椰纖維植被混凝土護(hù)坡分析

梁安銘

摘要：首先闡述了椰纖維自身的性能、椰纖維的護(hù)坡產(chǎn)品以及應(yīng)用，分析了常見(jiàn)的椰纖維護(hù)坡產(chǎn)品的優(yōu)缺點(diǎn)，提出了椰纖維植被混凝土護(hù)坡的優(yōu)勢(shì)，以及具體的施工工藝流程。對(duì)實(shí)際護(hù)坡工程起到了一定的參考意義。

Abstract： Firstly， the performance of coconut fiber， slope protection products and application of coconut fiber are described， the advantages and disadvantages of common slope protection products of coconut fiber are analyzed， the advantages of concrete slope protection with coconut fiber vegetation， and the specific construction process are proposed. It has a certain reference significance for the actual slope protection project.

關(guān)鍵詞：椰纖維;植被混凝土;護(hù)坡

Key words： coconut fiber;vegetation concrete;slope protection

中圖分類號(hào)：TU528? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2020）04-0207-03

0? 引言

我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)正在快速發(fā)展，水利、交通等基礎(chǔ)建設(shè)也開(kāi)始蓬勃發(fā)展。挖方工程的大量施工也造成了嚴(yán)重的生態(tài)破壞，引發(fā)泥石流、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。單純的生物護(hù)坡很難恢復(fù)到現(xiàn)有水平，需土木工程技術(shù)和植被防護(hù)相結(jié)合的方法。2004年許文年對(duì)植被混凝土護(hù)坡綠化技術(shù)部分問(wèn)題進(jìn)行討論[1]。2007年郭紅艷與王百田對(duì)美國(guó)椰纖維制品在水土保持保持工程中的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)的介紹[2]。同年，李留振，李阿根，葉宏飛和翟保黔闡述椰纖維植被護(hù)坡技術(shù)在巖石邊坡上的應(yīng)用[3]。2013年，劉光銳等對(duì)椰纖維植被混凝土的保水、植生及強(qiáng)度性能方面進(jìn)行研究，試驗(yàn)得出椰纖維植被混凝土是一種良好的植生基材[4]。多年的研究和發(fā)展使我國(guó)的植被混凝土邊坡防護(hù)技術(shù)得到了明顯的進(jìn)步。

1? 椰纖維性能分析及護(hù)坡產(chǎn)品

1.1 椰纖維的性能

椰纖維是天然的植物纖維，具有良好的保水涵水特性，且比一般的植物纖維更能抵抗腐蝕。椰纖維的性能體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是椰纖維可以增強(qiáng)植被抗蝕的能力，增加土壤的穩(wěn)定性。二是后期椰纖維的保護(hù)作用，可以與植物的根系聯(lián)系，減小因沖蝕而造成的破壞，給與植物足夠的生長(zhǎng)空間。由此可見(jiàn)將椰纖維添加到混凝土用于邊坡支護(hù)的前景。

1.2 椰纖維護(hù)坡產(chǎn)品

現(xiàn)有的用于水土保持工程中的椰纖維產(chǎn)品主要有：椰纖維板磚、椰枕、椰棕墊、椰捆、椰毯。

1.2.1 椰纖維磚塊

用于增強(qiáng)土壤層基面積強(qiáng)度，建造土層時(shí)可形成高度一致的土層厚度，減少了勞動(dòng)強(qiáng)度和施工時(shí)間。

1.2.2 椰枕

椰枕用于抵抗波浪沖刷，起到固定河堤岸作用，是將椰墊緊裹在一起的管狀物。

1.2.3 椰墊

椰墊是用于因暴雨沖刷而破壞土壤裸露的河道，土壤環(huán)境較差的地方恢復(fù)植被，也可用于快速綠化地。

1.2.4 椰捆

椰捆是由椰纖維做成疏松的管狀物，和椰枕外貌相似，用于過(guò)濾攔截泥沙保護(hù)邊坡上的進(jìn)水口，在工程結(jié)束后可自動(dòng)降解，降低廢物處理的成本。

1.2.5 椰纖維網(wǎng)

椰纖維網(wǎng)用于防止邊坡雨水沖刷、水土流失，且采用椰纖維網(wǎng)代替鐵絲、塑料網(wǎng)的等非環(huán)保材料，可減小廢棄物污染問(wèn)題符合現(xiàn)代設(shè)計(jì)理念。

1.3 椰纖維護(hù)坡產(chǎn)品應(yīng)用

在目前的護(hù)坡產(chǎn)品應(yīng)用中，較多的是采用椰纖維網(wǎng)，因其施工迅速、工程量小、人工成本低。以江西贛粵高速公路昌泰A10合同段邊坡防護(hù)施工和湖南省韶山高速公路防護(hù)為例，兩項(xiàng)工程水的穩(wěn)定性極為不好，當(dāng)下暴雨、山本身的重量還有在孔隙水壓力的作用時(shí)，常常會(huì)出現(xiàn)坍塌、滑坡等現(xiàn)象[5]。兩項(xiàng)工程中采用了掛椰纖維網(wǎng)，椰纖維網(wǎng)具有較好的韌性，有吸熱保溫作用。椰纖維網(wǎng)防護(hù)技術(shù)，植物配置選用草灌結(jié)合，與椰纖維網(wǎng)共同作用抵抗水流對(duì)坡面的沖刷，椰維網(wǎng)將坡面沙土罩住使其不易流動(dòng)，鋪設(shè)椰纖維網(wǎng)后可有效防止表層的水土流失，而且椰維網(wǎng)因其松散對(duì)植物生長(zhǎng)更加便易[6]。當(dāng)植物生長(zhǎng)茂盛時(shí)，植物的抗沖刷能力是一般草皮的兩倍，椰纖維椰網(wǎng)作為植物椰纖維有著比普通植物纖維高的木質(zhì)素，因此其腐蝕能力更強(qiáng)。植被根系與椰纖維網(wǎng)結(jié)合在一起，起到加筋抗剪作用，有效的提升綠化結(jié)構(gòu)的拉伸能力和抗剪能力。

此外，椰纖維網(wǎng)的吸水保水能力極強(qiáng)，有利于保持土壤保溫，降低了初期、中期和后期的養(yǎng)護(hù)成本。相較于常用的鐵絲網(wǎng)，椰纖維網(wǎng)施工便利縮短了時(shí)間，便于操作，減少資源消耗和施工成本，不易產(chǎn)生坡面收縮裂縫而客土剝離想象。減少了水土流失，減少了后期養(yǎng)護(hù)時(shí)對(duì)水分要求，提高了工程的質(zhì)量。椰纖維網(wǎng)5-10年后可以自動(dòng)降解為有機(jī)土壤，提供給植被的養(yǎng)份，沒(méi)有毒素和危害。

由于椰纖維網(wǎng)后期養(yǎng)護(hù)時(shí)，雜草的生長(zhǎng)過(guò)快會(huì)導(dǎo)致植物種子不能發(fā)芽以及后期的病蟲(chóng)害問(wèn)題。對(duì)于這些問(wèn)題，椰纖維植被混凝土不僅具有椰纖維網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)也克服了這些缺點(diǎn)。

2? 椰纖維植被混凝土護(hù)坡性能

從椰子殼中提取出的纖維，以這種纖維作為腐殖質(zhì)配制的植被混凝土稱為椰纖維植被混凝土。

椰纖維植被混凝土用于邊坡防護(hù)的同時(shí)可以對(duì)邊坡進(jìn)行快速綠化，解決了如擋土墻護(hù)坡等傳統(tǒng)護(hù)坡手段不能綠化邊坡的缺點(diǎn)。該材料對(duì)于環(huán)境也沒(méi)有影響，是國(guó)際上公認(rèn)的綠色材料，其生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益顯著。我國(guó)已應(yīng)用于在高速公路等工程中。

椰纖維植被混凝土本身保水性能和植生性能良好，且具有較高的強(qiáng)度和抗蝕等特性，具備和普通土壤相似的多孔結(jié)構(gòu)。用于護(hù)坡時(shí)，椰纖維植被混凝土在早期植被沒(méi)成型、根系較弱的情況下，減小雨水對(duì)土壤表面的沖蝕，防止水土流失的現(xiàn)象發(fā)生;減少了土壤的水分蒸發(fā)，增強(qiáng)了土地蘊(yùn)養(yǎng)水分的能力;減少地面直接暴露于寒冷及炎熱中的時(shí)間，從而穩(wěn)定土壤溫度，兼具保溫保濕的功能;在后期椰纖維的降解過(guò)程中能為植被的生長(zhǎng)提供部分養(yǎng)分。

3? 椰纖維植被混凝土護(hù)坡施工工藝流程

參照植被混凝土施工工藝流程，椰纖維植被混凝土施工的工藝流程為：坡面平整—高強(qiáng)度土工網(wǎng)和錨釘?shù)匿佋O(shè)安裝—椰纖維植被混凝土基材配置—椰纖維植被混凝土噴植—養(yǎng)護(hù)。

3.1 坡面平整

將對(duì)坡面的障礙物都清除干凈，其中有：植被結(jié)合部、雜草、碎石、枯枝落葉和松軟的土層、凹凸不平的坡面都清理干凈。

①植被結(jié)合部清理。

將坡面開(kāi)口以上原始邊坡的接觸面進(jìn)行清理，鏟除原始邊坡上的植物枝干，對(duì)地下根系不必進(jìn)行挖除。

②雜草、碎石、枯枝落葉和松軟的土層清理。

③凹凸不平坡面的清理。

對(duì)存在危巖的凸出易脫落部位，對(duì)其施行擊落，為使施工方便，可采用機(jī)械施工。對(duì)凹出部位可以采用電錘沿坡面鉆孔，隨后使用錘子將其擊落，對(duì)于凹進(jìn)的地段應(yīng)想辦法對(duì)其填補(bǔ)，可使用風(fēng)鎬將需要進(jìn)行填補(bǔ)的凹處部位鑿出麻面，其深度按規(guī)定不得小于1cm，然后使用高壓風(fēng)或者高壓水將麻面沖洗使其干凈不含雜物，最后使用M7.5砂漿將麻面填平。

3.2 高強(qiáng)度土工網(wǎng)和錨釘?shù)匿佋O(shè)與安裝

使用電錘對(duì)坡面進(jìn)行垂直鉆孔，然后擊入錨釘。坡面按錨桿間距1m，錨桿使用Φ16和Φ14螺紋鋼，Φ16為主錨桿Φ14為鋪錨桿。當(dāng)成孔檢查合格后，安裝錨干，孔內(nèi)注漿進(jìn)行錨固，坡頂設(shè)置長(zhǎng)度為30cm的壓頂桿。

按設(shè)計(jì)的入巖深度、間距、錨桿規(guī)格讓其垂直于坡面配置好錨桿后，鋪設(shè)CE131土工網(wǎng)，其中網(wǎng)目的大小為27×27mm。網(wǎng)片從植被結(jié)合部頂由上至下鋪設(shè)，其中加筋網(wǎng)的鋪設(shè)要張緊，網(wǎng)間大小需進(jìn)行10cm的搭接長(zhǎng)度。網(wǎng)片和錨桿之間采用鋼墊板、壓板螺母連接錨固，使其網(wǎng)面距坡面保持8cm的距離，否則用墊塊支撐。對(duì)于掩體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的邊坡、已做拱架的陡坡或坡度較小（>1：1）可不掛網(wǎng)[7]。

3.3 椰纖維植被混凝土基材配置

椰纖維植被混凝土基材：過(guò)2mm篩的沙壤土，對(duì)沙壤土進(jìn)行烘干使其含水率不超過(guò)20%;水泥采用P42.5普通硅酸鹽水泥;有機(jī)質(zhì)采用由椰殼中提取出的纖維制作而成的椰土，因椰纖維具有的性能使配置出來(lái)的椰纖維混凝土抗破壞能力強(qiáng)、保水和植生性能好，且不會(huì)對(duì)其的含水率造成影響;植被混凝土綠化添加劑（A-B菌）;由這些材料混合組成。

3.4 椰纖維植被混凝土噴植

當(dāng)完成坡面平整，錨釘和的高強(qiáng)度土工網(wǎng)鋪設(shè)與安裝，完成椰纖維植被混凝土配置后，進(jìn)行椰纖維植被混凝土基材噴植的施工。一般使用混凝土噴射機(jī)對(duì)表層和基層分別進(jìn)行噴植。順序從坡面由上往下進(jìn)行噴護(hù)，先基層后表層，每次噴護(hù)單寬4-6m，高度3-5m。

噴播由大于12立方的空壓機(jī)送風(fēng)，采用干式噴漿法施工。

基層噴織噴植的方法：在將水泥砂漿噴射在巖面上之前再次檢查坡面，清除坡面還殘留的雜物，盡可能使坡面平整，當(dāng)確認(rèn)清洗干凈后用水對(duì)坡面進(jìn)行噴淋，以促使基面與噴射植被混凝土的基材連接緊密，而后開(kāi)始試噴試驗(yàn)，先調(diào)整植被混凝土的水灰比，再進(jìn)行噴漿施工，噴護(hù)基層時(shí)基層厚度為8cm[8]。噴射作業(yè)開(kāi)始時(shí)，按照順序先送風(fēng)—后開(kāi)機(jī)—再給料，當(dāng)噴射結(jié)束時(shí)應(yīng)待設(shè)備噴射料噴完后，再關(guān)風(fēng)。

控制措施：噴射基層不需分層噴植，可將混凝土一次噴至設(shè)計(jì)厚度8cm。噴射過(guò)程中，噴嘴距坡面的控制范圍在0.6m至1.2m之間，噴嘴垂直于坡面，最大傾斜角度為10°，噴漿過(guò)程中的噴射頭輸出壓力為0.1MPa噴射時(shí)先噴凹陷部分，再噴凸出部分，噴射移動(dòng)可采用螺旋形或S形移動(dòng)前進(jìn)，采用自上而下的方法進(jìn)行[9]。

表層噴植的方法：基層噴植施工結(jié)束8小時(shí)內(nèi)進(jìn)行表層的噴護(hù)，表層噴護(hù)之前應(yīng)在坡面上噴一次透水，保證基層和表層的粘結(jié)，表層的噴護(hù)厚度為2cm，噴護(hù)控制時(shí)間在3-4小時(shí)內(nèi)。噴播應(yīng)近距離實(shí)施，以保證草籽播撒的均勻性，噴播同基層方式自上而下的進(jìn)行，單塊寬度按5-7m進(jìn)行控制。

3.5 養(yǎng)護(hù)

在噴播完成后要按照規(guī)定時(shí)間內(nèi)養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)施工根據(jù)天氣的變化隨時(shí)進(jìn)行，在基材表面覆蓋稻草，無(wú)紡布，遮蔭網(wǎng)等對(duì)混凝土進(jìn)行保溫保濕以及雨水的沖刷，按照設(shè)計(jì)要求對(duì)噴植的部位進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù)。

4? 結(jié)語(yǔ)

椰纖維作為椰工業(yè)的副產(chǎn)品，椰纖維材料比普通材料有著更好的保溫保水能力，其強(qiáng)度和柔韌性在自然界纖維中也是較好的。椰纖維植被混凝土與普通混凝土相比特性更加突出，對(duì)于護(hù)坡工程來(lái)說(shuō)，椰纖維植被混凝土符合當(dāng)今綠色發(fā)展，無(wú)污染，環(huán)保的要求，椰纖維植被混凝土發(fā)展前景很大。

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