生态混凝土在淹水区生态护坡工程中的应用研究.pdf

2 0 1 3年第 8期 8月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 CHI NA C0NCRETE AND CEMENT PRODUCTS 2 01 3 No 8 Au g u s t 生态混凝土在淹水区生态护坡工程中的 应 用研 究 徐荣进 ， 刘荣桂 ， 滕 斌 ， 宋 四海 。 ( 1 江苏大学， 镇江 2 1 2 0 1 3 ； 2 江苏金土木建设集 团有 限公司， 常熟 2 1 5 5 1 6 ； 3 河海大学设计研究院有限公司 ， 南京 2 1 0 0 9 8 ) 摘 要 ： 介绍 了生态混凝土在淹水 区生态护坡 工程应 用背景和生态混凝土制备工 艺、 基本性能 、 施工工 艺以及 施工过程 中控 制要 点 并通过泰州市秋雪湖淹水区边坡 护坡及绿化 工程 实例 ， 具体 阐述 了生态混凝土的工程应用及 功 能 。 关键词 ： 多孔： 生态混凝土： 淹水 区： 生态护坡 Ab s t r a c t ： T h e a p p l i c a t i o n b a c k g r o u n d o f e c o c o n c r e t e i n t h e fl o o d e 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 e n g i n e e ri n g a s w e l l a s i t s p r e p a r a t i o n t e c h n o l o g y、 b a s i c p e r f o r ma n c e 、 c o n s t r u c t i o n t e c h n o l o g y a n d t h e k e y c o n t r o l p o i n t s d u r i n g t h e p r o c e s s o f c o n s t ruc t i o n a r e i n t r o d u c e d A n d a c c o r d i n g t o t h e e x a mp l e o f t h e s l o p e p r o t e c t i o n a n d g r e e n i n g e n g i n e e ri n g i n t h e Q i u x u e L a k e i n T a i z h o u ， t h e e n g i n e e ri n g a p p l i c a t i o n f u n c t i o n s o f e c o c o n c r e t e a r e d i s c u s s e d Ke y wo r d s ： P o r o u s ； E c o c o n c r e t e ； F l o o d e d fi e l 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 中图分 类号 ： T U 5 2 8 文献标识码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 0 4 6 3 7 ( 2 0 1 3 0 8 - 7 8 - 0 3 0前 言 边坡护坡绿化常用的方法有钢筋水泥框格法 、 植 生 卷铺 盖 法 、 客 土喷 植法 、 纤维 绿化 法 、 厚 层 基 材 喷射绿化法等【 ” 。这些方法在土质边坡实施效果 比 较理想 ， 但是 由于它们的强度较低 。 不能经受水压 变化 的作用 同时难以给水中微生物提供栖息的场 所 ， 因此 不适宜 于淹 水 区边坡 工程 。 生 态 混 凝 土 生 态 护 坡 技 术 是 采 用 特 定 的混 凝 土 配方 和 草种 配 方 ， 对 淹水 区边 坡 进 行 防护 和绿 化 的新技术 。它是植 物、 材料 、 建筑 、 结构 、 生物 、 化学 等学科结合的产物 ， 是几个学科 的交叉。将 该技术 应用于淹水区护坡的绿化及水土稳定 ， 不但能保证 工程边坡绿化 的整体效果 ，同时可 以解决水 土流 失 、 边坡稳定以及微生物生长等几方面的问题 。生 态混凝土应用于淹水区生态护坡工程 ， 实现了边坡 防护 、 绿化 、 与环境相和谐三大功能的结合。 1 生态 混凝 土制 备工艺 1 1 原材 料 的选择 ( 1 ) 水泥 ： 普通硅酸盐水泥。 ( 2 ) 骨料 ： 良好 的生 态混凝 土粗 骨料应具备适 当的粗糙度 、 较高的弹性模量及级配 的单一。骨料 基金 项 目： 国家 自然科学 基金 ( 5 1 2 7 8 2 3 0 ) ； 江 苏省普通 高校 研究生科研创新计划项 目( C X Z Z 1 1 - 0 5 4 4 ) 。 一 7 8一 中掺入 的有机杂质 、 粘土等会阻碍水化反应 ， 削弱 水泥浆体与骨料之间的粘结力 ， 所 以， 应尽量使用 清洁的骨料配制生态混凝土。由于种植的植物种类 不同 ， 通常需要选择不同粒径 的骨料 ， 这样才能保 证达到适宜的孔隙率和孔隙直径 。透水生态混凝土 通常采用 5 1 6 5 ra m单一级配粒径 的骨料 ，而植生 生 态混 凝 土 一般 采 用 的是 2 0 4 0 m m 单 一 级 配粒 径 骨料 。 ( 3 ) 砂 ： 采 用江砂 ， 中砂 。 ( 4 ) 外加剂 ： 采用 Z S系列生态混凝土专用外加 剂 ， 该种外加剂以碳酸钙 、 硅石粉为主要成分 。 为增 强材料 、 引气剂 、 减水剂等复配而成 的无机 质褐 色 悬浮液 ， 能够使 生态混凝土实现所需孔隙率 、 透水 性、 p H植等各项物理性能、力学性能及耐久性等指 标 。 ( 4 ) 草种 ： 根 据地 区气 候 特 点选 择 草 种 通 常 以 混播 为宜 1 2 生态混凝土配合 比 生态混凝土配合 比见表 1 和表 2 表 1 透水生态混凝土配合 比 徐荣进 ， 刘荣桂 ， 滕斌 ， 等 生态混凝土在淹水区生态护坡工程 中的应用研究 表 2 植生生态混凝土配合 比 2现浇 生态 混凝 土 的基本 性 能 2 1 抗 压 强度 现场做的标准立方体试块透水生态混凝 土 自 然养护 7 d后 ，其抗压强度在 2 0 3 5 N m m2 之间 植 生生态混凝土的抗压强度在 1 5 MP a以上 ， 可满足植 生 要求 。 2 2 孔 隙率 现场实测数据表明，透水生态混凝土 的孔隙率 可 以达到 1 5 以上 。植生 生态 混凝 土 的孔 隙率 可 以 达到2 5 以上 ，能够使植物的根系在混凝土 中生长 茂盛 2 2 3 透 水性 透水性是生态混凝土的一个重要指标 ， 透水性 的大小随基础材料颗粒组成的不 同而有些差异 但 是对于植生型为主要功能的生态混凝土 ， 其透水系 数 必 须 达 到 1 删=I 1 s以上 。在 本 工 程 中 ，水 灰 比为 O 2 9 0 3 1时 ，生态混凝 土透水系数达到 4 m s以 上 ， 透水性 良好 ， 可满足植物生长要求【 3 。 2 4 p H值 生态混凝土的 p H值应维持在 1 0左右 ， 这样的 低碱性有利于植物和水中生物的生长。 2 5 耐久 性 淹水区护坡面上的生态 昆凝土直接裸露 于空 气 和水 中， 经常受 到水流 冲刷 、 干湿 、 冷热 、 冻融交 替 、 环境水 质和大气污染 等综合作用 ， 因而严重影 响其使用寿命 。冻融交替是最严重和常见的破坏形 式之一 。 一般 以混凝 土抵抗冻融破坏的能力作为混 凝土耐久性的表征指标，并 以室 内试验作为评估的 依据。 本试验用于施工现场 的生态混凝土 ， 其抗冻标 号平均值达到了 4 4 ， 说明该混凝土 的抗冻耐久性能 相当好 。 3生态 混 凝土施 工 工艺 3 1 生态混凝土施工工艺流程 本工程主要工序及工艺流程为 ： 施工准备一坡 面清理一 浇注框格梁一 生态混凝土制备一 浇注生 态混凝土( 透水生态混凝土施工结束 ) 覆种植土 种植草皮 ( 或草种种植 ) 一喷灌养护。 3 2 施工过程中的技术控制要点 ( 1 ) 准备工作 ： 主要指工程材料 、 施工机械的落 实以及施工人员的技术储备。 ( 2 ) 坡面整理 ： 根据图纸设计标示坡 比， 确认施 工面积 ， 进行坡面平整 ， 清除坡 面浮石等 以便于浇 筑 生态 混凝 土 ( 3 ) 框 格梁 施 工 ： 按 图纸 设 计标 示 框 格梁 高 度 、 宽度及边框间距进行放线、 支模。模板要牢固， 防止 跑模 、 涨模 ， 预留伸缩缝。根据图纸设计强度浇筑普 通混凝土框格梁 ， 达到一定强度后拆模。 ( 4 ) 生态混凝土 的搅拌及浇注 ： 按设计 的施工 配合 比， 现场采用搅拌机 ( 滚筒式搅拌机 ) 搅拌生态 混凝土。先投入石 1 2 、砂、水泥、石 1 2 ，预搅拌 l m i n以下 ， 然后加入配合 比的部分水搅拌 1 mi n ， 再 将指定量 ( C 2 ) 的外加剂与配合 比的部分水混合 后加入混凝土中 ， 搅拌 3 mi n 。完成上述过程 即可开 始浇筑。通常情况下 ， 必须在外加剂投入后 1 h内完 成浇筑 。如果温度在 2 5 以上时 需 3 0 mi n内完成 浇筑 。 ( 5 ) 覆 客 土 及 种 植 草 皮 ： 应 选 择 肥 力 较 好 的土 壤 ， 根据坡度调整土体压实度 ， 较小坡度可 以不压 实。 选择种植的植物应具备以下特性 ： 适宜栽培地 区的气候和土壤 ， 能抵抗不 良环境 ； 根系发达 ， 生长 迅速 ， 能在 短 期 内覆盖 地 面 ， 且 能抵 御 杂草 ： 能产 生 多量种子 ， 成熟迅速 ， 能 自播繁衍 ： 具 有多年生 习 性 ， 可靠匍匐枝 、 地下茎 、 根蘖、 分根等繁殖 ； 固土能 力强 。 ( 6 ) 喷水养护 ： 施工完毕后 ， 由于成长初期草种 抵抗恶劣环境能力较弱 ， 要进行浇水 、 施肥 、 遮阳等 工作 ， 浇水应呈雾状喷洒 ， 时间宜选在早晨或傍晚 ， 必 须 避 开 阳光 强烈 的时段 ： 肥 料 应根 据 土质 和草 的 生长期进行科学选择 ， 施肥要适量、 适时， 注意预防 病虫等。本工程水资源比较丰富且取用方便 ， 采用 人工浇水 ， 养护期 5 0 d左右。 4工程案例 4 1 工程概 况 江苏省泰州市秋雪湖风景 区位于泰州城 区东 北部 、 江苏省现代农业综合开发示范区内 ， 是 以特 种水产种苗 繁育 、 高效养殖 、 休闲垂钓 为主的现代 渔业生态园 是秋雪湖景区重点打造的核心园区之 一 。为了实现长江刀鱼 、 鲥鱼 、 回鱼等名贵鱼种 的人 工养殖 ， 同时满 足生态 园的观光功能 ， 现代 渔业生 态园的鱼塘全部采用生态混凝土进行护坡。设计方 案是把边坡分为两段 ， 淹水 区及以下采用透水生态 混凝土护坡 淹水区以上采甩植生生态混凝土护坡 及绿化。透水生态混凝土实现排水透水 、 水质净化 一 7 9