多孔混凝土生態(tài)護(hù)坡施工工藝探討

吳強(qiáng) 江文杰

摘要：本文從多孔混凝土制備及施工方式、多孔混凝土孔隙填充物配制、護(hù)坡植物選取等幾方面來(lái)探討多孔混凝土生態(tài)護(hù)坡的施工工藝。并具有較強(qiáng)的工程適用性，有廣泛的應(yīng)用前景

關(guān)鍵詞：多孔混凝土;生態(tài)護(hù)坡;空隙填充物;護(hù)坡植物

多孔混凝土生態(tài)護(hù)坡主要由多孔混凝土材料、多孔混凝土孔隙填充材料、表層覆土材料以及動(dòng)植物組成。其較高的孔隙率可以為植物、動(dòng)物以及微生物提供生長(zhǎng)繁殖的場(chǎng)所，植物根系透過(guò)多孔混凝土的連通孔隙可以生長(zhǎng)到坡面底部，既可以通過(guò)植物根系的錨固作用增強(qiáng)坡面的穩(wěn)定性，又能通過(guò)綠色植物改善坡面的自然環(huán)境。同時(shí)，多孔混凝土生態(tài)護(hù)坡具備整體性強(qiáng)，抗沖刷性能好，對(duì)河岸土質(zhì)以及河岸坡度要求較低等優(yōu)勢(shì)，并且施工工藝簡(jiǎn)單，工程造價(jià)低，是比較理想的生態(tài)護(hù)坡形式。

1 多孔混凝土生態(tài)護(hù)坡構(gòu)造

多孔混凝土生態(tài)護(hù)坡可以根據(jù)河道水位變化情況的不同劃分為水位變動(dòng)區(qū)、水位變動(dòng)區(qū)以上、水位變動(dòng)區(qū)以下三個(gè)區(qū)域，可以根據(jù)河岸形式、水力條件和施工要求的不同，在不同的區(qū)域選用不同性能的多孔混凝土制備方案。

圖1為一種現(xiàn)澆多孔混凝土生態(tài)護(hù)坡構(gòu)型，在水位變動(dòng)區(qū)以上，主要滿足多孔混凝土植生性能的要求，多孔混凝土的植生性能主要受其孔隙率、厚度以及粗骨料粒徑的影響，因此，在水位變動(dòng)區(qū)以上的區(qū)域內(nèi)應(yīng)采用大孔隙率、大粗骨料粒徑、厚度小的多孔混凝土制備方案，在其表面種植小型草本植物，以達(dá)到綠化護(hù)岸的目的;在水位變動(dòng)區(qū)，主要滿足多孔混凝土強(qiáng)度的要求，該區(qū)域內(nèi)應(yīng)選用粗骨料粒徑小、孔隙率低的多孔混凝土制備方案;在水位變動(dòng)區(qū)以下，主要滿足多孔混凝土與水生植物水質(zhì)凈化性能的要求，將具有水質(zhì)凈化能力的水生植物與多孔混凝土復(fù)合應(yīng)用，達(dá)到凈化河道水質(zhì)的作用。

多孔混凝土生態(tài)護(hù)坡的分區(qū)也可以依據(jù)護(hù)坡的功能劃分為植物型多孔混凝土生態(tài)護(hù)坡和強(qiáng)度型多孔混凝土生態(tài)護(hù)坡，前者對(duì)多孔混凝土抗壓強(qiáng)度的要求不高，達(dá)到10MPa即可，但對(duì)孔隙率的要求較高，要達(dá)到21%～30%;后者對(duì)多孔混凝土抗壓強(qiáng)度的要求較高，至少應(yīng)在18MPa以上，但對(duì)孔隙率的要求較低，達(dá)到18%～20%即可。并且，多孔混凝土的孔隙率可以根據(jù)其抗壓強(qiáng)度需求的增加而適當(dāng)降低。

2 多孔混凝土制備及施工方式

多孔混凝土植生性能的試驗(yàn)研究結(jié)果表明施工厚度是影響多孔混凝土植生性能的重要因素，施工厚度越小，其植物生長(zhǎng)性能越好，因此，以植生性能為主的多孔混凝土生態(tài)護(hù)坡，應(yīng)盡量減小多孔混凝土的施工厚度。多孔混凝土內(nèi)部復(fù)雜的孔隙結(jié)構(gòu)導(dǎo)致其抗壓強(qiáng)度與成型厚度并非簡(jiǎn)單的線性關(guān)系，而是隨著多孔混凝土成型厚度的增加，其抗壓強(qiáng)度表現(xiàn)出先降后增，而后又降的發(fā)展趨勢(shì)。

依據(jù)多孔混凝土的各項(xiàng)研究成果分析認(rèn)為，應(yīng)根據(jù)護(hù)坡不同位置多孔混凝土性能需求，采用不同的多孔混凝土施工厚度以及配合比方案。在確定水膠比范圍為0.25～0.27的情況下，植物型多孔混凝土護(hù)坡區(qū)域的多孔混凝土施工厚度應(yīng)在6cm～10cm之間、孔隙率大于28%、粗骨料粒徑大于20mm，以滿足植物生長(zhǎng)要求;在強(qiáng)度型多孔混凝土護(hù)坡區(qū)域，其施工厚度應(yīng)在10cm～15cm、孔隙率為22%～28%之間、粗骨料粒徑為10～20mm之間，以滿足強(qiáng)度要求;在一些特殊區(qū)域，如水位變動(dòng)區(qū)，其施工厚度也可以適當(dāng)增加，并采用進(jìn)一步減小孔隙率以及在摻加粒徑較小的粗骨料等措施提高多孔混凝土的強(qiáng)度等物理力學(xué)性能。

目前，多孔混凝土施工方式可分為現(xiàn)場(chǎng)澆注多孔混凝土以及預(yù)制多孔混凝土砌塊等方式。其中，現(xiàn)澆多孔混凝土護(hù)坡整體性較強(qiáng)，可以有效增強(qiáng)護(hù)坡穩(wěn)定性，但是，現(xiàn)場(chǎng)澆筑對(duì)工藝要求較高;預(yù)制多孔混凝土砌塊護(hù)坡可根據(jù)實(shí)際要求進(jìn)行結(jié)構(gòu)組合，施工方便，視覺(jué)效果較好，但是其整體性較差。所以，多孔混凝土護(hù)坡的施工方式可以依據(jù)河岸施工的實(shí)際需求選擇適用的施工方式。

3 多孔混凝土孔隙填充物配制

植物生長(zhǎng)離不開(kāi)土壤中的水分及各種營(yíng)養(yǎng)元素，而在植物根系扎入坡下土壤前，其必需的水分和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)都需要從多孔混凝土的孔隙填充物中獲取。因此，多孔混凝土護(hù)坡必須在其孔隙結(jié)構(gòu)中以及護(hù)坡坡面營(yíng)造適宜植物生長(zhǎng)的類土壤環(huán)境，為植物生長(zhǎng)提供各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

多孔混凝土孔隙填充物需要為種子萌發(fā)和初期的生長(zhǎng)提供所需的水分以及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，因此，孔隙填充物的選擇、配和比及填充效果對(duì)護(hù)坡植物的生長(zhǎng)至關(guān)重要。與自然土壤不同，在植物種植材料實(shí)際配比時(shí)應(yīng)遵循幾個(gè)原則：

（1） 容易填充于多孔混凝土孔隙中;（2）具備合理的酸堿度以及水分含量，吸水保水能力較強(qiáng);（3）含有植物生長(zhǎng)所需要的各種營(yíng)養(yǎng)元素，且具有較強(qiáng)的緩釋能力;（4）環(huán)境和經(jīng)濟(jì)性好。

4 護(hù)坡植物選取

選用合適的護(hù)坡植物是多孔混凝土生態(tài)護(hù)坡建設(shè)非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。不同物種護(hù)坡植物對(duì)生存環(huán)境的適應(yīng)性相差較大，因此，多孔混凝土生態(tài)護(hù)坡植物的選用應(yīng)遵循以下幾個(gè)原則：

4.1 能夠適應(yīng)當(dāng)?shù)氐臍夂颦h(huán)境以及土壤條件，最好選用當(dāng)?shù)刂参镂锓N，避免引發(fā)生態(tài)災(zāi)難;

4.2 具有發(fā)達(dá)的須根系，抗逆性強(qiáng)，同時(shí)具備較強(qiáng)凈化水體污染物的能力;

4.3 植物能在短期內(nèi)成坪，并且適應(yīng)于粗放管理;

4.4 具備較長(zhǎng)的生命周期，可持續(xù)成活多年;

4.5 植物種子容易獲取并且成本低，適宜大面積種植。

多孔混凝土生態(tài)護(hù)坡技術(shù)是河道護(hù)坡工程與生態(tài)修復(fù)技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，不僅具備水質(zhì)凈化以及生態(tài)修復(fù)等能力，而且具有整體性強(qiáng)、抗沖刷性能好、對(duì)河岸土質(zhì)以及河岸坡度要求較低、施工方式簡(jiǎn)單多樣，工程造價(jià)低等優(yōu)勢(shì)，是比較理想的生態(tài)護(hù)坡形式，具有較強(qiáng)的工程適用性，有廣泛的應(yīng)用前景。

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（作者單位：1.荊州紀(jì)南文化產(chǎn)業(yè)投資有限公司;2.湖北省荊房投資開(kāi)發(fā)有限公司）