil3d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。BIM在網(wǎng)絡(luò)植草型生態(tài)道路主要應(yīng)用分為以下幾個步驟：（1）將整個約1400m的網(wǎng)絡(luò)植草型生態(tài)道路按照100m長度平均劃分成十四個調(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，提高大面積植草格排版工藝工作效率，節(jié)約材料。預(yù)排板時，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。

（1）直線路段的預(yù)排版原則：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5cm～10cm；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6m。路面設(shè)有圓形雨水井、污水井，路面井蓋尺寸為φ700mm；方形雨水篦，雨水篦尺寸為750mm×450mm。我們選用的植草格單個尺寸為510mm（長）×450mm（寬）×50mm（高），在排版時，路寬排版范圍應(yīng)為6+0.05～0.1×2=6.1-6.2m。當以植草格長邊延路寬方向排列時，0.51×12=6.12m，路寬6m，加上每邊多預(yù)留的5cm-10cm，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=6.3m，則每邊會多出5cm～10cm，造成浪費。如圖1所示。

（2）彎道路段的預(yù)排版原則：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6m寬道路為例，兩個直線道路之間有一個內(nèi)半徑為3m的彎道，在找到兩個直線路段的鋪設(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）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。彎道植草格之間的空隙與植草格和障礙物問的空隙采用裁剪與拼接技術(shù)將其填充，如圖2所示。

3.3植草網(wǎng)格的裁剪

在植草格的路面預(yù)排板時，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、合理性與材料的節(jié)約是此項施工技術(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。因此植草格在裁剪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。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)把能整塊植草格編排的部分都完成，因此我們通過BIM技術(shù)將需裁剪的位置進行規(guī)劃：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）培植土原料為粘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)填人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15-20L/m3，完成灑水后土面將低于植草格5mm-10mm。植草格高于土面，在道路受壓時植草格先受力，可減少草皮的磨損；（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)，后用人工踩實，使草皮與土壤結(jié)合緊密，無空隙，易于生根，保證草皮成活。

5.結(jié)語

本文結(jié)合廣西百色干部學院（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)保要求。