裝配式生態(tài)混凝土在護(hù)岸工程中的應(yīng)用

裝配式生態(tài)混凝土在護(hù)岸工程中的應(yīng)用

0駁岸的基礎(chǔ)條件差面對水流侵蝕和強(qiáng)降雨侵蝕造成的河岸坍塌和水土流失，人們經(jīng)常通過硬化措施來保護(hù)河岸的安全。傳統(tǒng)護(hù)岸工程中常常是在現(xiàn)場澆筑普通混凝土,形成的護(hù)坡面協(xié)調(diào)性差,遇到下沉?xí)霈F(xiàn)變形、裂縫。由于只注重河道抗沖刷性和岸坡穩(wěn)定性,忽視自然環(huán)境的同時(shí)也有礙于景觀藝術(shù)審美。最近幾年,有很多科研人員研究采用生態(tài)混凝土護(hù)岸,在岸坡澆筑的無砂大孔混凝土上鋪設(shè)土壤、移栽草皮,形成生長在混凝土護(hù)岸上的植被,不僅能保障河道岸坡的穩(wěn)定與安全,還可以美化環(huán)境、維護(hù)生物多樣性。然而現(xiàn)如今的研究大多停留在現(xiàn)場澆筑生態(tài)混凝土階段,這就使得在實(shí)際應(yīng)用時(shí)容易受現(xiàn)場條件的限制,施工質(zhì)量無法得到有效保證,且現(xiàn)場作業(yè)時(shí)間較長會(huì)影響工期。所以,有必要研究和發(fā)展裝配式生態(tài)混凝土護(hù)岸技術(shù),實(shí)現(xiàn)生態(tài)混凝土護(hù)岸施工工業(yè)化。1性能—生態(tài)混凝土的概念生態(tài)型混凝土生態(tài)混凝土具有一些傳統(tǒng)混凝土所不具備的特點(diǎn)雖然生態(tài)混凝土的研究和應(yīng)用才剛剛起步,但它標(biāo)志著人們在生產(chǎn)和使用混凝土材料的過程中,保護(hù)環(huán)境、維護(hù)生態(tài)平衡的意識更加強(qiáng)烈,同時(shí)在處理混凝土材料與環(huán)境的關(guān)系中擁有了更加主動(dòng)、積極的態(tài)度,這也就對我們在建筑材料方面的科研開發(fā)工作提出了更高要求。2在駁岸防護(hù)工程中的應(yīng)用前景近些年,國內(nèi)外在生態(tài)混凝土方面取得了一定的研究成果生態(tài)混凝土護(hù)岸技術(shù),國內(nèi)研究和應(yīng)用相對較少,初步取得了一些成果,如由吉林省水利實(shí)業(yè)公司及吉林省吉水工程材料研究所完成的“環(huán)保型綠化混凝土研究”屬于隨機(jī)多孔型綠化混凝土,但距離規(guī)模應(yīng)用還有一定的差距;在臺(tái)灣地區(qū),有研究人員使用水庫淤泥輕質(zhì)骨材料研制出了生態(tài)混凝土,根據(jù)其初步實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)果也可以說明:生態(tài)混凝土,既可在一定程度上利用城市廢棄物,又可改善生態(tài)環(huán)境,其應(yīng)用前景非常廣闊。鑒于生態(tài)混凝土具有良好的應(yīng)用前景,在岸坡防護(hù)工程中進(jìn)行大范圍推廣就顯得很有必要了。國內(nèi)研究的形式有現(xiàn)澆網(wǎng)格生態(tài)護(hù)岸技術(shù),就是在河道邊坡上支模板,現(xiàn)場澆筑鋼筋混凝土格埂,邊坡被格埂分為若干塊狀網(wǎng)格,然后在網(wǎng)格內(nèi)種植植被進(jìn)行綠化,這種形式優(yōu)點(diǎn)是尺度大,植被成活率和覆蓋率高,缺點(diǎn)是現(xiàn)場施工需要有電源、水源,要求場地平展開闊,另外這種形式抗強(qiáng)降雨沖刷能力較差;另一種形式是混凝土孔板或混凝土空心磚,即在河道岸坡上鋪設(shè)混凝土孔板或空心磚,然后在孔心或空心內(nèi)栽種植被進(jìn)行綠化,這種形式的優(yōu)點(diǎn)是對場地適應(yīng)能力好,缺點(diǎn)是綠化率低,抗強(qiáng)降雨沖刷能力較差;為了提高抵抗強(qiáng)降雨沖刷的能力,也有采用主要由多孔混凝土、保水性材料、難溶性肥料和表層土壤組成植被型生態(tài)混凝土的,在多孔混凝土表面鋪設(shè)土壤,形成植被發(fā)芽空間,同時(shí)為植被發(fā)芽初期提供養(yǎng)分,但這種形式同樣需要現(xiàn)場澆筑混凝土,需要施工現(xiàn)場條件的支持。華北水利水電大學(xué)課題組在黃河花園口東4km的南岸地段處進(jìn)行了100m表1列出了混凝土生態(tài)護(hù)岸現(xiàn)場試驗(yàn)過程中各道工序所占用的時(shí)間,從表中可以看出:生態(tài)混凝土現(xiàn)場澆筑和前期養(yǎng)護(hù)占用了整個(gè)工期的64%,如果在河道護(hù)岸治理工程中推廣混凝土生態(tài)護(hù)岸技術(shù),采用提前預(yù)制好的無砂大孔混凝土塊在現(xiàn)場拼裝,將會(huì)大幅度節(jié)省施工時(shí)間,相應(yīng)的也會(huì)降低施工成本。另外,植被的栽種時(shí)間占到了整個(gè)施工時(shí)間的14%,而且前期護(hù)理不當(dāng)會(huì)造成植被成活率低,達(dá)不到要求,如果事先栽種植被,施工時(shí)直接將整塊的草皮移到無砂大孔混凝土塊上覆蓋的營養(yǎng)土上,不僅可以節(jié)約施工時(shí)間,而且會(huì)提高植被的成活率。3當(dāng)前混凝土生產(chǎn)中的問題3.1關(guān)于項(xiàng)目建設(shè)的抗壓性現(xiàn)澆施工與預(yù)制件現(xiàn)場安裝相比生產(chǎn)效率低下,相應(yīng)就會(huì)導(dǎo)致工期偏長。另外在施工現(xiàn)場露天施工易受天氣影響,存在使工程工期進(jìn)一步延長的可能,進(jìn)而會(huì)使項(xiàng)目無法及時(shí)發(fā)揮投資效益,造成經(jīng)濟(jì)損失。3.2刑期越長影響成本控制的難度越大現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)體系工序復(fù)雜,受外界干擾比較大,許多成本因素難以控制。工期越長,出現(xiàn)影響成本變化的因素就會(huì)越多,更進(jìn)一步加大了成本控制的難度。目前,許多工程的決算就大大超過預(yù)算,造成項(xiàng)目投資的失控,嚴(yán)重干擾了國家對固定資產(chǎn)投資的宏觀調(diào)控。3.3混凝土施工質(zhì)量難以得到有效控制現(xiàn)澆生態(tài)混凝土工程施工中,許多工序是由手工完成的(如圖3所示),因?yàn)槭苋说男袨椤⒃O(shè)備狀況、天氣條件、場地限制等因素影響,施工質(zhì)量難以得到有效控制。目前國內(nèi)關(guān)于生態(tài)混凝土的研究和應(yīng)用大多需要現(xiàn)場澆筑混凝土,現(xiàn)場要有電源、水源,有必要的設(shè)備條件,而且施工質(zhì)量不容易保證。要想生態(tài)混凝土能滿足制造周期短、材料質(zhì)量好、成本低、服務(wù)性能好、環(huán)境影響小、資源利用率高的需求,研究和開發(fā)裝配式生態(tài)混凝土是其方向之一。4生態(tài)混凝土的工業(yè)化生態(tài)混凝土工業(yè)化,就是要用大工業(yè)的生產(chǎn)方式來建造護(hù)岸工程,從手工操作的小生產(chǎn)方式逐步過渡到社會(huì)化大生產(chǎn)方式的全過程。將不同類型的部件當(dāng)作工業(yè)產(chǎn)品,分別采用統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)形式、成套的標(biāo)準(zhǔn)模式、相同規(guī)格的原材料,使用先進(jìn)的現(xiàn)代化工藝,按專門類別分工,集中在預(yù)制工廠進(jìn)行大批量預(yù)制生產(chǎn),然后運(yùn)輸至現(xiàn)場進(jìn)行機(jī)械化施工安裝。生態(tài)混凝土工業(yè)化的過程,也即是標(biāo)準(zhǔn)化和體系化的過程,其基本內(nèi)容體現(xiàn)在構(gòu)配件生產(chǎn)工廠化、施工機(jī)械化和工程管理科學(xué)化等方面。裝配式生態(tài)混凝土具有如下特點(diǎn)1)構(gòu)配件在預(yù)制工廠或現(xiàn)場設(shè)置的臨時(shí)預(yù)制場進(jìn)行預(yù)制,采用機(jī)械化設(shè)備吊裝,可以與現(xiàn)場各專業(yè)施工同步進(jìn)行。具有施工速度比較快、建設(shè)周期短、利于冬季溫度比較低時(shí)施工的特點(diǎn)。2)構(gòu)配件的預(yù)制全部采用定型模具,在預(yù)制場內(nèi)平面施工作業(yè),替代現(xiàn)澆生態(tài)混凝土結(jié)構(gòu)的立體交叉作業(yè),具有安全可靠、產(chǎn)品質(zhì)量好、生產(chǎn)效率高、經(jīng)濟(jì)環(huán)保等特點(diǎn)。3)在預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)階段將有特殊要求的性能集成體現(xiàn),利于減少物資損耗和施工工序。4)裝配式生態(tài)混凝土工程中,構(gòu)配件的設(shè)計(jì)、預(yù)制需要做好前期策劃工作,對從業(yè)人員的技術(shù)水平、管理能力和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)要求比較高。5無砂大孔混凝土彈性模量首先,框格混凝土的預(yù)制考慮分別摻入普通石子和建筑垃圾作粗骨料,為后期進(jìn)一步的試驗(yàn)研究提供對比數(shù)據(jù)。框格混凝土配合比見表2。制作試塊放到標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室內(nèi)養(yǎng)護(hù)后,用試驗(yàn)儀器測得力學(xué)性能指標(biāo)見表3。根據(jù)表3可以看出,使用普通石子的混凝土28d抗壓強(qiáng)度達(dá)到37.5MPa,而使用建筑垃圾代替普通石子作為粗骨料的混凝土28d抗壓強(qiáng)度雖然較小但也達(dá)到25.5MPa,均超過預(yù)期設(shè)定C20混凝土的目標(biāo)。建筑垃圾作為粗骨料的框格混凝土彈性模量小,說明在一定應(yīng)力荷載作用下,發(fā)生彈性變形大,但是其彈性模量值也達(dá)到了普通混凝土彈性模量值的57%,可以滿足生態(tài)混凝土護(hù)岸抗裂性能的要求。六邊形框格內(nèi)的無砂大孔混凝土板塊配合比見表4。將試塊放在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室內(nèi)養(yǎng)護(hù)到規(guī)定齡期,測試抗壓強(qiáng)度和孔隙率,結(jié)果見表5。通過表5的試驗(yàn)數(shù)據(jù),可以看到無砂大孔混凝土通透性良好,在護(hù)岸過程中能滿足植物根系的生長,利于植物的成活,從而可以起到防止水土流失的作用。6土護(hù)岸工程的未來研究多年來傳統(tǒng)的河道護(hù)岸一直遭受著強(qiáng)降雨沖蝕和波浪淘刷,持續(xù)發(fā)生水土流失,嚴(yán)重時(shí)甚至出現(xiàn)河堤坍塌,對自然環(huán)境造成了很大的危害。隨著現(xiàn)代社會(huì)快速發(fā)展的步伐,人類生活水平不斷提高,環(huán)保意識也在不斷增強(qiáng),生態(tài)混凝土護(hù)岸技術(shù)的應(yīng)用已成為當(dāng)今熱門話題之一。在實(shí)際工程中全部采用預(yù)制的方法加工混凝土格埂、植生型生態(tài)混凝土板塊、營養(yǎng)土和草皮,然后到現(xiàn)場拼裝,這樣就可以減少現(xiàn)場施工環(huán)節(jié),壓縮現(xiàn)場作業(yè)時(shí)間,弱化現(xiàn)場施工條件,進(jìn)一步提高產(chǎn)品和施工質(zhì)量,適應(yīng)缺電、缺水等相對惡劣的場地條件,使生態(tài)混凝土護(hù)岸技術(shù)在實(shí)際工程中