El principio y estructura del hormigón ecológico
La presente invención mejora la adherencia de la lechada de cemento y la adherencia entre la lechada de cemento y el árido mediante la adición de una cierta cantidad de aditivos que evita que el cemento. la lechada bloquee los poros de la subestructura de hormigón ecológico debido al colapso, asegurando la formación efectiva, mejora y distribución uniforme de los poros en la estructura de hormigón ecológico general. Tiene un coeficiente de permeabilidad ideal y una resistencia considerable, que cumple con los requisitos de filtración y crecimiento de plantas, así como con los requisitos de refuerzo y reparación de presas.
La tecnología del hormigón ecológico de alta resistencia, permeable y cultivado en el lugar, no solo garantiza la función de las bermas de alta resistencia, sino que también forma un buen efecto de filtración debido a la porosidad y la buena permeabilidad al aire del sus materiales de hormigón ecológico, eliminando La presión hidrostática en toda la presa de pendiente garantiza la estabilidad a largo plazo del cuerpo del terraplén, integra aún más las cuestiones ambientales, coordina el entorno ecológico, reduce la carga ambiental, preserva y mejora el paisaje ambiental y permite el crecimiento de plantas y organismos acuáticos desempeña múltiples funciones en la mejora del paisaje, la purificación de la calidad del agua y la mejora del ecosistema.
Superficie de pendiente que cubre estructura estándar de ingeniería - estructura de marco. El marco es una estructura de hormigón vaciado in situ, con protección de talud de hormigón ecológico tipo vegetación por encima del nivel normal del agua de 50 cm, y protección de talud de hormigón ecológico permeable por debajo. El marco es una estructura que combina taludes y hormigón ecológico. Por tanto, teniendo en cuenta la importancia estructural y el espesor del hormigón ecológico (t = 10 cm), la forma de la sección transversal del marco está por encima del espesor mínimo de 20 cm.
La protección ecológica de taludes de hormigón se puede dividir en componentes colados in situ y componentes prefabricados. La protección de taludes con hormigón ecológico colado in situ requiere que los taludes de los ríos y lagos sean relativamente planos, lo que proporciona un gran sitio de construcción y cumple con las condiciones de mantenimiento. Además, el tamaño máximo de poro del hormigón ecológico curado es de sólo unos pocos milímetros, por lo que no deja cavidades para el crecimiento de plantas grandes. Los métodos de ecologización también se limitan a la hidropulverización o el césped. La protección de taludes prefabricada de hormigón ecológico supera las limitaciones de la protección de taludes moldeada in situ. Tiene una porosidad del 20% al 35%, una cierta resistencia (15 a 25 MPa) y grandes agujeros reservados para plantar plantas. para construir y ampliamente utilizado. La construcción de protección ecológica de taludes del río Huangpu adopta cuatro métodos de protección de bloques: combinación de una sola bola prefabricada de concreto ecológico, bloques conectados de 16 bolas, bloques con orificios redondos y bloques rectangulares.
Combinación de una sola bola. El diámetro de una sola bola es de 250 mm y hay orificios pasantes en las direcciones X, Y y Z dentro de la bola. Una vez formadas las esferas, se conectan con barras de acero de φ 8 (que requieren tratamiento anticorrosión) y se forma un agujero cuadrado de aproximadamente 100 mm de largo entre las esferas, como se muestra en la Figura 10-5(a). En los pavimentos multicapa, las capas esféricas también se pueden conectar con barras de acero para aumentar la estabilidad de la protección del talud, y el montaje es sencillo y flexible.
16 bloques esféricos unidos. El bloque esférico consta de 16 hemisferios en la parte superior y 16 pilares en la parte inferior, que están conectados naturalmente a través de concreto poroso, y se reservan 9 orificios cilíndricos con un diámetro de 80 mm, como se muestra en la Figura 10-5 (b). La altura del bloque es de 250 mm y el área de protección de taludes es de 1 m2. Los bloques están conectados con juntas reservadas. Los bloques tienen una gran masa y la protección de la pendiente es estable.
Bloque con orificio redondo. Utilizando una nueva estructura geométrica, las dimensiones totales son 500 mm × 330 mm × 250 mm, y en el medio del bloque se reservan tres orificios cilíndricos con un diámetro de 80 mm. Cuando se combina la protección de la pendiente, también se crean agujeros con un diámetro de aproximadamente 100 mm entre los bloques [Figura 10-5 (c)], dejando suficiente espacio para el crecimiento de plantas más grandes, y también se pueden colocar plantas entre los bloques. crecimiento en las costuras.
Bloque rectangular. La forma, estructura y tamaño son los mismos que los del bloque de orificios redondos, y el molde de moldeo es simple.
No hay un agujero reservado en el centro del bloque, pero se produce un agujero con un diámetro de aproximadamente 100 mm cuando se ensamblan los bloques, como se muestra en la Figura 10-5(d). Utilizado para plantar plantas, su porosidad es menor que la de los bloques redondos, pero la masa del bloque es grande y la protección de la pendiente es estable.
2. Configuración de protección ecológica de laderas
Tome el río Huangpu como ejemplo para ilustrar la configuración de la protección ecológica de laderas.
(1) Estructura de protección ecológica de pendientes
El río Huangpu es un río de marea semidiurna irregular con características de fluctuación obvias. Su proyecto de demostración de protección ecológica de pendientes está ubicado en la bomba Linjiang de. La planta de agua de la fuente del río Huangpu se encuentra a ambos lados de la toma de agua. La construcción de protección ecológica de la pendiente del río Huangpu favorece la estabilidad de la pendiente de la orilla, la restauración y reconstrucción del entorno ecológico en la orilla del río de la toma de agua y la mejora de la calidad del agua cruda. Debido al rápido flujo del río Huangpu, el agua de la marea se mezcla y fluye dos veces al día, y el tiempo de interacción entre el cuerpo de agua y la superficie de la pendiente es corto. La protección ecológica de la pendiente de 300 m de largo no tiene ningún efecto obvio en la mejora de la calidad. Calidad del agua del río. Por lo tanto, el desempeño ecológico de la protección ecológica de taludes con diferentes métodos de protección se discute principalmente desde aspectos como la capacidad de cobertura del suelo, el crecimiento de la vegetación y la estabilidad de los taludes.
Figura 10-5 Componentes prefabricados de protección de taludes de hormigón ecológico
(Unidad de dimensión: mm)
El proyecto de protección ecológica de taludes completó la construcción del talud al final de 2005, y en abril de 2006. A finales de mes se inicia la siembra. La longitud total de la protección de la pendiente es de 300 metros, el ancho de la pendiente es de 15 metros, el nivel de agua de marea alta de diseño es de 3,44 metros, el nivel de agua de marea baja es de 1,20 metros, la elevación superior de la pendiente es de 4,5 metros y la elevación inferior de la pendiente es de 2,5 metros (las elevaciones anteriores son todas relativas a Shanghai Wusong 0:7,5. La sección de protección de pendientes se muestra en la Figura 65438 +). Para comparar los efectos ecológicos de los diferentes componentes de protección de pendientes, se utilizaron los cuatro bloques anteriores respectivamente. La longitud de protección de pendientes de cada método de protección de bloques osciló entre 60 y 90 m.
Figura 10-6 Vista transversal de la protección ecológica de las laderas del río Huangpu
(2) Cubrir el suelo y plantar vegetación
Antes de plantar vegetación, las laderas y bloques de protección ecológica de la pendiente. Los poros deben llenarse con tierra para inducir el crecimiento de las raíces de las plantas a través de los poros. En principio, la capa superficial de tierra debe tener un espesor de 20 cm y el espesor del suelo no debe ser inferior a la parte superior de la bola o bloque. No es aconsejable plantar vegetación inmediatamente después de cubrirla con tierra. Se debe dejar durante unos 20 días. El riego con agua de lluvia y la erosión natural compactan el suelo. Además, el suelo es generalmente débilmente ácido, lo que puede neutralizar la alcalinidad del hormigón ecológico y es más adecuado para el crecimiento de la vegetación. Según la teoría de la biodiversidad, la diversidad de especies hará que la estructura de la cadena alimentaria en red del ecosistema sea más compleja y hará que el ecosistema sea más estable. Por lo tanto, la selección de especies de plantas debe diversificarse para aumentar la capacidad de una comunidad biológica equilibrada. Es apropiado elegir una plantación ecológica razonablemente mixta de 4 a 6 especies de plantas, principalmente con especies nativas. Según las características del nivel del agua del río Huangpu, la protección ecológica de las pendientes se puede dividir en áreas de cambio del nivel del agua y áreas de cambio del nivel del agua. El ancho de la pendiente del área de cambio del nivel del agua es de 8 m. Debido al movimiento de las mareas del río, se inunda dos veces al día. Elija cannas, espadañas, cebolletas, presas altas, cálamo y otras áreas para plantar. La pendiente del área sobre el cambio de nivel del agua tiene 7 m de ancho y, excepto en caso de inundaciones extremadamente graves o inundaciones por mareas, se encuentra por encima de la superficie del agua. Es adecuado para plantar vegetación herbácea perenne con fuertes capacidades de conservación de agua y suelo para interceptar la contaminación de fuentes difusas que ingresa al río a través de la pendiente. Se utiliza hidropulverización para plantar bermuda y raigrás.
3. Efecto ecológico de la protección de pendientes
(1) Capacidad de retención del suelo de cobertura
La función de la cobertura del suelo es inducir el crecimiento de las plantas y promover la extensión de Plantar raíces en hormigón ecológico, que cumple la función de anclar y reforzar taludes ecológicos. Cuanto mayor sea la capacidad de cobertura del suelo, más fácil será promover el crecimiento de las plantas y mejor será la capacidad de protección ecológica de las pendientes.
En zonas por encima de las fluctuaciones del nivel del agua, la capa de suelo suprayacente se riega con agua de lluvia y se asienta de forma natural. Cuando el suelo suprayacente tiene 15 días, la capa superior cae unos 2 cm y gradualmente se vuelve más densa. Debido a que el suelo que cubre el área de fluctuación del nivel del agua es arrastrado por las mareas del río Huangpu, especialmente durante la marea alta, cuando pasan grandes barcos, se forman continuas olas de agua con gran impacto en la superficie del agua, erosionando los bloques y cubriendo suelo. Cuando se cubre con 15d, dado que las partes superiores de la combinación de una sola bola y el bloque conectado de 16 bolas son esféricas, el suelo entre las esferas es arrastrado por el flujo de agua y erosionado. El suelo en la combinación de una sola bola y el bloque conectado de 16 bolas se ha hundido hasta el radio de la esfera, pero el suelo después del impacto es más denso y permanece en los poros entre la esfera y la parte inferior del bloque en la forma de una capa sedimentaria, provocando la pérdida de suelo. Las superficies de los bloques de agujeros redondos y de los bloques rectangulares son planas, el suelo superficial está erosionado y el suelo en los agujeros y entre los bloques permanece relativamente denso.
A través del análisis anterior, en áreas por encima de las fluctuaciones del nivel del agua, los cuatro métodos de protección y mampostería tienen buenas capacidades de retención del suelo, pero para áreas de fluctuación del nivel del agua, los bloques de orificios redondos y los bloques rectangulares tienen capacidades deficientes de retención de agua; Habilidad mejor que la de un bloque esférico.
Por lo tanto, para la protección ecológica de taludes en zonas por encima de las fluctuaciones del nivel del agua y en ríos y lagos donde la superficie del agua está relativamente tranquila, las combinaciones de una sola bola y los bloques conectados por bolas son adecuados para taludes de riberas con una erosión fluvial importante, componentes prefabricados como bloques circulares; y se deben seleccionar bloques rectangulares para la protección ecológica de las pendientes.
(2) Estado de crecimiento de la vegetación herbácea
La plantación de vegetación en áreas por encima de los cambios del nivel del agua consiste en mezclar semillas de pasto, agentes retenedores de agua, adhesivos, fertilizantes compuestos y películas de mantillo de fibra. con agua en proporción se formó shotcrete y se asperjó uniformemente sobre el talud ecológico con un rociador hidráulico a principios de junio de 2006. Tres días después de la pulverización, riegue y mantenga una vez; el quinto día, las semillas de pasto comienzan a germinar. Las tasas de germinación de las semillas de plantas bajo varios métodos de protección son básicamente las mismas porque no se ven alteradas por el agua del río. A los 10 días, a las plántulas les crecen de 2 a 4 hojas verdaderas. En la parte superior de la parcela que no estaba cubierta por tierra, aunque las semillas germinaron, el crecimiento casi se detuvo y las plantas se marchitaron o incluso murieron. Se puede ver que la plantación de vegetación de protección de pendientes de concreto ecológico debe tener suelo para inducir a las plantas a echar raíces y brotar a los 30 días, el pasto Bermuda joven ha crecido hasta unos 20 cm, mientras que el raigrás es relativamente corto y las plantas crecen; entre las esferas y en los poros de los bloques son relativamente pequeños. En realidad, crecen menos plantas en la superficie del hormigón ecológico. Desde la parte superior del talud se pueden observar plantas distribuidas a lo largo de los poros de los bloques y creando límites claros a lo largo de las cúpulas o superficies de los bloques. Las plantas se distribuyen uniformemente sólo en áreas con suelo más espeso. A los 60 días, la planta ha crecido hasta unos 50 cm, y las hojas y tallos de la planta se arrastran, cubriendo todo el pendiente ecológico. Los tallos que se extienden generan nuevas raíces en la superficie del biohormigón y se extienden hacia el interior. Al mismo tiempo, la vertiente ecológica es rica en microorganismos, insectos, reptiles, anfibios, cangrejos y otros animales, incluso aves se alimentan y anidan aquí, formando una cadena biológica completa.
(3) Estado de crecimiento de las plantas acuáticas
Seleccione plantas acuáticas como cannas, espadañas, cálamos, presas altas, cebollas verdes, etc. en el área de fluctuación del nivel del agua. son fuertes y tienen sistemas radiculares completos, cortan las ramas y hojas superiores, retienen las plantas jóvenes con una longitud de 30 a 40 cm y las trasplantan a diferentes áreas desde la parte inferior de la pendiente hasta el límite superior del nivel del agua. cambiar de zona para examinar la idoneidad de diferentes plantas para la protección ecológica de taludes de hormigón. Durante la marea alta, la profundidad del agua en el fondo de la pendiente es de aproximadamente 1 m y las olas del río tienen un fuerte efecto abrasivo sobre las plantas, afectando la fijación de las raíces de las mismas. Las plantas acuáticas fueron trasplantadas a finales de mayo de 2006. Las longitudes de las plantas se muestran en la Tabla 10-5.
Tabla 10-5 Estado de crecimiento de las plantas acuáticas para la protección del talud ecológico del río Huangpu
Como se puede observar en la Tabla 10-5, la canna es adecuada para áreas de aguas poco profundas y resistente al agua del río. erosión Todas las flores florecieron 60 días después de la siembra. El paisaje es bueno; aunque el cálamo puede permanecer verde durante todo el año y se espera que el paisaje sea bueno, no es adecuado para el hábitat ecológico de protección de pendientes de concreto. maní de agua, mientras que hay menos malezas o incluso ninguna maleza creciendo en otras áreas, lo que indica que las plantas acuáticas crecen bien. Puede inhibir el crecimiento de malezas. Tanto Typha como Gaoba son especies locales en el río Huangpu, que muestran buena aplicabilidad y son adecuadas para uso extensivo; manejo, pero Gaoba tiene un paisaje pobre y no es adecuado para más plantaciones. Se ha demostrado que las cebollas verdes son la planta acuática más ideal para la purificación de la calidad del agua y también son adecuadas para la protección ecológica de pendientes de hormigón, pero su paisaje no es tan bueno como el de la canna.
Cuando las plantas acuáticas se trasplantan a 80 días, la replantación y la resiembra deben realizarse de acuerdo con el estado de crecimiento de varias plantas acuáticas en la etapa inicial. El área de canna marchita fue reemplazada por espadañas, la parte superior del área de Huangpupu fue reemplazada por canna y la parte inferior fue reemplazada por espadañas y cebollas de agua. Después de reajustar la pendiente ecológica, las cañas, espadañas y cebollas de agua se conectan entre sí. Junto con la vegetación herbácea y las ricas comunidades biológicas en el área sobre los cambios del nivel del agua, se delinea la escena ecológica original a lo largo del río Huangpu.
(4) Estabilidad ecológica de las laderas
Después del reverdecimiento de las plantas, llegó la temporada de inundaciones. La protección ecológica de las laderas ha resistido la erosión de la lluvia y las mareas durante la temporada de inundaciones, y la vegetación herbácea y las plantas acuáticas pueden mantener eficazmente la cubierta del suelo. En la mitad inferior del área de cambio del nivel del agua, el bloque en sí no ha sido erosionado significativamente por el río y la forma del bloque es relativamente completa. Cuando las plantas se trasplantan durante 80 días, se quitan los bloques no fijados de diversos métodos de protección en el área de prueba y se pesan junto con la cubierta, las plantas y el agua intersticial. Se encontró que las raíces de las plantas han penetrado profundamente en los bloques de concreto ecológico y el subsuelo, anclando la protección ecológica del talud y la superficie de la base del talud en su conjunto, fortaleciendo la estabilidad del talud. La masa y los cambios del bloque de prueba antes y después de las dos pruebas se muestran en la Tabla 10-6.
Tabla 10-6 Unidad de masa del bloque prefabricado de hormigón ecológico: kg
Nota: El número entre paréntesis hace referencia al número de veces que se ha mejorado la calidad.
Se puede ver en la Tabla 10-6 que después de plantar vegetación durante 80 días, la calidad de los bloques de concreto ecológicos (incluidos el suelo, las plantas y el agua de los poros) ha mejorado en diversos grados en comparación con la calidad original.
Cuanto mayor sea el aumento de masa, mayor será la capacidad de fijación del suelo, mayor será el crecimiento de las plantas y más estable será la protección de las pendientes. El aumento de la masa de parcela en el área de vegetación herbácea es mayor que en el área de vegetación acuática. Esto se debe principalmente a que en el área de fluctuación del nivel del agua, el suelo de cobertura es arrastrado por el agua del río y el contenido de. el suelo sedimentario y el agua es menor. Entre los cuatro tipos de bloques, la masa de los bloques prefabricados de combinación de una sola bola y de orificios redondos aumentó más, lo que indica que estos dos tipos de bloques tienen un mejor rendimiento ecológico. Debido a la pequeña porosidad, la masa del bloque rectangular no aumenta mucho. La combinación de una sola bola y el bloque de rótula de 16 son más adecuados para la protección ecológica de pendientes en áreas por encima de las fluctuaciones del nivel del agua, y los bloques de orificios redondos son adecuados para la protección ecológica de pendientes en áreas con fluctuaciones del nivel del agua.
En resumen, en el área de fluctuación del nivel del agua, la capacidad de retención del suelo de los bloques con orificios redondos y los bloques rectangulares con superficies planas es mejor que la de la combinación de una sola bola y la configuración esférica de 16 bloques de rótula, y Los bloques con orificios redondos son más adecuados para la protección ecológica de pendientes en áreas de cambio de nivel de agua. En áreas por encima de niveles fluctuantes de agua, varios métodos de construcción son efectivos para mantener la sobrecarga. La combinación de una sola bola y los bloques de orificios redondos tienen una gran porosidad, lo que facilita la promoción de la germinación y el enraizamiento de las semillas. El bloque de 16 bolas tiene una gran masa y una protección estable de la pendiente, lo que lo hace adecuado para áreas por encima de las fluctuaciones del nivel del agua. A través de experimentos de plantación de vegetación, la vegetación herbácea como la bermuda y el raigrás se pueden utilizar bien para la protección ecológica de pendientes en áreas por encima de los cambios en el nivel del agua. Las plantas acuáticas en el área de cambio del nivel del agua deben ser principalmente espadañas, canna y cebollas de agua, que son adecuadas para un manejo extensivo. Canna es adecuada para zonas de aguas poco profundas y tiene buenas propiedades paisajísticas, mientras que las plantas acuáticas como el cálamo no son adecuadas para hábitats ecológicos de protección de pendientes de hormigón.