園林駁岸構(gòu)造設計方法研究

園林駁岸構(gòu)造設計方法研究

水是園林中使用的重要因素之一。1園林駁岸的強制性隨著人們生活水平的提高,老百姓對園林品質(zhì)的要求也越來越高。正是處于國內(nèi)迅猛膨脹的園林需求與外來技術的沖擊,國內(nèi)園林行業(yè)來不及仔細總結(jié)、辨別與驗證便被快速地擠上了“快速道”。從景觀小區(qū)、主題公園再到風景區(qū)、森林公園的開發(fā)建設,園林駁岸在全國遍地開花。園林駁岸作為園林中一個重要的構(gòu)成元素,就被園林整個行業(yè)裹脅著,強制性地帶上了“快速道”。由此,園林駁岸發(fā)展至今,也就產(chǎn)生了許多的問題,甚至引發(fā)出許多社會問題,成為社會的熱點問題2抗水沖刷型園林駁岸根據(jù)園林駁岸所處的環(huán)境威脅的強弱,筆者將它們分為“抗水沖刷型園林駁岸”與“抗土壓力型園林駁岸”。這種分類方法不是割裂水與土的相互關系,而是出于方便研究的目的,把主要以抗土壓力為目的,水沖刷影響很小的園林駁岸稱為“抗土壓力型園林駁岸”;而在抗土壓力基礎上,還得考慮水流沖刷影響的園林駁岸,稱為“抗水沖刷型園林駁岸”。因此,兩者都有著各自不同而且突出的潛在威脅。(1)抗土壓力型的園林駁岸界定的條件是該種類型的園林駁岸基本是以抵抗土壓力為主,由于水體比較平靜,對駁岸的沖刷程度較小,因此,對于該種駁岸基本考慮土壓力對駁岸的威脅。這是目前園林中最常見的園林駁岸型式。對待這種園林駁岸,園林駁岸需要依靠自身重力或者其他方式來抵抗背后的土壓力向外的趨勢,尤其是當岸坡角度超過土壤自然安息角時,土壓力對駁岸的推力作用就更加的明顯,因此,要切實做好對該種園林駁岸的構(gòu)造設計,達到園林駁岸的加固和穩(wěn)定效果。(2)抗水沖刷型園林駁岸不僅要抵御背后的土壓力,而且還得抵抗流水對駁岸的沖刷和淘蝕。這種類型的園林駁岸情況比較復雜,需要充分考慮各方面潛在因素對該種園林駁岸的威脅。包括流水環(huán)流作用引起的威脅、流水侵蝕作用引起的威脅、波浪沖刷引起的威脅、機械作用引起的威脅和滲透作用引起的威脅等等3防洪功能的優(yōu)點園林駁岸不同于普通水工堤壩和防洪墻,因為它相對而言比水工堤壩和防洪墻缺少或減輕了防洪功能,使之具有更大的靈活性和機動性,同時又加強或增加了景觀生態(tài)學和美學的特征,形成相互交叉而又相對獨立的一種原理與方法。在眾多的岸坡崩塌型式中,園林駁岸最容易發(fā)生的破壞現(xiàn)象是:駁岸傾覆、地基沉降和水平滑坡3.1與墻接處的距離園林駁岸要穩(wěn)定,首先要滿足最基本的一個條件:作用在墻體上的所有力的合力R延長線與基礎底面交于一點,而該點與墻踵O的距離應在1/6～1/3的墻體高度范圍內(nèi)。經(jīng)實踐檢驗,不滿足該條件的所有駁岸都是處于隨時倒塌的危險狀態(tài)。該計算通過合力作圖法即可以求得(圖1)。3.2力與力的配比重力式園林駁岸發(fā)生傾覆現(xiàn)象的主要原因是土壓力的力矩超過了墻體重力的力矩。因此,為避免發(fā)生傾覆現(xiàn)象,必須將二者大小進行比較。同時,由于土壓力一年四季變化較大,因此,為增加安全性,特引入安全系數(shù),即要求抵抗傾覆的力矩至少要大于傾覆力矩2.0倍。3.3墻體地基壓力墻體發(fā)生沉降的主要因素是墻體對地基的壓力超過了地基土壤或巖石的承載力。墻體地基壓力的計算公式為其中f為墻體對基礎的壓力,R求得的數(shù)值需要小于該處地基土壤或巖石的承載力,該駁岸才不會發(fā)生沉降。土壤或巖石的承載力可通過試驗獲得,但一般小型園林工程可以通過查表1獲得。3.4水平方向推力重力式園林駁岸發(fā)生水平滑坡現(xiàn)象的是由于水平向水面的推力大于反方向作用墻體的水平摩擦力引起的。因此為保證安全,水平方向的推力需要小于反方向的摩擦力,同時需引入安全系數(shù)1.5,即摩擦力必須至少為水平方向推力的1.5倍。不同類型土壤和巖石的摩擦系數(shù)需通過試驗方法求得,小型園林工程可以通過查表2。4各景觀設計部分實例中的園林駁岸工程是浙江林學院園林專業(yè)室外教學基地(以下簡稱“基地”)景觀設計中的一部分。根據(jù)學校發(fā)展規(guī)劃和浙江林學院園林學院本身教學的要求,準備在園林學院樓西側(cè)的空地上建立園林專業(yè)室外教學基地,肩負園林專業(yè)室外教學的課程任務,而筆者有機會參與完成了駁岸工程施工圖的設計任務。4.1園林駁岸的課程教學該項目駁岸設計時需要考慮的因素主要有:“業(yè)主要求”和“場地現(xiàn)狀”2個方面因素?！皹I(yè)主要求”主要體現(xiàn)在業(yè)主建設該項目的目的性上。甲方目的非常明確———在滿足園林專業(yè)室外教學需要的前提下,把基地建設成校園中的重要景點。因此,園林駁岸在設計時,必須在滿足園林本身的功能條件需求外,還必須承擔園林規(guī)劃與設計、園林工程、園林植物等方面的課程教學任務。這為園林駁岸設計帶來了新的任務和挑戰(zhàn),因此,在設計時必須因地制宜地安排園林駁岸的位置和形式,要盡可能地采用較多的園林駁岸形式。場地現(xiàn)狀是最大的限制因素。該場地為較狹長的倒L形結(jié)構(gòu)(圖2左),南北長約180m,東西最寬處為100m,最狹窄處為40m,總共占地面積為1.1hm根據(jù)現(xiàn)狀條件,筆者決定建立上下2層水系:上面一層水系主要采用自然式的園林駁岸,而下面一層水系則主要采用人工和自然式混合的園林駁岸(圖2右)。4.2典型園林駁岸的類型在總體設計思路的指導下,該范圍內(nèi)的園林駁岸處于水流速度較緩和較平靜的水體邊緣,因此,基地內(nèi)的園林駁岸按照“抗土壓力園林駁岸”的類型來考察。筆者在基地里除了設置普通的塊石護坡、鋼筋混凝土駁岸外,還自行設計了橡膠輪胎駁岸4.2.1穩(wěn)定性校核經(jīng)圖3圖解,可以求得合力R的延長線與基礎的交點距離O點的位置為0.631m,而1/6～1/3的H范圍為0.417～0.833,0.631在該范圍內(nèi),穩(wěn)定性校核通過。4.2.2抗傾覆力驗算傾覆力矩M=16.088×2.500/3=13.407kN·m,抗傾覆力矩M′=39.875×0.705=28.110kN·m,則:抗傾覆力矩/傾覆力矩=28.110/13.407=2.097>安全系數(shù)2.000。因此,抗傾覆校核通過。4.2.3抗沉降試驗4.2.4抗水平滑動校核6,因此,抗水平滑動摩擦力f′=W×μ=39.875×0.6=23