挡土墙绿化技术综合研究

【摘 要】挡土墙在公路中应用广泛，它为增强路基路面的稳定性发挥着重要作用。但是，灰色调的墙体结构与周围环境难以融合，易使公路项目产生绿化不连续感。随着人们审美观念的提升和环保意识的增强，挡土墙结构应向绿化、降噪、除尘等多功能方向发展。为此，本文提出了生态挡土墙的技术思想，并结合多种挡土墙结构形式进行系统的研究。

【关键词】挡土墙生态墙绿化

中图分类号：X734 文献标识码：A 文章编号：

引言

目前，公路绿化研究主要集中在对边坡、分隔带、路肩及附属设施等区域的绿化，而对公路及城市道路中广泛存在的各类挡土墙墙面的绿化研究十分有限。挡土墙的主要作用是防止边坡或基底滑动，确保路基或边坡稳定，收缩填土坡脚，减少填方及拆迁、占地等。随着挡土墙结构物的大量使用，其功能过于单一的弊端逐渐暴露出来。挡土墙在功能上主要有三个缺点。（1）色调单一，长距离或大面积的墙体割裂了绿化体系，对景观造成威胁；（2）长路堑挡墙段及匝道挡墙段汽车尾气和灰尘聚集量大，空气污染严重；（3）墙表面吸声效果差，狭窄路段隆音现象严重，噪声大。随着社会的发展和人们环保意识的增强，挡土墙必须从单一功能向多功能方向发展，才能满足更高的使用要求。为此本文提出生态挡土墙的技术思想。

生态挡土墙是采用培植植被或悬挂生态蓝的方法对常规挡土墙表面的局部或全部进行绿化，利用墙内土壤的水分和营养、路面排水或少量人工养护维持植被生长，使挡土墙成为兼具防护、绿化、降噪等功能的生态系统。

1.国内外研究现状

欧美及日本等发达地区与国家早在19世纪就十分重视环保和绿化，法国、瑞士等国在生态公路建设方面也开展多年。边坡防护主要分为土质边坡防护和石质边坡防护。对于土质边坡，Donald H.Gray and Rbbin B.Sotir (1996)把所有方法分为两类：一类是单独利用植物，对边坡进行防护绿化，如植物篱笆（living fascine）、栽草皮等；另一类将护坡建筑物与植被相结合进行防护和绿化，如绿化墙（包括栅墙）（vegetated wall）、框格绿化法、带孔砖等。对于石质边坡，日本于1976年首先开发出厚层基材喷射护坡绿化技术。它是采用改进传统喷锚支护的方法，把防护和绿化有机地结合在一起，主要用于软弱岩石边坡的生态防护。

我国在边坡防护绿化方面近几年发展迅速。三峡大学目前已成功研制出植被混凝土技术，它是采用特定的混凝土配方和种子配方，对岩石边坡进行防护和绿化的新技术。

上述边坡防护绿化技术都仅局限于对已有较缓边坡的绿化，用于挡土墙特别是坡面较陡的混凝土墙表面均不适合。

2.生态挡土墙系统分析

根据墙体结构及挡土原理差异，挡土墙的主要类型有重力式、锚定式、薄壁式、加筋式，以及近年来迅速发展起来并广泛应用的柔性自嵌式挡土墙等。本文取前三种类型为例对生态挡土墙系统进行分析。

2.1结构组合

图1~图4分别是薄壁式、重力式和锚定式生态挡土墙设计模型。

图1 扶壁式生态挡土墙 图2 薄壁式生态挡土墙

图3 重力式生态挡土墙 图4 锚定式生态挡土墙

生态挡土墙结构由挡土墙和生态蓝两部分组成，其中生态蓝有悬挂式生态蓝和镶嵌式生态蓝两种类型。悬挂式生态蓝凸出墙体表面一定长度，交错相间布置，达到局部绿化效果，见图1；镶嵌式生态蓝安置于挡土墙内部，外部与墙体表面基本齐平，见图2~图4，根据挡土墙配筋要求决定生态蓝数量和位置；在镶嵌式生态蓝绿化墙体的基础上，也可适量安置悬挂式生态蓝，以达到全面绿化的效果。两种生态蓝类型可根据墙体结构特点进行组合。

2.2 生态蓝系统

生态蓝系统是生态挡土墙设计的重点。生态蓝是一个生态系统，要维持草皮生长并顺利进行自然周期更迭，必须考虑该体系的取水、取肥以及培土、补苗、更换破损生态蓝等生长和养护问题。此外，生态蓝安装在挡土墙上，因此还要考虑生态蓝对挡土墙结构物的结构稳定性及墙内土基的稳定性问题，如墙内土基排水、路面排水、生态蓝储水等。

图5 植物生产力-时间变化曲线图6 生态蓝系统示意图

2.2.1 镶嵌式生态蓝

（1）土壤

在很陡甚至是垂直地面的墙面上培育植被，首先要求土壤有一定强度，不脱皮、耐冲刷。植被混凝土能很好的满足这个要求。植被混凝土[1]是为边坡绿化专门配制的混凝土，水泥用量10~15%，含砂土、有机质（稻壳或锯末）、长效肥、添加剂（中和碱性）、冷暖季混合草种等材料，该混合物流动性较好，便于施工，成型后具备大于15 Kpa的强度，孔隙率在50-65%，满足强度和生长环境两方面要求。在长效肥的作用下，植物生产力随时间变化曲线见图5所示，A阶段为植被生长初期，肥力旺盛，B阶段肥力下降，在植被根系发达以后，长效肥和土壤中的养分共同起作用，植物生产力在C阶段逐渐达到平衡。为降低造价，植被混凝土用于生态蓝时仅在表层5~10cm使用，起稳固土体作用，生态蓝内部仍使用含有机质的普通土壤。

（2）取水与排水

图6是镶嵌式生态蓝系统的剖面示意图。生态蓝系统维持植被生长所需水分主要依靠土基内水分和路面排水。路基内水分渗入到墙后反滤层内，下渗进入到生态蓝的过滤层里，逐步浸入土壤，未浸入土壤的水分则储存在储水槽里，在根系吸水及毛细作用下储水槽中的水分也会进入土壤中。当路基中水分较多，生态蓝的过滤层中充满水时，多余水分沿生态蓝顶部排水孔排出，不会对土基造成危害。一般来说，路基中的水分是十分有限的，不能满足植物生长需要，因此还应充分利用降雨时的路面排水。路面排水比较容易收集，经路肩汇流后，在挡土墙表面预留浅槽，水流即可沿槽流入生态蓝里。充分利用路基、路面排水，在不影响路基路面稳定的前提下，能减少人工洒水次数，降低养护造价。

（3）养护与管理

生态墙养护管理的内容主要有初期养护管理和日常养护管理。施工初期草种发芽需水量大，养护内容主要是洒水育苗；当植被生长稳定以后，养护的主要任务是定期检查排水孔淤塞情况、生态蓝内积水状况、更换发生破损的生态蓝、干旱天气人工洒水等。

2.2.2悬挂式生态蓝

悬挂式生态蓝是挂靠在挡土墙外部的一种绿化形式。其土壤四周有外壳托护，因此使用普通土壤即可；水分来源与路基内部排水无关，主要依靠路面排水、雨水和少量人工洒水；日常养护内容主要是检查生态蓝在重力作用下的破损情况和洒水浇灌。

3设计与施工方法

3.1生态挡土墙设计方法

生态挡土墙的主体仍是挡土墙，设计时可按下面步骤进行：

（1）一般挡土墙初步计算；

（2）生态蓝形式选择与组合；

（3）生态蓝结构设计；

（4）生态挡土墙整体安全性验算。

其中，生态蓝的结构设计包括截面强度计算和细部构造设计，生态蓝的设计应安全并便于安装。

3.2生态挡土墙的施工方法

图6所示，对于镶嵌式生态蓝，在生态蓝的下部有一块与储水槽等高的活动砼块，施工时可先将活动砼块取下，把已完成培土、设置过滤层的生态蓝推入挡土墙内，然后再将活动砼块填上。为防止拆卸生态蓝时墙后的碎石反滤层下落，可在生态蓝与反滤层的交接处设置一层镀锌铁丝网。对于悬挂式生态蓝，可在挡土墙施工结束后的合适季节，将生态蓝安装在墙面上，也可在生态蓝内植被成长稳定时再将其进行安装。

4结论

采用生态蓝与挡土墙相结合的办法，可使挡土墙表面局部或全部得到绿化，在不影响其防护功能的前提下，能有效克服挡土墙功能单一的缺点。

生态挡土墙比普通挡土增加了生态蓝系统，因此增加了挡土墙的造价。为推广使用生态挡土墙，美化公路环境，应继续对生态蓝系统的选材、填料及植物选择等进行深入研究。

参考文献：

[1]王铁桥 许文年 叶建军等.挖方岩石边坡绿化技术与方法探讨.三峡大学学报（自然科学版）第25卷 第2期2003年4月：101-104.

[2]杨京平 卢剑波. 生态恢复工程技术 . 北京：化学工业出版社.2002 .

[3] 杜娟. 客土喷播施工法在日本的应用与发展. 公路 .2000.第7期.

[4] Donald H. Gray and Robbin B. Sotir（1996）. Biotechnical and Soil Bioengineering Slope stabilizationUSA: John Wiley & Sons, Inc. [5]Shields. F.D .andD.H. Gray (1993).Effects of woody vegetation on the structural integrity of sandy levees. Water Resources bulletin 28(5):917-931.