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混凝土砌塊產品在公路建設中的應用
瀏覽量：11559 添加時間：2017-06-02 公路邊坡防護起到對邊坡的結構性防護、排水、防止水土流失等工程效果，防護材料一般應符合下列要求：堅固耐久、抗沖刷、抗磨損性能強；適應整體變形能力強；便于施工、修復、加固；就地取材，經濟合理。砌石和現澆混凝土防護在國內應用較多。工廠化預制混凝土砌塊應用于邊坡防護在發達國家較為普遍，但受生產工藝限制，國內應用實例較少。近年來，隨著混凝土砌塊成型機成套設備的引進和研發，砌塊產品已經實現了規?；亩ㄐ蜕a，混凝土砌塊才開始得以大量應用.
將混凝土砌塊應用于公路邊坡防護工程中形成生態護坡，首先應保證邊坡防護結構穩定，其次是注重生態。其具體內涵是：保證邊坡的穩定，防止水土流失；景觀營建與周圍環境協調，充分利用環境與自然資源之間的和諧關系；實現廢棄資源的循環利用，生態環保，獲得良好的生態效益；節約工程占地。
1 生態砌塊邊坡防護
在公路邊坡防護工程中，砌石和現澆混凝土是最常見的兩種護坡形式。砌石結構具有抗磨損性能強、便于施工、修復、加固等優點，在石料資源充足地區應用較為普遍，不足之處在于工程質量不易控制，整體性差，在實際使用過程中由于砌石塊體小、砂漿砌筑不飽滿等因素，砌石護坡被掏空的破壞現象很普遍?，F澆混凝土結構整體性好，強度高，在相同的要素條件下，所需護砌厚度小，可節變形，一旦出現塌陷，難以修復，另外從環保和生態角度看，整體現澆的混凝土護坡不利于植物生存，生態和景觀效果差。
總的來看，砌石和現澆混凝土施工方式有如下共同的缺點：一是體積大，對地基承載力高，沉降變形大，需對地基專門處理；二是浪費不可再生的石料資源，石料資源來源困難，其工程造價也不斷增加；三是不能滿足水生物、綠化等生態要求，損害了河湖的健康；四是難以滿足生態、環保、景觀、親和自然的要求；五是整體性結構難以滿足凍融要求；六是施工機械化較困難，施工速度慢，使用勞動力較多。
隨著砌塊制造技術水平的提高，工廠化預制砌塊由于適應機械化施工和環境保護的需要，在發達國家已得到廣泛應用，它應用于公路邊坡防護工程上具有以下特點：（1）結構穩定性好?；炷疗鰤K護坡從結構上講介于散體護坡（拋石、干砌石）和整體護坡（現澆混凝土）之間，是以預制的砌塊作為護面層單元的一種鋪砌式斜坡柔性結構，雖然本質上屬散體護坡，但規則的塊型和一定的鋪筑方式，使相鄰砌塊可以共作用，使護坡適應變形能力強，并具有較強的整體穩定性。砌塊一般采用聯鎖連接方式，抵御動力作用效果好，裝配式的標準化施工也易于保證工程。（2）質量可靠。利用先進的砌塊成型設備制作護坡用混凝土砌塊，產品質量穩定，產量高，對護砌量大、工期緊的護坡工程優勢更為突出。砌塊塊型、幾何尺寸可按需要設計生產，砌塊的強度、密度、滲透性等性能指標也可選擇不同的原材料來滿足不同的設計要求。
（3）施工效率高。砌塊形狀規則，尺寸統一，工程質量易于控制，施工速度快，受天氣影響小。
（4）節約工程占地。公路邊坡的坡度一般為1∶1.5～1∶1.75，砌塊擋墻防護的邊坡坡度一般小于1%，直立式擋墻可達到85°，在公路改建工程中可大量節約工程占地。
（5）景觀效果好。通過塊型、鋪筑方式及顏色的變化，同時結合綠化，可將每個護坡工程都建設成為一個景觀工程，也有效防止了水土流失。
（6）循環經濟。砌塊生產可利用采石場或隧道棄渣，通過篩分除土，破碎分選，循環水除塵，將10mm以 上 材 料 用 于 混 凝 土 及 道 路 結 構 層 ， 將0.075～5mm的材料用于砌塊生產，將0.075mm以下材料進行網格護坡回填植草及復耕，形成循環經濟，實現了廢棄資源全部綜合利用
（7）安全環保。在砌塊生產過程中，大量應用粉煤灰、隧道棄渣、采石場棄渣、礦渣等廢料，可避免天然石料開采帶來的安全問題和對環境的影響。
（8）節省造價。在相同條件下，砌塊護坡的厚度小于砌石護坡，加之施工效率高，對施工現場的材料堆場面積需要小，減少投資成本。
（9）生態性養護。單純的工程防護坡面造型呆板、單調，景觀效果差，砌塊護坡可以結合工程綠化同時進行，使公路兩側的環境得到美化，還能豐富駕乘人員的視覺景觀，消解疲勞。
2 砌塊選型
砌塊得以應用的一個重要原因是人們可以根據工程需要生產不同的幾何形狀、尺寸、密度和開孔方式，滿足工程安全、質量、經濟、環保等要求的統一。
由于各地的工程實際情況不同，對砌塊選型沒有統一標準，本文結合工程經驗提出如下參考原則：
（ 1）經濟性。聯鎖砌塊厚度薄，幾何形狀多樣，在工廠化生產的條件下生產效率較高，造價低。
（2）安全性。開孔聯鎖形式可以起到降低荷載，增強整體抵抗力的雙重作用，與實體砌塊相比可以降低鋪砌厚度。
（3）砌塊結構。為保證砌塊有一定的抗折能力，砌塊最大邊長與最小邊長之比應控制在4∶1之內；砌塊邊緣宜設計為弧狀，以減少搬運過程中的碰撞損壞。
（4）生產效率。砌塊形狀越復雜，生產效率越低，一般每個砌塊的生產循環時間為10～15s。施工因素。垂直聯鎖砌塊不利于機械施工為確保兩名工人協作能順利鋪砌，單塊重量不宜超過50kg，對較重的砌塊，可采用簡易夾具輔助施工。
3 砌塊生產工藝
砌塊生產采用吉林久盛機械制造有限公司自主研發的、具有自主知識產權的砌塊成型機，該設備包括配料與攪拌系統、鋪料與成型系統、傳送與碼垛系統、自動控制系統等全自動操作系統，可以實現電子計量骨料、自動攪拌、液壓激振成型、蒸汽養生等生產工藝的全自動化生產，并且可以通過更換不同的模具生產出各種混凝土砌塊，如空心磚、承重磚、砌面磚、鋪路磚、路緣磚、堤壩護坡砌塊等混凝土構件。吉林久盛混凝土砌塊機與國際知名品牌德國瑪莎混凝土砌塊機、國內品牌北京瑞圖、西安銀馬相比，在技術與質量均可媲美。成型機采用振動加壓密實成型的工藝，水灰比一般小于0.3，所配混凝土為干硬性混凝土，主要原材料為水泥、碎石、砂、粉煤灰、減水劑。為保證產品內部均勻，表面不產生麻面、孔洞等現象，要求混凝土具有一定的流動性，一般為連續級配，水泥用量12%～15%。配合比優化設計需考慮水泥含量、碎石含量、砂率、粉煤灰含量四個因素綜合確定。對砌塊顏色有特殊要求時，可在面料或整個基料中添加彩色顏料。砌塊生產環節的主要控制要素包括：原材料質量與配合比、攪拌質量、成型時的質量、養護條件溫度、濕度、時間）和棧板的平整度等。
應用久盛公司自主研發的砌塊成型機生產的混凝土砌塊產品質量可達到如下技術標準：抗彎強度≥.0N/mm2；抗壓強度≥14.7N/mm ；透水系數≥1.0×10-cm/sec；抗滑性≥40BPN （濕潤狀態）；凍融性：200次；抗摩擦性：0.017～0.131g；吸水率：36.1%；保水率：0.2g/cm2。產品符合國家規范要求，滿足工程需要.
4 生態砌塊施工工藝
護坡：
在砌塊護坡施工中，可按國家現行施工規范要求進行清基、削坡以及墊層鋪設。砌塊護坡施工方法簡便易行，對施工人員沒有特別要求。結合施工實踐，提出砌塊護坡人力施工的具體要求：砌塊砌筑從條埂一側開始，由坡腳向坡頂方向進行，在水平和垂直方向分別掛線，確保鋪砌面整齊、美觀,砌塊間隙按2～5mm控制；砌塊由垂直方向進入鋪砌位置，借助膠錘（墊木塊）進行水平和高度調整，層面要拍打平實，禁止將砌塊從遠距離水平推向鋪砌位置；為避免對墊層的影響，砌筑過程中要隨時檢查表面平整度，必要時用碎石調整，一個作業面完成后要及時用混凝土封頂，以避免降水沖刷墊層；為增強護面層的整體穩定性，方便多作業面同時施工，可每隔50m設置混凝土或漿砌石條埂，條埂厚度為 50cm，寬度與砌塊寬度相同，條埂的空隙（對聯鎖砌塊而言）可用現澆混凝土填補.
砌塊護坡施工效率較高，從工程實際鋪砌效果看，人均日鋪砌面積均大于20m2，熟練工可達30m2。同時，施工效率與砌塊塊型關系密切，塊型越復雜，效率越低。無論何種塊型，施工效率均高于砌石護坡施工，且質量易于控制。
（2）直立式擋墻：
直立式擋墻基礎開挖時通常會遇到雜填土及淤泥質土基礎，邊開挖邊坍塌，無法形成穩定基坑。施工時應根據現場特殊地質情況，將雜填土及淤泥質土范圍內原擋墻基礎擴大，邊開挖，邊拋石，必要時增鋪格柵，形成穩定基坑后再按設計要求修筑基座。
將混凝土砌塊應用于公路邊坡防護工程中形成生態護坡，首先應保證邊坡防護結構穩定，其次是注重生態。其具體內涵是：保證邊坡的穩定，防止水土流失；景觀營建與周圍環境協調，充分利用環境與自然資源之間的和諧關系；實現廢棄資源的循環利用，生態環保，獲得良好的生態效益；節約工程占地。
1 生態砌塊邊坡防護
在公路邊坡防護工程中，砌石和現澆混凝土是最常見的兩種護坡形式。砌石結構具有抗磨損性能強、便于施工、修復、加固等優點，在石料資源充足地區應用較為普遍，不足之處在于工程質量不易控制，整體性差，在實際使用過程中由于砌石塊體小、砂漿砌筑不飽滿等因素，砌石護坡被掏空的破壞現象很普遍?，F澆混凝土結構整體性好，強度高，在相同的要素條件下，所需護砌厚度小，可節變形，一旦出現塌陷，難以修復，另外從環保和生態角度看，整體現澆的混凝土護坡不利于植物生存，生態和景觀效果差。
總的來看，砌石和現澆混凝土施工方式有如下共同的缺點：一是體積大，對地基承載力高，沉降變形大，需對地基專門處理；二是浪費不可再生的石料資源，石料資源來源困難，其工程造價也不斷增加；三是不能滿足水生物、綠化等生態要求，損害了河湖的健康；四是難以滿足生態、環保、景觀、親和自然的要求；五是整體性結構難以滿足凍融要求；六是施工機械化較困難，施工速度慢，使用勞動力較多。
隨著砌塊制造技術水平的提高，工廠化預制砌塊由于適應機械化施工和環境保護的需要，在發達國家已得到廣泛應用，它應用于公路邊坡防護工程上具有以下特點：（1）結構穩定性好?；炷疗鰤K護坡從結構上講介于散體護坡（拋石、干砌石）和整體護坡（現澆混凝土）之間，是以預制的砌塊作為護面層單元的一種鋪砌式斜坡柔性結構，雖然本質上屬散體護坡，但規則的塊型和一定的鋪筑方式，使相鄰砌塊可以共作用，使護坡適應變形能力強，并具有較強的整體穩定性。砌塊一般采用聯鎖連接方式，抵御動力作用效果好，裝配式的標準化施工也易于保證工程。（2）質量可靠。利用先進的砌塊成型設備制作護坡用混凝土砌塊，產品質量穩定，產量高，對護砌量大、工期緊的護坡工程優勢更為突出。砌塊塊型、幾何尺寸可按需要設計生產，砌塊的強度、密度、滲透性等性能指標也可選擇不同的原材料來滿足不同的設計要求。
（3）施工效率高。砌塊形狀規則，尺寸統一，工程質量易于控制，施工速度快，受天氣影響小。
（4）節約工程占地。公路邊坡的坡度一般為1∶1.5～1∶1.75，砌塊擋墻防護的邊坡坡度一般小于1%，直立式擋墻可達到85°，在公路改建工程中可大量節約工程占地。
（5）景觀效果好。通過塊型、鋪筑方式及顏色的變化，同時結合綠化，可將每個護坡工程都建設成為一個景觀工程，也有效防止了水土流失。
（6）循環經濟。砌塊生產可利用采石場或隧道棄渣，通過篩分除土，破碎分選，循環水除塵，將10mm以 上 材 料 用 于 混 凝 土 及 道 路 結 構 層 ， 將0.075～5mm的材料用于砌塊生產，將0.075mm以下材料進行網格護坡回填植草及復耕，形成循環經濟，實現了廢棄資源全部綜合利用
（7）安全環保。在砌塊生產過程中，大量應用粉煤灰、隧道棄渣、采石場棄渣、礦渣等廢料，可避免天然石料開采帶來的安全問題和對環境的影響。
（8）節省造價。在相同條件下，砌塊護坡的厚度小于砌石護坡，加之施工效率高，對施工現場的材料堆場面積需要小，減少投資成本。
（9）生態性養護。單純的工程防護坡面造型呆板、單調，景觀效果差，砌塊護坡可以結合工程綠化同時進行，使公路兩側的環境得到美化，還能豐富駕乘人員的視覺景觀，消解疲勞。
2 砌塊選型
砌塊得以應用的一個重要原因是人們可以根據工程需要生產不同的幾何形狀、尺寸、密度和開孔方式，滿足工程安全、質量、經濟、環保等要求的統一。
由于各地的工程實際情況不同，對砌塊選型沒有統一標準，本文結合工程經驗提出如下參考原則：
（ 1）經濟性。聯鎖砌塊厚度薄，幾何形狀多樣，在工廠化生產的條件下生產效率較高，造價低。
（2）安全性。開孔聯鎖形式可以起到降低荷載，增強整體抵抗力的雙重作用，與實體砌塊相比可以降低鋪砌厚度。
（3）砌塊結構。為保證砌塊有一定的抗折能力，砌塊最大邊長與最小邊長之比應控制在4∶1之內；砌塊邊緣宜設計為弧狀，以減少搬運過程中的碰撞損壞。
（4）生產效率。砌塊形狀越復雜，生產效率越低，一般每個砌塊的生產循環時間為10～15s。施工因素。垂直聯鎖砌塊不利于機械施工為確保兩名工人協作能順利鋪砌，單塊重量不宜超過50kg，對較重的砌塊，可采用簡易夾具輔助施工。
3 砌塊生產工藝
砌塊生產采用吉林久盛機械制造有限公司自主研發的、具有自主知識產權的砌塊成型機，該設備包括配料與攪拌系統、鋪料與成型系統、傳送與碼垛系統、自動控制系統等全自動操作系統，可以實現電子計量骨料、自動攪拌、液壓激振成型、蒸汽養生等生產工藝的全自動化生產，并且可以通過更換不同的模具生產出各種混凝土砌塊，如空心磚、承重磚、砌面磚、鋪路磚、路緣磚、堤壩護坡砌塊等混凝土構件。吉林久盛混凝土砌塊機與國際知名品牌德國瑪莎混凝土砌塊機、國內品牌北京瑞圖、西安銀馬相比，在技術與質量均可媲美。成型機采用振動加壓密實成型的工藝，水灰比一般小于0.3，所配混凝土為干硬性混凝土，主要原材料為水泥、碎石、砂、粉煤灰、減水劑。為保證產品內部均勻，表面不產生麻面、孔洞等現象，要求混凝土具有一定的流動性，一般為連續級配，水泥用量12%～15%。配合比優化設計需考慮水泥含量、碎石含量、砂率、粉煤灰含量四個因素綜合確定。對砌塊顏色有特殊要求時，可在面料或整個基料中添加彩色顏料。砌塊生產環節的主要控制要素包括：原材料質量與配合比、攪拌質量、成型時的質量、養護條件溫度、濕度、時間）和棧板的平整度等。
應用久盛公司自主研發的砌塊成型機生產的混凝土砌塊產品質量可達到如下技術標準：抗彎強度≥.0N/mm2；抗壓強度≥14.7N/mm ；透水系數≥1.0×10-cm/sec；抗滑性≥40BPN （濕潤狀態）；凍融性：200次；抗摩擦性：0.017～0.131g；吸水率：36.1%；保水率：0.2g/cm2。產品符合國家規范要求，滿足工程需要.
4 生態砌塊施工工藝
護坡：
在砌塊護坡施工中，可按國家現行施工規范要求進行清基、削坡以及墊層鋪設。砌塊護坡施工方法簡便易行，對施工人員沒有特別要求。結合施工實踐，提出砌塊護坡人力施工的具體要求：砌塊砌筑從條埂一側開始，由坡腳向坡頂方向進行，在水平和垂直方向分別掛線，確保鋪砌面整齊、美觀,砌塊間隙按2～5mm控制；砌塊由垂直方向進入鋪砌位置，借助膠錘（墊木塊）進行水平和高度調整，層面要拍打平實，禁止將砌塊從遠距離水平推向鋪砌位置；為避免對墊層的影響，砌筑過程中要隨時檢查表面平整度，必要時用碎石調整，一個作業面完成后要及時用混凝土封頂，以避免降水沖刷墊層；為增強護面層的整體穩定性，方便多作業面同時施工，可每隔50m設置混凝土或漿砌石條埂，條埂厚度為 50cm，寬度與砌塊寬度相同，條埂的空隙（對聯鎖砌塊而言）可用現澆混凝土填補.
砌塊護坡施工效率較高，從工程實際鋪砌效果看，人均日鋪砌面積均大于20m2，熟練工可達30m2。同時，施工效率與砌塊塊型關系密切，塊型越復雜，效率越低。無論何種塊型，施工效率均高于砌石護坡施工，且質量易于控制。
（2）直立式擋墻：
直立式擋墻基礎開挖時通常會遇到雜填土及淤泥質土基礎，邊開挖邊坍塌，無法形成穩定基坑。施工時應根據現場特殊地質情況，將雜填土及淤泥質土范圍內原擋墻基礎擴大，邊開挖，邊拋石，必要時增鋪格柵，形成穩定基坑后再按設計要求修筑基座。