卜娜蕊 于亞利 徐 佳 趙思思

(1.河北建筑工程學(xué)院，河北 張家口 075000;2.張家口市宣化區(qū)交通運(yùn)輸局,河北 張家口 075100)

植被混凝土及其在邊坡防護(hù)中的應(yīng)用研究

卜娜蕊1于亞利1徐 佳1趙思思2

(1.河北建筑工程學(xué)院，河北 張家口 075000;2.張家口市宣化區(qū)交通運(yùn)輸局,河北 張家口 075100)

隨著人們對生活環(huán)境要求的提高和對生態(tài)環(huán)境的重視，原有鋼筋混凝土建筑已無法滿足需求.植被混凝土作為新型建筑材料既具備混凝土的功能又可與周圍環(huán)境相融合，有著廣闊的發(fā)展前景.因此對植被混凝土的研發(fā)、應(yīng)用領(lǐng)域及應(yīng)用研究方面進(jìn)行論述十分有必要.

植被混凝土；邊坡防護(hù)；應(yīng)用研究

0 引 言

1824年波特蘭水泥問世，這在建筑材料史上有著劃時(shí)代的意義，自此以后建筑材料有了長足的發(fā)展.19世紀(jì)中葉，法國人約瑟制造出鋼筋混凝土，混凝土作為一種全新的建筑材料開始得到應(yīng)用.現(xiàn)如今大量建筑物的興建給人類帶來便利的同時(shí)也影響了生態(tài)環(huán)境，而應(yīng)“綠色、環(huán)保、節(jié)能要求”而生的植被混凝土作為新型建筑材料既有混凝土的功能又為人類帶來了綠色的享受，以其適應(yīng)時(shí)代發(fā)展需求的特點(diǎn)得到了廣泛關(guān)注和運(yùn)用.

1 植被混凝土的研發(fā)

1.1 植被混凝土的概念

簡單來講，植被混凝土是指可以在混凝土中進(jìn)行植被作業(yè)的生態(tài)性混凝土.

具體來說，植被混凝土是能夠進(jìn)行植被作業(yè)，適應(yīng)植物生長，具有保持原有防護(hù)功能又能保護(hù)環(huán)境、改善生態(tài)條件的混凝土及其制品.

植被混凝土本質(zhì)依然是作為建筑材料的混凝土，但又因植被而具有改善生態(tài)、保護(hù)環(huán)境的特性.

1.2 植被混凝土的構(gòu)成

植被混凝土主要由主體結(jié)構(gòu)、植生基材和植物組成.植被生長的載體是主體結(jié)構(gòu)，由粗骨料、水泥、土壤、水和添加劑拌制成多孔蓄容性混凝土；植被的養(yǎng)分來源是植生基材，它由普通土壤、草炭土與腐植質(zhì)按一定比例拌制而成，可以蓄容水分和養(yǎng)料；植被則要求根系發(fā)達(dá)且適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境的草本植物.

1.3 植被混凝土的設(shè)計(jì)要求

(1)確定最佳水漿比

水漿比過大會引起漿體下沉，導(dǎo)致表面骨料黏結(jié)強(qiáng)度低，無法保證底部結(jié)構(gòu)孔隙率，而水漿比過低則無法保證骨料之間的粘結(jié)性.因此設(shè)計(jì)時(shí)要使試件達(dá)到漿體均勻包裹骨料且呈光圓發(fā)亮、無漿體流失或集結(jié)于試件底部的狀態(tài).

(2)確定合理孔隙率

孔隙率的大小不僅關(guān)系到植物根系的生長空間，還會對植物水分的汲取，養(yǎng)料需求的多少產(chǎn)生影響，在設(shè)計(jì)時(shí)要確定合理的孔隙率，一般要求內(nèi)部孔隙率為25%以上.

(3)綜合降堿

通常植物生長所需要的酸堿環(huán)境PH值在5.5～6.5之間，而普通混凝土的PH值高達(dá)12以上，需要采取措施降低植被混凝土整體結(jié)構(gòu)的堿度.首選摻入礦物摻合料，與混凝土內(nèi)部堿發(fā)生反應(yīng)從而降低混凝土結(jié)構(gòu)整體PH值.還可摻加堿中和劑消堿、在植被混凝土孔隙內(nèi)注入酸性種植材滯堿、在澆筑硬化后的混凝土表面噴灑堿激發(fā)固化劑阻堿等.

2 植被混凝土的應(yīng)用領(lǐng)域

2.1 在高陡邊坡生態(tài)防護(hù)中的應(yīng)用

植被混凝土技術(shù)適用于大于60度的高陡邊坡生態(tài)防護(hù).植被混凝土生態(tài)防護(hù)技術(shù)由三峽大學(xué)研發(fā)，以水泥為粘結(jié)劑，將連續(xù)粒級的粗骨料加上CBS植被混凝土綠化添加劑A和B、有機(jī)物、沙壤土、植物種子、肥料、水等組成噴射混合料進(jìn)行護(hù)坡綠化.

2.2 在庫區(qū)、河道護(hù)岸中的應(yīng)用

植被混凝土可用于水利工程(如河道、水庫、大壩、蓄水池等)邊坡的治理和保護(hù).植被混凝土在水利工程護(hù)坡中的主要功能是護(hù)堤，要求其力學(xué)性能必須優(yōu)越，以抵抗來自風(fēng)浪、降雨、溫度等引起的侵蝕.而水利工程的特殊性又要求護(hù)坡必須具有良好的反過濾功能，以減少直至避免因水位變化而造成的堤體堆土流失現(xiàn)象(管涌現(xiàn)象).

2.3 在土質(zhì)或巖石邊坡防護(hù)中的應(yīng)用

植被混凝土防護(hù)常用于土質(zhì)或巖石風(fēng)化層邊坡噴護(hù).植被混凝土植草防護(hù)所用材料造價(jià)較低，施工工期短，且較短的時(shí)間內(nèi)起到防護(hù)的效果.施工完成后，植被沿巖石或土質(zhì)裂隙生根深扎，相互交織成網(wǎng)，對坡面形成長期且連續(xù)性的保護(hù)，防護(hù)過程中不易產(chǎn)生松動、掉塊、溜坍等.

3 植被混凝土在邊坡防護(hù)中的應(yīng)用研究

3.1 設(shè)計(jì)要求

根據(jù)工程邊坡的坡度、坡高、形狀、巖體風(fēng)化程度、是否涌水等地形地質(zhì)，確定噴植厚度、錨固件、截排水形式等設(shè)計(jì)內(nèi)容.

在距工程所在地最近的氣象站，調(diào)查近3～5年的連續(xù)最長的干旱時(shí)間、平均降雨量、最高氣溫、最低氣溫等氣象資料以確定具體的施工形式.

根據(jù)工程周邊植物生長分布情況，挑選出與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)、自繁力強(qiáng)、生長快、適合粗放管理的植物.

3.2 植被混凝土邊坡防護(hù)施工要點(diǎn)

(1)清理坡面.

清除邊坡表面的枯枝落葉、浮石浮土、野草等雜物，不必挖除地下根莖.用錘擊落明顯存在危巖的易脫落部位，填補(bǔ)明顯凹進(jìn)的部位(可先用風(fēng)鎬將需填補(bǔ)處鑿出麻面，再用高壓風(fēng)、水將其沖洗干凈，最后用砂漿填補(bǔ)平整).

(2)安裝錨釘和鋪設(shè)鐵絲網(wǎng).

先用垂直于坡面的電錘鉆孔，再擊入錨釘，錨釘尺寸及分布視具體工程項(xiàng)目而定.坡體頂部和巖石嚴(yán)重風(fēng)化處，用加長錨釘進(jìn)行加密處理.植被結(jié)合部由上至下張緊鋪設(shè)鐵絲網(wǎng)，左右網(wǎng)間無需搭接，而上下網(wǎng)間需要進(jìn)行不小于5cm的搭接，所有網(wǎng)片之間和與錨釘接觸處都要用鐵絲綁扎牢固，網(wǎng)片要與坡面保持一定距離(必要時(shí)用墊塊支撐).

(3)制備植被混凝土噴射料.

將各組分材料按配合比配備，使用攪拌機(jī)充分?jǐn)嚢韬蟠?

(4)噴植植被混凝土.

噴植設(shè)備一般采用混凝土噴射機(jī)，由空壓機(jī)送風(fēng)，大多采用干式噴漿法分基層和表層進(jìn)行噴植.基層噴植前要用水噴淋坡面，先試噴，以調(diào)節(jié)確定最佳水灰比，再噴漿施工.噴漿開始時(shí)應(yīng)先送風(fēng)、后開機(jī)、再給料，結(jié)束時(shí)應(yīng)待噴射料噴完后再關(guān)風(fēng).噴射可一次噴至設(shè)計(jì)厚度，一般要求噴嘴垂直于坡面，最大傾斜角度不能超過10°，噴射要遵循自上而下、先凹后凸、“S”形或螺旋形前進(jìn)的原則進(jìn)行.基層噴植結(jié)束3～4 h后進(jìn)行表層噴植，需先在基層上噴透水一次再近距離，噴植厚度一般為1～2 cm.

(5)前期養(yǎng)護(hù)管理.

一般在工程竣工后的三個(gè)月內(nèi)進(jìn)行前期養(yǎng)護(hù)管理.基材顏色變淺就應(yīng)及時(shí)采用霧狀水噴灑，應(yīng)遵循適量、多次、均勻的原則；噴灌遺漏部位，要及時(shí)適量人工補(bǔ)澆.若養(yǎng)護(hù)中發(fā)現(xiàn)植被層脫落，及時(shí)采取有效措施修補(bǔ)，一旦發(fā)現(xiàn)病蟲害，要及時(shí)噴灑農(nóng)藥或采取相應(yīng)措施處理.

4 結(jié)束語

目前我國植被混凝土在邊坡防護(hù)中應(yīng)用較多，而作為一種新型建筑材料，植被混凝土克服了傳統(tǒng)混凝土粗糙冷硬的缺點(diǎn)，增強(qiáng)了建筑物的藝術(shù)觀感，并能吸收粉塵、降低噪音，因此在城市建設(shè)領(lǐng)域也有著巨大的應(yīng)用前景.

[1]王桂玲，王龍志，張海霞，等.植生混凝土的含義、技術(shù)指標(biāo)及研究重點(diǎn)[J].混凝土，2013(1):105～109

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[3]宋玲，余娜，許文年，等.植被混凝土護(hù)坡綠化技術(shù)在高陡邊坡生態(tài)治理中的應(yīng)用[J].中國水土保持，2009(5)：15～16

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Research on the Vegetation Concrete and Its Application in Slope Protection

BUNa-rui1,YUYa-li1,XUJia1，ZHAOSi-si2

(1.Heibei University of Architecture,Zhangjiakou,075000;2.Zhangjiakou Xuanhua Transportation Bureau,Zhangjiakou,075100)

With people’s increasing requirement to their living environment and more attention to the ecological environment,the original reinforced concrete buildings can not meet their requirement.Vegetation concrete,as a new building material,not only has the function of concrete,but also can be integrated with the surrounding environment,which has broad developing prospect.Therefore,it is necessary to discuss its development and application.

vegetation concrete；slope protection；application and research

2016-11-20

卜娜蕊(1971-)，女，教授，主要從事新型結(jié)構(gòu)體系及材料、裝配式建筑結(jié)構(gòu)研究.

10.3969/j.issn.1008-4185.2017.01.014

TU 4

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