现浇透水性生态混凝土在河道边坡工程中的应用.pdf

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1、地质学刊第35卷第4期doi：10．3969／j．issn．1674-3636．2011．04．418现浇透水性生态混凝土在河道边坡工程中的应用刘峰1’2，颜庭成2(1．南京大学地球科学与工程学院，江苏南京210093；2．江苏省有色金属华东地质勘查局，江苏南京210007)摘要：针对传统护坡工程方法在河道边坡丁程生态环境保护和修复方面的缺陷，提出了新型现浇透水性生态混凝土护坡技法，优化设计了该技法组成材料，并对生态混凝土的耐久性、植生能力和净水性能进行了综合分析。通过该技法在泰州周山河河道边坡牛态治理’T：程中的实际应用，认为所提出的现浇透水性生态混凝土护坡技法不仅能充分保证护坡工

2、程的安全性，还可维持和改善周边生态环境与生态系统。关键词：现浇透水性生态混凝土；配合比设计；植生；生态型护坡技法；江苏泰州中图分类号：U416．14文献标识码：A文章编号：1674—3636(2011)04—0418—060引言河道边坡由于降雨、波浪冲刷以及水位升降等因素造成侵蚀，使得坡面的抵抗力变弱，常需要对淹水区边坡进行护理。对河道边坡进行防护，必须考虑边坡稳定和环境保护问题。既要保护路基边坡表面免受河水侵蚀、雨水冲刷，防止和延缓软岩土表面的风化、破碎、剥蚀演变过程来保护路基的整体稳定性；又要使工程对环境的扰乱程度减少到最小，并谋求人工构造物与自然环境相协调。传统的护坡丁程常采用

3、在过滤层上铺设抛石和现场浇筑普通混凝土两种护坡方式对淹水区边坡进行防护(吴美安，2003)。但实践证明，抛石法需要抛填大量的石块，虽然其耐风化性好且材质坚固，但整个工程需要进行高额的投资。现场普通混凝土所形成的护坡面对坡面下沉变形的应变协调性差，通常会造成自身开裂，从而造成坡面易被冲刷(尤其对于堆土材料为松软土质的淹水区坡面)。最后，采用抛石和现场普通混凝土护坡方式无法改善景观性和自然环境。针对上述传统护坡方法的缺陷，现浇透水性生态混凝土可以根据不同的功能需求，通过选择合适的粗骨料级配和细砂含量，以及不同的水灰比、外加剂来满足实际工程需要的力学强度和耐久性(刘荣桂等，2006)。同时

4、，现浇透水性生态混凝土具有较大的透水系数和孑L隙率，使其具有自然净化水质(生态清淤技术)、实现植物生长(植生)、防波浪冲刷、自然排水透水(护坡)以及消波降噪等优点，可有效改善自然生态环境以及营造城市景观。因此，对于现浇透水性生态混凝土在河道边坡的生态环境保护与修复方面，应用前景十分广阔。1现浇透水性生态混凝土的技术研究1．1材料选用现浇透水性生态混凝土是通过选用粗骨料、水泥、耕土、粉煤灰、矿渣、有机肥、各种添加剂等拌制而成的一种多孔混凝土，其表面包裹着一薄层水泥浆的粗骨料相互粘结而形成孔隙均匀连续分布的蜂窝状结构，形成了其最主要的内部材料结构特点。因此，对试验原材料的选用(主要是水泥

5、强度等级、组成成分、粗骨料种类、粒径以及化学添加剂性能等)就显得尤为重要。粗骨料：单一级配的骨料，可以采用普通碎石、卵石，也可以采用浮石以及人造多孔性轻质材料，甚至可以采用废弃的碎砖、玻璃、混凝土等。骨料的粒径范围为2．5mm～25mm。细骨料：河砂、海砂，碎石砂等，粒径范围为1．2mm一10ram。水泥：普通波特兰硅酸盐水泥、高炉水泥B等。收稿日期：2011—05—27；修订日期：2011一06—03；编辑：蒋艳作者简介：刘峰(1966一)，男．高级工程师，长期从事岩土工程、勘察工程领域技术研究及管理。E—mail：liufen90070@126．corn第35卷刘峰等：现浇透水性

6、生态混凝土在河道边坡I：程中的应用419保水剂：SAP高吸水树脂(简称SAP)、聚丙稀酰胺(PAM)和甲基纤维素(CMC)。添加剂：SR．3／SR-4(生态混凝土专用添加剂，以碳酸钙、硅石粉、机能性无机盐及改性聚羧酸组成的复合物)，提高生态混凝土的力学强度和耐久性，控制和保证其物理特征(透水性、孔隙率、均一性等)，改善其内部和表面的化学特征(化学抵抗性、酸碱度、生物亲和性等)。1．2配合比优化设计混凝土配合比设计是涉及混凝土生产和使用整个过程中的最晕要的环节之一，由于现浇透水性生态混凝土研究和应用时间较短，到目前为止还没有一种得到广泛认同的标准方法，而普通混凝土的配合比设计(水胶比等

7、)以保罗米公式为基础，并具体考虑混凝土强度等级、外加剂的减水效率、混凝土工作性要求等因素，形成了工程上较为通用的设计方法。本次研究基于BP神经网络模型，建立了现浇透水性生态混凝土配合比设计模型，用于指导生态混凝土配合比设计。通过不同配合比生态混凝土的实验设计，以配合比数据作为网络训练的样本，以混凝土的各组分质量和混凝土配合比参数为输入单元，建立了生态混凝土的强度、孔隙和耐久性模型。1．3基本物理力学性能1．3．1孔隙率由于现浇透水性生态混凝土表面如米花糖状