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摘要:现浇绿化混凝土作为一种新型的、生态混凝土已经在工程施工中得到了广泛的应用,尤其是在河道整治等水利工程施工中,现浇绿化混凝土以护坡固土、生态景观、节省材料、施工简单等优势,已经成为最佳选择。本论文以现浇绿化混凝土为研究其切入点,对其在河道整治工程中的应用优势进行了详细的分析。
关键词:现浇绿化混凝土;护坡;河道整治;施工要点
在全面建设“美丽中国”的进程中,河道整治工作也受到一定的重视。对于农村而言,通过河道整治,可进一步改善农村生态环境;对于城市来说,加强河道整治工作,是建设新型城市,实现“海绵城市”战略中最为重要的一环。但在具体进行河道整治施工中,传统的护坡结构均是采用灌砌块石结构,但是在该结构下,常常需要大量的规则石料、技术工,并且施工工期较长、施工质量难以保证,且生态性较低。在这种情况下,现浇绿化混凝土以“生态性高、施工工艺成熟、对环境影响小、工程造价低”等优势,在河道整治工程施工中得到了广泛的应用。
1.现浇绿化混凝土概述
现浇绿化混凝土作为一种生态混凝土,萌芽于上个世纪中叶的欧洲,由于砂子短缺,英国发明了无砂混凝土。上个世界90年代中期开始,日本开始尝试将混凝土和绿色植物相结合到一起,并成立了绿化混凝土协会。与传统的混凝土相比,现浇绿化混凝土具有抗冲刷能力强、生态型、景观性等优势,真正实现了混凝土上种草的愿望,使得刚性护砌与环境绿化完美地结合到一起。
就目前而言,现浇绿化混凝土已经被广泛应用到河湖水系、农田水利、道路交通护岸的工程中。现浇绿化混凝土主要由碎石、水泥、水、特殊元素配伍,并采用特殊的设备制作而成。现浇绿化混凝土孔隙率较高,可高达25%-35%,最大抗压强度可达到8N/mm以上,并且就有直径为2.5cm、深6-10cm左右的孔洞。由于现浇绿化混凝土表面会产生一定的孔洞,且孔隙率较高,可使得植物的根系穿透孔隙并扎根于土壤之中,进而对护坡起到了一定的锚固作用。同时,在混凝土的内部可存储一定的水分和营养土,进而满足植物的生长需求,使得植物的根系更加发达,进一步提升了护坡的抗冲刷能力[1]。
2.现浇绿化混凝土护坡的功能分析
与普通混凝土相比,现浇绿化混凝土组成中缺乏细骨料,以至于粗骨料之间没有细骨料填空,进而导致混凝土孔隙增加、孔隙率增加,甚至在现浇绿化混凝土中,部分孔隙之中还存在相互连通的现象。这种连通的空隙贯穿于混凝土厚度的方向。这种贯通的空隙为植物根系的生长提供了空间。因此,在河道整治工程施工中,现浇绿化混凝土具有极高的应用价值。具体来说,现浇绿化混凝土的应用优势集中体现在以下四个方面:
首先,现浇绿化混凝土护坡将水、河道、岸坡植物完美地联系到一起,进而在原本的自然地形、地貌的基础上,建立一个河道生态系统。同时鉴于现浇绿化混凝土的高孔隙率,满足了水生植物所需要的营养要求,同时也为水生动物和两栖类动物提供了一个栖息、繁衍和避难的场所。
其次,现浇绿化混凝土护坡作为一种更加高级的护岸形式,除了具有防洪的功能之外,通过水生植物等形式,对地表和地下水文状况进行了有效的调节,进而优化了水循环的途径。在这种情况下,当洪水来临的时候,通过坡面的植被可进一步削弱洪峰。同时当进入到枯水季节的时候,存储在护坡中的水分可再次渗入到河水中,实现了河道水量的调节。
再次,现浇绿化混凝土护坡具有极高的自净功能。通过护坡中的植物,可将排入到河道中的污染物进行摄取,还可以将其分解成无机物,并产生氮、磷等无机物,该类无机物作为营养盐会被藻类所吸收,藻类又经过广河作用,产生一定的氧气,并被水生生物所利用。可以说,通过这一过程,最大限度实现了河道水体自净的目的,进一步改善了河道的水质。
最后,现浇绿化混凝土护坡还具有极高的景观功能。在以往的河道护坡工程中,几乎所有的河道均呈现出“整齐划一的断面、笔直的河道走向”,而在现浇绿化混凝土的应用下,可充分利用多种护坡植物,使得河道呈现出绿色长廊,并呈现出一种动态美,进而美人们休憩、娱乐提供了良好的场所[2]。
3.现浇绿化混凝土护坡在河道整治中的施工要点分析
3.1工程案例
扬州市进行农村河道整治的过程中,就充分利用了现浇绿化混凝土护坡这一新型的结构形式。扬州市九圩河位于扬州市生态科技新城,穿越双隆、八圩两个村落,与夹江相连接,其长度约为2.7km,是圩内骨干引排河道,对周围5000亩农田进行了保障,受益人口高达6000多人。但是由于该河道长期受到冲刷,迎水破出现了掏空、断崖式坍塌等现象,进而使得河床淤积增高等现象,导致其引排能力下降。基于此,采用现浇绿化混凝土护坡对其进行了整治。
3.2施工要点分析
3.2.1构造形式
在本次工程施工中,结合工程实际情况,选择了现浇绿化混凝土施工技术。其具体的护坡结构形式,主要包括底梁、现浇绿化混凝土、客土及营养土、草籽所组成。其中,现浇绿化混凝土的原材料主要包括水泥、粗骨料、水、添加剂。在选择混凝土施工材料的过程中,切实结合本次工程施工的相关标准,选择的水泥为C42.5的普通硅酸盐水泥,粗骨料的粒径为5-20mm。同时,结合河道工程的设计标准,包括河道底宽、高程、现场施工条件,设计边坡等,对其进行科学、合理的设计。
3.2.2关键点控制施工技术
具体来说,现浇绿化混凝土在施工的过程中,必须要从以下几个方面进行质量控制:
第一、控制混凝土孔隙率
所谓的空隙率主要是指混凝土材料中的空隙体系与材料占自然状态下总体积百分比。在绿化混凝土中,其孔隙率是衡量其质量的一个重要标准和参数。只有保障现浇绿化混凝土的孔隙率,才能利用空隙储存一定的水分和养料,并为植物根系的生长提供有力的条件。在相关的研究中显示,现浇绿化混凝土的孔隙率达到25%以上,才能满足植物生长的需求。
第二、空隙盐碱环境改造
植物生长对环境具有一定的要求,通常情况下,PH值在7-8弱碱性环境中,才能更好地生长。而在普通的混凝土中,受到大量水泥水化产物的影响,空隙间水环境的PH值常常高于这一标准,达到13.0左右,这种水环境与植物的生长环境之间存在一定的差异。而现浇绿化混凝土中,所使用的添加剂中主要由水、保水剂、氮磷钾肥、氨基酸、黄腐酸、生根剂等组成,可在一定程度上对混凝土中的碱性进行中和,进而将混凝土的微环境调整到适合植物生长的环境,进而保障植物的正常生长。
第三、护坡强度
鉴于现浇绿化混凝土不仅要具备种植植物的优势,还要在此基上保持其基本的结构功能。因此,现浇绿化混凝土在河道整治护坡工程中应用的时候,必须要具备一定的强度。由于绿化混凝土孔隙率越高,其强度越低。为了使得二者达到最佳的效果,在本次工程中,将混凝土孔隙率控制在25%-35%,以满足河道护坡强度的要求。同时,在施工过程中,采用了地柱表孔制备方式,以及相应的施工工艺,进而使得现浇绿化混凝土结构更加合理,并保障了混凝土护坡的强度。另外,在地柱表孔制备方式下,使得混凝土柱状体像钉子一般深深地插入到泥土中,增加了护坡的牢固程度,有效避免了混凝土滑落的现象。
第四、加强相关指标检测工作
在使用现浇绿化混凝土进行河道护坡施工中,鉴于该技术属于一项新型的技术,为了保证工程的质量,必须要严格按照相关的规范,制定出现浇绿化混凝土护坡结构工程的技术质量标准,并严格按照相应的标准,从坡面修正情况、无砂混凝土的厚度、抗压强度、孔隙率、平整度、坡面绿化率等方面,对整个工程的质量进行全部方位的评定[3]。其具体的评定指标如下图1所示:
图1:绿化混凝土护坡检测项目以及允许偏差范围
3.3应用效果分析
在对该河道整治过程中,通过现浇绿化混凝土护坡结构的应用,其护坡的整体稳定性较高,并且经过两边汛期的考验,表现出良好的生态功能。同时,通过绿化混凝土护坡中的植物,不仅对河道中水质进行了净化,也在一定程度上防治了水土流失,改善了城市的惹到效益,具有极高的生态价值。
4.结束语
综上所述,与普通的混凝土相比,现浇绿化混凝土将绿色植物与混凝土完美地联系在一起,具有极高的生态价值,已经被广泛应用到河道护坡的整治工程中。本论文以扬州河道整治为案例,并现浇绿化混凝土护坡结构的具体应用进行了详细的分析,为其他工程提供了借鉴价值。
参考文献:
[1]王洁,王忠凯,李章林,曹明.现浇绿化混凝土护坡在农村河道整治工程中的应用[J].水利技术监督,2019(02):221-223.
[2]王洁.现浇绿化混凝土护坡在扬州市农村河道提标整治工程中的应用[A].河海大学、江苏省水利厅.2018(第六届)中国水生态大会论文集[C].河海大学、江苏省水利厅:北京沃特咨询有限公司,2018:5.
[3]郝琼.混凝土施工技术在水利工程施工中的应用[J].中外企业家,2017(17):169.