无砂大孔混凝土生态护坡现场试验研究.pdf

2 0 1 3年 第 4 期 (总 第 2 8 2 期 ) Nu mb e r 4i n2 0 1 3 ( T o t a l No 2 8 2 ) 混 凝 土 Co nc r e t e 预拌混凝土 READY M I XED CONCRETE d o i ： 1 0 3 9 6 9 i s s n 1 0 0 2 - 3 5 5 0 2 0 1 3 0 4 0 2 7 无砂大孔混凝土生态护坡现场试验研究 邢振贤，牛克纳 。王雅楠 ，谢琰 ( 华北水利水电学院，河南 郑州 4 5 0 0 1 1 ) 摘要 ： 无砂大孑 L 混凝土生态护坡现场施工流程， 包括场地开挖、 框格预制构件铺设、 混凝土浇筑、 营养土填充、 植物栽种 、 后期 管护与监测。 试验表明： 无砂大孑 L 混凝土生态护坡 ， 成本低， 工序简便 ， 工程效果好 ； 预制混凝土六角砖护坡， 抗冲稳定性好 ， 固土 能力强， 适合作陡坡护岸材料 ； 预制混凝土矩形框格护坡 ， 尺度大， 施工效率高， 便于推广应用 ； 建议选择施工 区当地乡土植物作 为植被绿化材料 。 关键词： 无砂大孔混凝土；施工流程；乡土植物；现场 中图分类号： T U 5 2 8 2 文献标志码： A 文章编号 ： 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 3 ) 0 4 0 0 9 8 0 3 E x p e r i me n t a l s t u d y o n ma c r op o r o u s c o n c r e t e w i t h ou t s a n d e c ol o g i c a l s l o p e pr o t e c t i on Xl NG Zh e n - x i a n NI UKe - n a WANG Ya - n a n XI E Ya h ( No r t h C h i n a Un i v e r s i t y o f Wa t e r Re s o u r c e s a n d El e c t r i c P o we r ， Z h e n g z h o u 4 5 0 0 1 1 ， Ch i n a ) Ab s t r a ct ： T h e s c e n e c o n s t r u c t i o n p r o c e s s o f l a r g e c a v i t y c o n c r e t e wi t h o u t s a n d e c o l o g i c a l s l o p e p r o t e c t i o n i n c l u d e s e x c a v a t i n g t h e s i t e ， l a y i n g the pr e f a bric a t e d c o n c r e t e c o mp o n e n t ， po u r i n g c o n c r e t e， fil l i n g n u t r i t i ve s o i l ， p l an t i n g ve g e t a t i o n， fin a l - p e rio d ma n a g e me n t and o b s e r v a t i o nI t s ho we d tha t l a r g e c a v i t y c o nc r e t e wi t h o u t s an d e c o l o g i c a l s l o p e pr o t e c t i o n ha d l ow c o s t ， s i mp l e p r o c e s s and g o o d e ffe c t The r e v e t me n t of pr e c a s t c o n c r e t eh e x a g o n a l t i l ewa s s ui tab l ef o r e xc e l l e n t r e s i s t a n c et owa t e rwa s h o u t a nd g o o d c a p a b i l i t yo ffix i n g s o i l ， s l o pe p r o t e c t i o n o f p r e c a s t c o n c r e t e r e c t a n g u l ar fl a m e w a s e a s y t o p o p u l a r i z e and b e u s e d fo r it s l ar g e s c a l e a n d h i g h e ffic i e n c y o f c o n s t r u c t i o n I t s u gg e s t e d tha t s e l e c t n a t i ve pl an t s f o r g r e e n i ng ma t e r i a l s Ke yw o r d s ： ma c r o p o r o u s c o n c r e t ewi tho u t s a n d； c o n s t r u c t i o np r o c e s s ； n a ti v ep l ant ； s c e n e O 引言 河流岸坡的生态修复是近年来水利工程学科研究 的热 点问题之一。 选择什么样的修复材料 ， 及如何修复成为这一问 题 的关键。 无砂大孔混凝土 ， 是用水泥浆把粗骨料胶结在一 起后形成的一种多孔材料。 由于混凝土中没有细骨料 ， 而且 水泥浆量小， 仅能包裹粗骨料表面， 起不到填充作用， 所以在 混凝土 中存在着较多的大孔隙 ， 对此人们通常叫它无砂大孔 混凝土田 。 采用无砂大孔混凝土材料， 在保障河流岸坡安全与 稳定的同时 ， 还可 以作为河流水体和陆地之间物质能量交换 的纽带 ， 维护河流生物多样性 ， 弥补传统护坡方式破坏生态 环境的缺憾。 从国内外研究现状来看， 研究大多以室内试验 为主， 真正在护坡现场进行试验的项 目 很少， 而现场试验正 是解决无砂大孑 L 混凝土生态护坡技术推广应用问题的关键。 区域选择在花园口东 4 l a n的黄河南岸 ， 主要探讨无砂大孔 混凝土生态护坡的施工流程和工程效果。 试验段岸长 2 0 m， 岸宽 5 4 m， 设计岸坡坡比 1 ：4 ， 在季 节性高水位变化区设置 1 m宽的亲水平台 ， 平 台以上 叫上 坡面 ， 以下 叫下坡面 ， 在坡脚设置砖砌体挡墙 ， 坡顶采用预 制混凝土条压顶。 坡面采用现浇无砂大孔混凝土护坡并栽 种草皮绿化 ， 下坡面在浇筑混凝土前铺设土工布反滤层 ， 防 止退水引起的管涌破坏 ， 护坡断面示意图见图 1 。 护坡结构 采用两种形式 ， 一种为 C 2 5 混凝土预制六角空心砖 ， 空心 内浇筑 C 7 5 无砂大孔混凝土 ， 六角砖尺寸见图 2 。 另一种为 C 2 5 混凝土预制框格 ， 框格内浇筑 C 7 5 无砂大孔混凝土 ， 框 格长 1 2 5 1T I ， 宽 1 2 m， 护坡结构形式见 图 3 。 考虑植物构造 特点、 当地气候状况和施工便利等因素， 选择上置式植被 构造 ， 即在生态混凝土表面栽种草皮。 1 无砂大孔混凝土生态护坡现场试验构型设计 2 无砂 大孔混凝土 生态护坡施工流程 黄河具有泥沙含量多， 季节水位变化大的特点 ， 在洪 水来临时对两岸冲刷严重， 导致河岸坍塌 ， 水土流失。 试验 2 1 现场放 样及 场地 开挖 按照护坡构型选择试验场地 ， 在现场进行施工放样。 按 收稿 日期 ：2 0 1 2 1 1 - 1 2 基金项目：水利部堤防安全与病害防治工程技术研究中心开放课题基金项 目( 2 0 0 9 0 2 ) ； 黄河水利委员会黄河水利科学研究院专项课题项 目( S K Y J B Y W- 2 0 1 2 1 3 ) 9 8 治工程中的护岸技术由原来的以安全为单一目标， 逐步向 生态型护坡技术转变4 1 。 本研究就是在这方面的一点探索 ， 尽 管现场试验规模较小 ， 监测时 间较短 ， 但还是收获了一 些有实用价值的成果。 ( 1 ) 试验表 明 ， 无砂大孔混凝土具有很好 的防冲护坡 作用 ， 适合植被生长需要 ， 景观效果 良好 。 采用生态混凝土 护坡 ， 可以把岸坡硬化和绿化有机地结合起来 。 ( 2 ) 预制混凝土六角砖 护坡 ， 抗冲稳定性好 ， 固土能力 强， 适合做陡坡的护岸材料； 预制混凝土矩形框格护坡， 尺 度大， 铺筑效率高， 施工方法简单， 成本低， 便于推广使用。 ( 3 ) 后期植物生长情况表 明， 同样 的种植 密度下 ， 圪节 草的成活率和植被覆盖率明显高于麦冬 ， 说明 当地植物适 应能力强。 在今后 的植物品种选择时 ， 建议尽量选择施工区 域内的当地乡土野生草木， 作为护坡植被材料。 ( 4 ) 由于试 验在黄河调水调砂后完成 ， 试验区未经历 上接第 9 7页 生混凝土尤为突出， 有必要研究其界面过渡区的作用 与机 理 ， 寻求更加有效的改善途径 ， 从而显著提高其各种性能 ； 研究测量界面过渡区强度及集料与界面过渡区黏结强度 的标准试验方法及测试仪器 。 ( 3 ) 需要进一步研 究钢筋锈蚀 的机理与发展规律 ， 建 立简便可靠的耐久性物理模型 ， 指导再生混凝土在实际工 程中得到更广泛 、 更有效的应用。 参考文献 ： 【 1 】肖建庄， 雷斌 再生混凝土耐久性能研究【 J 】 I混凝土， 2 0 0 8 ( 5 ) 2 2 肖现涛 粗集科和掺和料对再生混凝土性能的影响研究 D 上 海： 同济大学， 2 0 0 6 【 3 覃银辉 再生混凝土的抗冻性能【 J 】 混凝土 ， 2 0 0 5 ( 1 2 ) ： 4 9 5 2 4 尚永康 再生混凝土抗冻性及力学性能试验研究【 D _ 哈尔滨： 哈 尔滨工业大学， 2 0 1 0 【 5 5 侯星宇 再生混凝土研究综述【 J 混凝土 ， 2 0 1 1 ( 7 ) 【 6 】 郑宇 ， 聂玮 再生混凝土的初步探讨 J 1 安徽建筑， 2 0 1 1 ( 4 ) 【 7 刘建航， 候学渊 基坑工程手册【 M 】 北京： 中国建筑出版社， 1 9 9 7 8 O T S U K I N， MI Y A Z A T O S ， Y O D S U D J A I W I n fl u e n c e o f r e c y c l e d a g g r e g a t e o n i n t e r r a c i al t r a n s i t i o n z o n e， s t r tn g t h， c h l o r i d e pe n e t r a t i o n a n d c a b r o n a t i o n J J o u r a n a l of M a t e r i a l s i n C i v i l E n g i n e e ri n g ， 2 0 0 3 ， 1 5 ( 5 ) ： 4 4 3 4 5 1 【 9 】 S A L O M O N M， L e v y ， H E L E N E P D u r a b i l i t y of r e c y c l e d a g g r e g a t e s c o n c r e t e ： a s a f e w a y t o s u s t a i n a b l e d e v e l o p me n t J C e me n t and C o n c r e t e R e s e a r c h ， 2 0 0 4 ( 3 4 ) ： 1 9 7 5 1 9 8 0 【 l O D HI R R K， L I MB AC HI Y A M C S u i t abi l i t y o f r e c y c l e d a g g r e g a t e f o r u s e i n B S 5 3 2 8 d e s i g n a t e d m i x e s J P r o c e e d i n g s o f t h e I n s t i t u t i o n of C i v i l E n gi n e e r s ， 1 9 9 9 ， 1 3 4 ( 3 ) ： 2 5 7 2 7 4 【 l 1 】 雷斌， 肖建庄 再生混凝土抗碳化性能的研究 J 】 建筑材料学报， 2 0 0 8 ( 5 ) 【 1 2 J 浩未来发展的探讨【 J 】 混凝土， 2 0 0 2 ( 4 ) ： 4 9 5 0 【 1 3 】 元成方， 罗峥， 等 再生骨料混凝土碳化性能正交试验研究 J 1 武 汉： 武汉理工大学学报， 2 0 1 0 ( 2 1 ) ： 3 2 1 4 】 张珍， 闰宏生 再生混凝土的碳化 J 混凝土， 2 0 0 9 ( 1 1 ) 1 5 J 亚丽 再生骨料混凝土耐久性研究进展与现状 J 】 建筑材料学 报， 2 0 0 9 ( 6 ) 【 1 6 】 潘丽云， 盖占方， 等 再生混凝土碳化性能试验研究 D 1 郑州： 华 1 0 0 较大水位变化考验， 今后要进一步加强监测， 评价退水渗 透 、 洪水 冲刷、 恶劣天气等 因素对生态混凝土护坡的影 响， 完善试验成果 。 参考文献： 1 邢振贤， 闰翠英， 倪磊 ， 等 无砂大孔混凝土的植生性与抗冲性 试验研究 J 混凝土， 2 0 1 1 ( 1 0 ) ： 1 2 7 1 2 9 2 1 郑德戈， 谢修平， 林山华 生态混凝土护坡及灌注型植生卷材绿 化工法在水利工程护岸中应用 J 】 水利水电技术， 2 0 1 2 ( 2 ) ： 2 6 2 9 3 】 董哲仁 生态水工学探羁 M 北京： 中国水利水电出版社， 2 0 0 7 作者简介 联系地址 联系电话 邢振贤( 1 9 5 8 一 ) ， 男， 教授， 主要从事高性能生态混凝 土材料研究。 郑州市北环路 3 6 号 华北水利水电学院土木与交通 学院( 4 5 0 0 1 1 ) 1 3 5 98 0 99 3 58 北水利水电学院， 2 0 0 9 1 7 摧 正龙， 杨力辉， 等再生混凝土耐久性的试验研究 J 科学技术 与工程 ， 2 0 0 6 ( 2 ) 1 8 1 王军强， 陈年和， 蒲琪 再生混凝土强度和耐久性能试验叨 混凝 土， 2 0 0 7 ( 5 ) ： 5 3 5 6 【 1 9 】 戴薇原， 王静， 章青 再生粗骨料混凝土抗冻耐久性试验研究 J 新型建筑材料， 2 0 0 9 ( 9 ) ： 5 - 7 【 20 张雷顺， 邓寿昌， 张学兵 再生混凝土与普通混凝土抗冻性能的 比较f J 混凝土 ， 2 0 0 7 ( 7 ) ： 3 4 3 6 【 2 1 】 陈德玉 ， 刘欢， 唐凯靖 再生骨料混凝土的抗冻性研究 J 】 施工技 术， 2 0 1 1 ( 4 0 ) ： 3 4 2 【 2 2 】 蒋亚琼， 耿志军 ， 付佳丽， 等 再生混凝土抗冻融 I生 能对比研究叨 安徽建筑， 2 0 1 1 ( 6 ) 【 2 3 YA MA T O T， e t a 1 Me c h a n i c al p r o p e r t i e s ， d r y i n g s h ri n k a g e a n d r e - s i s t a n c e t o f r e e z i n g a n d t h a wi n g o f c o n c r e t e u s i n g r e c y c l e d a g g T e - g a t e J AC I S p e c i al P u b l i c a a o n ， 1 9 9 8 ： 1 7 9 2 4 1 崔正龙， 大芳贺羲喜， 北迁政文， 等 再生混凝土的冻融循环试 验研究 J 建筑材料学报 2 0 0 7 ( 1 0 ) ： 5 2 5 1 毛添钿 再生粗骨料混凝土耐久性试验研究【 D 南昌： 南昌大学 ， 2 00 9： 1 2 2 6 张李黎， 柳炳康， 胡波 再生混凝土抗渗性试验研究 J 合肥工业 大学学报： 自然科学版， 2 0 0 9 ， 4 ( 3 2 ) ： 5 0 8 5 1 0 【 2 7 张大长， 徐恩祥， 周旭洋 再生混凝土抗渗性能的试验研究【 J 】 混 凝土， 2 0 1 0 ( 9 ) 2 8 俏 开涛 再生混凝土氯离子渗透性研究【 J 】 山东建材 ， 2 0 0 4 ， 2 5 ( 1 ) ： 3 1 3 3 【 2 9 】 应敬伟， 肖建庄再生骨料取代率对再生混凝土耐久性的影响叨 建筑科学与工程学报， 2 0 1 2 ( 2 9 ) ： 1 【 3 0 顾荣军， 耿欧， 卢刚， 等 再生混凝土抗氯离子渗透性能研究 J 】 混凝土 ， 201 1 ( 8 ) 3 1 墒栋梁， 周伟玲， 林玮 再生骨料混凝土耐久性能试验研究【 J 】 中 外公路， 2 0 1 1 ( 3 1 ) ： 1 作者简介 联 系地址 ： 联 系电话： 刘玉莲( 1 9 7 0 一 ) ， 女， 高级工程师， 主要从事新型建筑 材料及环境材料的研制、 开发及测试。 大连市高新园区凌工路 2 号 综合试验楼 1 # 2 1 7室 ( 1 1 0 6 2 4 ) 0 4l 1 - 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