边坡植被混凝土

边坡植被混凝土(襄樊学院) 摘 要： 植被混凝土是用于岩石边坡的防护与绿化的新材料。植被混凝土原料来源广泛，价格便宜，与锚杆和铁丝网等一起，对公路、铁路、矿山等工程建设形成的裸露岩石边坡进行防护的同时，对边坡进行快速绿化。同时谊材料抗冲刷性能优良，生产工艺简单，施工机械能利用现有国产设备。对植被混凝土的配方、施工和验收等有关问题进行探讨。关键词： 植被混凝土； 边坡； 防护； 绿化 植被混凝土是近年从日本传人我国，并经过国内工程技术人员改进和开发的适用于岩石边坡的防护与绿化的新材料。植被混凝土原料来源广泛，价格便宜，与锚杆和铁丝网等一起，对公路、铁路、矿山等工程建设形成的裸露岩石边坡进行防护的同时，对边坡进行快速绿化，解决了传统边坡防护手段如喷锚支护、素喷支护、挡土墙护坡等不能绿化边坡的缺点；同时该材料抗冲刷性能优良、生产工艺简单，施工机械能利用现有国产设备。目前，该材料已经在国内工程实践中得到使用。1 植被混凝土性能指标11 植被混凝土物理性能性能稳定，抗湿变、抗光照性能好。(1)容重：1415 kNm3；(2)孔隙率：3045。12 植被混凝土力学性能 现场试验强度为：7dO3MPa，28d 045 MPa，半年后为043 MPa，1年后为041 MPa，2年后为0，41 MPa，3年后为040MPa。13 边坡浅层防护功能 植被混凝土在施工过程中采用挂网加筋，边坡上生长的植被也有效地防御了暴雨冲刷、太阳暴晒、温度变化。并且其抗冲刷能力按年均降雨量2 000mi设计。实际经历了2h降雨120 mi。的暴雨，未见表面冲刷破坏现象。14 植物生长指标 (1)植物发芽率90；(2)植物覆盖率95；(3)土壤肥力合理；(4)植物多年生情况良好。2 植被混凝土的配方 目前，工程中使用的植被混凝土的配方见表1。对某一具体工程，在进行实验室试验时，可以参照表1给出配方范围内选取几组配方。表1 植被混凝土的配方材料名称用量作用备注壤土80%90%为植物生长创造基本条件含砂小于10%，最大粒径小于1.0cm425#水泥5%12%提高植被混凝土强度和抗冲刷能力水泥品质要求含游离CaO、MgO少有机质10%20%（体积比）改善土壤结构，增加营养酒糟、稻壳、锯末肥料0.6%1.0%改善土壤营养状况一般用复合肥保水剂0.08%0.1%增强植被混凝土抗旱能力一般用吸水树脂草种30g播种暧季型和冷季型混合草种绿化外加剂2%5%调节土壤pH值，改善土壤酸碱度和其他性能酸碱缓冲剂着色消毒剂、团粒剂 注：草种只在面层使用，30g是指每平方米的用量。 (1)壤土 一般选用沙壤土，沙壤土颗粒适中，三相比良好。具备良好的水、养、热、气条件，适合植被生长。在植被混凝土中，是主要组成部分。国外也有人尝试使用沙土系列、粘土系列，但一般要采取其他改良措施，才能保证植被生长良好。 (2)水泥 是植被混凝土中的胶结组分，一般选用普通硅酸盐水泥，要求水泥熟料碱含量不大于06，为降低植被混凝土的pH值，可以使用掺混合料硅酸盐水泥和道路水泥。水泥使植被混凝土拌合物具有粘聚性，能很好附着在岩石边坡表面，待水泥水化后，使植被混凝土喷层固结，具有一定强度，并能抵抗雨水冲刷。水泥用量与壤土的pH有关，一般在5一12之间，用量太少，起不到胶结效果，太多会导致植被混凝土碱性过高，不利于植被生长，同时，也不经济。 (3)有机质 有机质一般用新鲜稻壳和锯末加腐烂稻壳和锯末，它能改善植被混凝土的三相比和保水性能。腐烂稻壳和锯末向植被混凝土中引人大量微生物，他们和植物根系一起，将植被混凝土逐渐改造成适于植被生长的土壤，同时腐烂稻壳和锯末还能提供一定数量的氮、磷、钾等养分。近年来，有人尝试用粉碎秸杆代替稻壳和锯末。 (4)肥料 一般选用长效肥与短效肥配合使用。短效肥能使植被在短期快速生长，而长效肥是为了使植被在以后一段时间内不衰退。 (5)保水剂 已有的保水剂种类众多：淀粉系列、纤维素系列、合成聚合物系列、蛋白质系列、其他天然物及其衍生物系列、混合系列。但考虑性价比，一般在工程中用吸水树脂。由于吸水树脂能吸收数倍于自身体积的水分，在植被混凝土中添加少量吸水树脂，就能显著提高喷层的抗旱性能。 (6)草种 一般为已经工业化生产的草种和灌木种子，目前主要靠进口，一般几种草种同时使用，在植被混凝土喷层中，面层含有草种，基层不含草种。 (7)绿化外加剂 主要有酸碱缓冲剂、着色剂、消毒剂、团粒剂。这些外加剂是为了调节植被混凝土的某些性能，以利于植被生长。如加入磷化工的废弃物磷石膏，可起到收旧利废、调节pH值和增加肥力等多重作用。3 植被混凝土的施工 植被混凝土主要用于岩石边坡的防护与绿化中，它利用已有的国产干式喷锚设备，将上述配方的植被混凝土混合料喷射到岩石边坡上。 植被混凝土岩石边坡护坡绿化技术的一般流程见图1。设计调查稳定分析施工设计施工准备施工竣工图l 植被混凝土边坡护坡绿化技术的一般流程 (1)设计调查 是指工程现场调查和有关资料的收集。包括：地区环境观察，生态调查、地形地质调查、气象资料的收集。这些资料的获取是正确选择施工方法的前提。地形地质调查是确定边坡类型，进行力学分析的前提条件，包括内容有：边坡岩石类型性质和产状调查、边坡节理断层调查、边坡高度及坡度测量、坡面渗水情况调查等；地区环境观察包括酸雨调查、污染调查等；生态调查包括土壤、物种、食物链调查等；气象资料的收集包括：气温、降雨、风速等资料收集。这些工作需要相关专业人员如：土木工程专业、地质专业、农业专业、生态学专业人员等协同参加才能完成。 (2)稳定分析 在获得地形地质资料后，就应进行稳定分析。边坡稳定分析是土木工程中基本问题之一，有关这个问题的研究非常多。土木工程专业的教材、专著、论文基本上都在讨论这一问题。文中不专门讨论这一问题，只假设边坡已经经过稳定分析，并且提出了护坡方案。文中要讨论的是，这些护坡方案同植被混凝土护坡绿化技术的配合使用问题。 (3)施工设计 这一步工作所要做的是根据选定的护坡绿化方案，结合前面所收集的资料，进行详细的施工设计。主要包括：锚杆或锚钉和铁丝网设计、植被混凝土喷层结构设计、植被混凝土土配方设计、喷射厚度的确定、施工机械设备的选定、施工组织设计、物种选配等。这些工作大部分同喷锚护坡相同。文中仅就不同之处，如植被混凝土土配方设计、喷射厚度的确定、物种选配3个问题进行较为详细的论述。 (4)施工准备 完成施工设计后，就应按合同进行施工准备工作。主要工作包括：场地准备、材料准备、能源水源准备、人员招聘和技术交底、机械安装及调试等。因这些工作基本与混凝土喷射护坡相同，文中不作详细介绍。 (5)施工 将较为详细地叙述植被混凝土护坡绿化技术的工艺过程。 (6)竣工 植被混凝土护坡绿化技术所生产的产品是一种全新的产品，工程验收目前还没有统一标准，文中借鉴周德培等(2003)植被护坡工程技术一书对厚层基材喷射植被护坡技术的验收标准，制定植被混凝土护坡绿化工程验收标准。31 喷射厚度的确定 影响植被混凝土喷射厚度的因素有边坡类型、年降雨量(连续干旱天数)、边坡坡度。由于植被混凝土护坡绿化技术主要用于岩石边坡，一般坡度都比较大，成土速度小于侵蚀速度，故喷射厚度不能太小，但出于经济考虑，也不宜大于10cm。周德培等(2003)(植被护坡工程技术一书给出不同情况下厚层基材喷的厚度。本论文结合大量工程实践，给出植被混凝土建议喷射厚度见表2。表2 植被混凝土的喷射厚度边坡类型年平均降雨量mm坡度喷射厚度硬质岩(f5)6009001：031：051099001 2001：03一l：05981 2001：031：0598软质或风化岩(f45 kgcm2)6009001：0751：1769001 2001：0751：165l 200l：0751：l54贫瘠土质边坡(抗压强度为1545kgcm2)600900l：1549001 200105105植被覆盖率95颜色(绿色)90 表5 竣工验收标准检验指标质量等级评定方法不合格合格优良坡面侵蚀状况有垮落，有较多冲沟无垮落，很少冲沟无垮落、冲沟每1 000m2随机取10个1 m 1m面积观测，取平均值。植被生长情况稀疏、瘦弱、有较大面积病害较茂密、较旺盛、少量病害茂密、旺盛、无病害草根发育情况不发达，只分布于表层较发