摘要：无砂混凝土在水利工程中应用广泛，近年来在河道除险加固的大坝下游护坡中采用无砂混凝土护坡，逐渐得到推广应用。在软土地区的河道生态整治工程中，可直接利用挖掘机把预制钢筋混凝土沉管铅直压入堤岸下部成为护脚，施工质量容易控制；现浇无砂混凝土护坡生态性好、投资省同时又具有传统防护功能。沉管护脚结合现浇无砂混凝土护坡技术是一种兼顾传统安全和生态需求的生态岸坡防护技术，具有施工简便、缩短工期、降低造价、生态性和安全性良好等许多优点。
关键词：沉管护脚；无砂混凝土；生态护岸
如今，我国的水利建设事业有了突飞猛进的发展，在防洪、灌溉、供水、发电等各方面取得了惊人的成绩。新的水利建设理念要求水利工作者在进行河道整治时不仅要考虑水利工程的安全要求，还要考虑人们对河流的景观性、亲水性等方面的要求，更要考虑到生态性的要求，甚至更进一步提出对河流进行生态修复，以使河流恢复因人类活动的干扰而丧失或退化的自然功能。生态护岸在水陆生态系统之间架起了一道桥梁，对两者间的物流、能流、生物流发挥着廊道、过滤器和天然屏障的功能。在治理水土污染、控制水土流失、加固堤岸、增加动植物种类、提高生态系统生产力、调节微气候和美化环境等方面都有着巨大的作用。
一、无砂混凝土
无砂混凝土即不含砂的混凝土，它与普通混凝土的最大区别在于其无细骨料，仅由水泥、粗骨料和水拌合而成。颗粒均匀的粗骨料被水泥浆包裹其表面，水泥浆在其中不起填充作用，仅仅是将粗骨料胶结在一起，从而形成一种多孔性材料。无砂混凝土的配制强度最常用的为C15，C20 的较少，C25 及以上的无砂混凝土更是少见。无砂混凝土的配合比根据石子的粒径，选择合适的水泥用量。由于水泥不需包裹砂子而只包裹粗骨料，用量极少，只等于普通混凝土的一半左右，因而造价也低。由于质轻，隔热性能也很好。
二、沉管护脚无砂混凝土护坡技术
1、护岸分区防护。根据水位变化情况，河岸一般可划分为三个区域，即死水区、水位变动区和无水区。在进行生态护岸设计时应根据不同区域的水动力学特征选择相应的护岸形式。通常只对死水区、水位变动区考虑采用必要的工程措施，而河岸上部无水区一般可考虑植物护坡。死水区常年浸泡在水下，护脚结构型式可根据地质地形条件具体选择，应能适应一定的变形，同时从生态方面考虑，还应充分照顾到水生动物的生存要求。对于软土地区河道整治工程，可选用施工方便的沉管护脚；沉管内可以填土种植水生植物以改善河道生态景观。水位变动区自然土坡容易受水流冲刷，通船河段还受船行波冲刷，造成水土流失及岸坡崩塌，需要采用护坡工程措施。现浇无砂混凝土护坡技术是生态性比较好、投资比较节省同时又能满足传统防护功能的设计方案。
2、护岸工程设计。某工程沉管护脚结合现浇无砂混凝土护坡设计断面图。当岸坡土为黏性土时，无砂混凝土护坡与被保护的岸坡土之间无需设置反滤；当岸坡土为砂性土时，护坡与被保护的岸坡土之间建议设置土工布反滤，护脚沉管采用强度等级不小于C30 的预制钢筋混凝土管，管径及长度可根据工程实际需要确定，一般可采用市场上常用的内径80 cm、外径94 cm、长2 m 的预制钢筋混凝土管。可根据被保护土的抗冲性及水流流态确定是否需要在沉管接缝处进行反滤处理。现浇无砂混凝土设计指标可根据设计对象具体确定，无砂混凝土的孔隙率越大强度越低，具体配合比一般根据工程实验确定。按一般工程经验，现浇无砂混凝土厚度一般可取15～20 cm，无砂混凝土现场浇筑施工参考配合比：粒径为20～40 mm 的花岗岩碎石（干燥状态）：1 620 kg /m3；水泥：240 kg /m3；水：84 kg /m3；要求达到的设计强度：28 d 抗压强度≥5．6 MPa，28 d 抗折强度≥1．2 MPa。人工预留孔孔径5 cm，与现浇混凝土框格成45°斜向排列布置，行距与列距均为20 cm。为了让草更快更好地生长，一般可在无砂混凝土上铺一层厚约5 cm 的种植土。
1-预制的钢筋混凝土沉管，用于河岸护脚；2-预制的钢筋混凝土插条，结合土工布用于防止沉管间漏土；3-现浇的普通混凝土框格；4-现浇无砂混凝土护坡；5-预留的较大孔洞，以方便螃蜞等两栖类小动物筑巢。
3、无砂混凝土施工
1）施工准备
a）材料及主要机具。水泥选用P.C 32.5 普通硅酸盐水泥；石子选粒径10～30 mm 和粒径20～40 mm 的碎石，含泥量不大于2%，且无杂物；水用自来水或不含有害物质的洁净水；无外加剂、掺合料；主要机具用搅拌机、磅秤、手推车或翻斗车、铁锹、平板式振捣器、刮杠、木抹子、胶皮管、串桶或溜槽等。
2）操作工艺
清理。在地基或基土上清除淤泥和杂物，并应有防水和排水措施。对于干燥土应用水湿润，表面不得留有积水。在支模的板内清除垃圾、泥土等杂物，并浇水湿润木模板，堵塞板缝和孔洞。
混凝土拌制。后台要认真按混凝土的配合比投料，每盘投料顺序为：石子→水泥→石子→水（外加剂）。严格控制用水量，搅拌要均匀，最短时间不少于60 s。
混凝土的浇筑。混凝土的下料口距离所浇筑的混凝土表面高度不得超过2m，如自由倾落超过2m 时，应采用串桶或溜槽；混凝土的浇筑应分段连续进行；用平板振捣器，均匀排列，逐点移动，顺序进行，不得遗漏，做到振捣器密实，亦不得过振。平板振捣器的移动间距，应能保证震动器的平板覆盖已振捣的边缘；混凝土不能连续浇筑时，一般超过2h，应按施工缝处理；浇筑混凝土时，应经常注意观察模板、支架、管道预留孔、预埋件有无走动情况。当发现有变形、位移时，应立即停止浇筑，并及时处理好，再继续浇筑；混凝土振捣密实后，表面应用抹子搓平；混凝土浇筑完毕后，应在12h 内加以覆盖和浇水，浇水次数应能保持混凝土有足够的湿润状态，养护期一般不少于7昼夜；雨、冬期施工时，露天浇筑混凝土应编制季节性施工方案，采取有效措施，确保混凝土的质量。
4、护岸工程施工
沉管护脚可以水下施工，利用低水位直接利用挖掘机把预制钢筋混凝土管铅直压入岸坡下部成为护脚，施工质量容易控制，施工方便。在沉管护脚施工完毕后进行整坡，接着现浇无砂混凝土，再在无砂混凝土表面铺一层厚约5cm 的种植土种草护坡。为了避免大面积无砂混凝土护坡因强度较低出现折断破坏，可预先浇注好普通混凝土框格，再在框格内浇筑无砂混凝土。现浇无砂混凝土的主要施工过程如图所示。
采用沉管护脚结合现浇无砂混凝土护坡技术，进行生态公园河道整治工程时通过适生草种筛选试验选用河岸边坡生态治理植物，后期的观察发现，唯有本土植物才能更好地适应当地环境条件。因此在整治该工程中水陆交错带水生植物品种的选择首选是本土植物：护脚沉管种植从临近河滩地移植过来的咸水草一直生长得很茂盛；坡面也不直接种草，而是施工时先把工程表土挖好放在一边，等修坡后再在坡面上铺一层约5cm厚的表土，一个月后表土中含有的草籽就开始发芽成长，两三个月后坡面就基本都长满本土植物。在主体工程完工半年后回访拍摄的相片，河岸坡植被生长良好，且种类繁多，形成较好的景观效果；还可见到蚂蚁、蜘蛛、蜥蜴等小动物活动，一片生机盎然。
河道的生态护岸建设是河道生态治理的一个重要内容，在进行生态护岸建设时应充分考虑到生物多样性的要求，同时应根据不同区域水位变化情况进行分区设计。对于软土地区的河道生态整治工程，沉管护脚工艺简单，施工质量容易控制；沉管内可填土种水生植物，沉管内及沉管间的空隙可为水生动物提供生存空间。
参考文献：
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［2］张石明，李蔚．无砂混凝土护坡市防洪工程中的应用［J］． 江西建材，2012（03）：18．
［3］陈泰苗． 无砂大孔混凝土技术在护坡工程中的应用［J］．甘肃水利水电技术，2012，46（07）：25 － 29．
论文作者:杨瑞鹏
论文发表刊物:《基层建设》2019年第6期
论文发表时间:2019/4/30
标签：混凝土论文; 护坡论文; 护岸论文; 生态论文; 河道论文; 工程论文; 现浇论文; 《基层建设》2019年第6期论文;