植被混凝土绿化技术在大连地区的应用★
2013-12-31王晓华
王晓华
建筑工程中,经常要大量开挖山体,形成各种不同的岩石边坡,由于此类边坡不仅陡峭,而且无土覆盖,不做人工处理难以生长植物。遇到雨水冲刷等自然灾害,会发生山体滑坡,对人类的生存环境造成威胁。与传统意义上的边坡防护不同的是,植被混凝土绿化技术,不仅可以实现护坡功能,且经济、美化生态、缓解人们视觉疲劳,依靠植物本身顽强的生命力延续防护功能,是可持续发展、利国利民的长久之计。
1 植被混凝土简述
植被混凝土包含了有机质、沙壤土、水泥、植被混凝土绿化添加剂等成分,不同于含有水泥、水、粗细骨料等组成的传统混凝土。研究表明,不同的配合比会对绿化护坡造成较大影响,尤其是绿化添加剂的成分选择及用量配比的把握。因为水泥遇水放出大量的热,俗称水化热。在进行配制过程中,必须考虑水化热对混凝土的强度及其性能的影响,温度应力作用使水泥产生膨胀性的裂缝,所以控制水化热以防混凝土表层龟裂。水泥和水反应生成氢氧化钙一系列碱性物质,使pH值呈碱性,而植物在碱性严重的条件下难以存活,所以想尽一切方法降低pH值,故而考虑了使用植被混凝土绿化添加剂,来降低高碱性成弱碱性的功能,给植物营造更好的生存环境,大大提高生存几率。
正常水泥硬化后形成很小的孔隙,若想使得植物在如此小的孔隙环境下繁殖,实属不易,所以鉴于绿化添加剂的特性——适当提高孔隙率,提高透气性,亦能使绿化植物扎根成片生长。不仅能使边坡基层强度达到要求,又能满足工程复绿。
三峡大学生产的专利产品植被混凝土绿化添加剂能中和因水泥添加带来的严重碱性,调节基材pH值,降低水化热;增加基材空隙率,提高透气性;改变基材变形特性,使其不产生龟裂等方面的优势,在全国各地有许多成功应用案例。
2 植被混凝土在大连地区的应用
大连属于北方城市,四季分明,海洋性气候使得夏季温度并不高;而冬天温度较低。大连年降水量相对较少,降雨强度也比南方低。鉴于大连的气候环境,故从材料配合比及满足护坡功能两方面考虑,可适当减少水泥及外加剂用量,既能满足支护强度要求,又达到了经济节约的目的。
实体工程位于大连高新园区旅顺南路黄泥川水库附近,边坡坡度约50°,坡高10 m,坡体为强风化~中风化板岩,试验段长度为30 m,总面积约300 m2。工程施工时间为2011年8月末,实景如图1所示。
2.1 植物种子的精选
结合大连的气候条件,本次优选了草本植物和灌木植物种子。主要有高羊茅、紫羊茅、早熟禾、胡枝子、紫花苜蓿等。
高羊茅、紫羊茅,适应寒冷潮湿,在肥沃、潮湿、富含有机质、pH值为4.7~8.5的细壤土中生长良好,抗逆性强,耐粗放管理,对土壤要求不严格,能适应碱性土壤;
早熟禾,与高羊茅是经典搭配,冷地型禾草,一年生或多年生,喜光,耐阴性也强,耐瘠,在-20℃ ~-30℃能越冬,不但返青速度早,且返青速度快,具有发达的地下茎及分蘖力强;
胡枝子,属于灌木,高0.5 m~3m,分枝细长而多以及分蘖力强,耐阴、耐干旱、耐瘠薄。耐寒性强,无雪覆盖也能耐-28℃ ~-30℃的低温,根系比较发达,适应性强,对土壤要求不严格;
紫花苜蓿,属于多年生草本植物,适合温暖半干旱气候,耐脊、耐旱;略耐碱、耐盐,不耐涝;耐寒,-20℃能越冬,有雪覆盖时,-40℃也能安全越冬。所以要选择土壤pH值在6~8之间,年降水量为300 mm~800 mm的地方。而大连自然气候所提供的环境恰好能符合苜蓿的生存状况。
2.2 植被混凝土的配合比
普通硅酸盐水泥掺量αW:10%。
有机质(稻壳)掺量αOM:3%~5%。
水灰比W/C=0.45~0.55。
当地土、湖水、复合长效营养材料、植被混凝土绿化添加剂为三峡大学绿野环保工程有限公司专利——AB菌。
2.3 施工流程
工程主要工序:
施工准备→坡面清理→锚杆钻孔→锚杆安装→铁芯网铺设→植被混凝土配制→植被混凝土喷射→无纺布覆盖→喷灌养护。
2.4 不同阶段的生长情况
不同阶段的生长情况见图1~图7。
3 应用结论与前景
本次植被混凝土试验,为该绿化技术在大连地区的首次应用。根据植物目前的生长情况来看,高羊茅及胡枝子根茎入土较深,长远发展必能达到固土蓄水的目的。但该技术也存在需要改进的问题:
1)经过两个冬天的考验,植被混凝土面层存在冻酥的现象,表层强度降低;
2)植被混凝土的配合比还需进一步改进,在不同季节施工时,种子的含量应相应的调整,防止出现裸坡现象;
3)施工工艺需要优化,植被混凝土应拌合均匀,防止局部强度高低不等的现象。
总之,该绿化技术将岩石边坡防护与环境保护二者较好的结合在一起,在大连的各种建筑施工项目中有很大的发展前景,与大连传统的护坡相比具有承前启后的意义。相信通过不断地改进一定会为大连的城市建设作出新的贡献。
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[2] 莫显勇,金 波,李石稳.植被混凝土生态护坡技术在岩质边坡中的应用[J].山西建筑,2010,36(15):273-274.
[3] 夏振尧,许文年,王乐华.植被混凝土生态护坡基材初期强度特性研究[J].岩土力学,2011,32(6):1719-1724.