生态挡墙

⑴ （一）生态护坡及其优势

1.生态护坡的含义与作用机理

生态护坡是河流生态治理的一项重要措施，是结合水利工程与生态环境保护而兴起的一种新型护坡技术。它集现代水利工程学、生物科学、环境学、生态学、景观学、美学等学科为一体，打破了传统护岸水泥三面衬砌、整齐划一的格局，同时不再仅仅强调护岸的抗冲刷能力等，而要求稳定性、景观性和生态性的完美结合。因此，生态护坡技术可描述为“通过使用植物或植物与土木工程相结合的方式，减轻水流、风浪、雨水等各类侵蚀的程度，提高坡面及坡脚的稳定性，实现河岸生态群落向顶级群落演变的水利工程技术”。

生态护坡技术是利用植被涵水固土的原理稳定岩土边坡同时美化环境的新技术，是涉及岩土工程学、水土保持学、环境保护学、生态学植物学、园林学、土壤肥料等多学科于一体的综合工程技术。

根据以上概念，生态护坡模式应具有以下特点：

1）从概念与方法看，强调两个标准的协调，不仅需要根据当地自然和社会经济发展状况提出河道的防护体系标准，而且需要了解河道本身的自然生态体系，使得工程实施后能尽快恢复河道系统的生态平衡。涉及的领域更宽，技术手段更多，方法更复杂。

2）丰富了原有护坡模式，不仅包括传统的防护绿化型，而且还包括滩地的人工湿地系统，高尔夫球场、种植养殖等开发型模式。

3）材料的选择多样化，包括土、石、混凝土、生态型混凝土制品、土工合成材料、适宜的植物等。只要满足生态防护的要求，不排斥采用混凝土进行防护。

4）与传统的绿化美化不同，生态护坡强调尽量利用自然的力量达到植被系统的生态平衡和自然修复，恢复自然的四季景观。经验表明，不能自然生态平衡的系统需要人工进行维持，因而管理维护费用高。

生态护坡作用方式主要是通过坡面植物的地下根系和地上茎叶，地下广布的根系纵横交织，大大增加了土体的固着和结持力，地上部分的茎叶可减少或防止降雨对地的直接撞击溅蚀。从上述角度出发，其护坡机理应当从以下两个方面考虑：①植被系统控制侵蚀的力学机制（力学效应）；②植被系统控制侵蚀的水文机制（水文效应），在这方面周锡九、张俊云、王文生等人做了大量的研究工作，归纳起来生态护坡的机理如图10-1所示。

图10-1 生态护坡机理

图10-1中深根锚固作用与蒸腾排水效应的主要功能是加固边坡，浅根加筋作用与茎叶水文效应的主要功能是坡面防护。

植被的力学效应。植物分为草本类植物和木本类植物两大类，由于这两大类植物生物学特性不同，造成其根系形态也不尽相同，因此其作用机理也不同。根据根的形态特征，植物根系可分为草本类植物根系和木本类植物水平根系、垂直根系三种类型，从力学角度表现为浅根加筋、深根锚固两种作用类型。其机理如下：①浅根的加筋作用。植草的根系在土中错综盘结，使边坡土体在其延伸范围内成为土与草根的复合材料，草根叫视为带预应力的三维加筋材料。②深根的锚固作用。木本植物的垂直根系的主根粗壮，扎入土层较深。垂直深根穿过边坡的软弱层或滑动面，以锚固与桩侧阻的方式对边坡起到加固作用，其作用类似于锚杆或抗滑桩。

植被的水文效应。植被地上部分的茎叶及枯枝落叶可减少或防止降雨对地面的直接撞击溅蚀，植物尤其是草本植物具有控制土壤侵蚀的能力，通过其降雨截留、径流延滞、土壤增渗、土层固结等作用，改善坡面小气候，减缓了土表侵蚀。①降低坡体孔隙水压力，提高土体抗剪强度。降雨是诱发滑坡的重要因素之一，边坡的失稳与坡体水压力的大小有着密切关系。植物通过吸收和蒸腾坡体内水分，降低土体的孔隙水压力，增加土体吸力，提高土体的抗剪强度，有利于边坡体稳定。②降雨截留，削弱溅蚀。一部分降雨在到达坡面之前就被植被截留，重新蒸发到大气或下落到坡面。下落的雨滴在打击坡面时，把动量传递给土体，产生的分裂力使土体颗粒分离飞溅，在滴溅过程中，雨滴动量越大，撞击分裂力越大，被溅出的土粒数量也越多，植被能拦截高速下落的雨滴，减少雨滴数量、滴溅能量及飞溅的土粒。③抑制径流冲刷。地表径流带走己被滴溅分离的土粒，进一步引起片蚀、沟蚀，植被能够抑制地表径流并削弱滴、溅蚀，从而能控制土粒流失。通常情况下，土的流失量随植被覆盖率的增加呈指数关系降低。

2.生态护坡相对于传统护坡的优势

传统的城镇河道整治，一般采用单纯的工程措施护坡，主要有浆砌或干砌块石护坡、现浇混凝土护坡、预制混凝土块体护坡等，护砌形式多为梯形或矩形断面，有些甚至是全断面衬砌。这些结构形式的传统护坡，在保持坡岸的结构稳定、防止水土流失以及防洪排涝等方面，起到了一定的作用，但却对景观、环境和生态产生了不同程度的负面影响。而目前采用的生态型护坡一般是采用植物护坡或植物与工程措施相结合的复合护坡。因为植被的存在，恢复了护坡应具备的生态学功能，相对于传统护坡有了较大改善。

（1）改善水质及水体的自净能力

光洁、硬质的传统护坡，岸坡没有植物作为屏障，会使岸边的垃圾以及地表径流带来的污染物轻易进入水体，加速水体水质的恶化，造成污染。而生态护坡因为植被能够滞纳垃圾和颗粒物质，过滤来自高地以及地表径流中的污染物，起到保护河道水体的作用。蔡婧等的研究发现土壤生物工程柴笼、灌丛垫和传统的植草护坡对悬浮固体和营养盐的截留率达到80%以上。另外，寸草不生的传统硬质护岸，破坏了水体—土壤—生物之间的物质和能量循环体系，不利于具有净水功能的水生生物的生长，削弱了水体的自净能力。生态护坡所采用的植被以及新型材料加强了护坡的透水性和透气性，在一定程度上保持了水体—土壤—生物之间的物质和能量循环，保护了水体的自净能力。

（2）调节水温变化，维持水生生态系统的平衡

传统护坡增强了对光照的吸收，导致水体温度变化过大，不利于维持水中生态平衡。水温的变化过大，不利于对温度敏感物种的生存；对鱼类产卵产生较大的负面影响，因为鱼类的正常繁殖对温度的反应非常敏感；在高温季节，还会孳生传染病菌。而引入植被、灌木或森林的生态护坡在调节光照吸收和防止水温变化过大方面起到了一定的作用。因此，从这个层面上说，生态护坡在一定程度上改善了水生生态系统的平衡。

（3）保护河道系统的生态多样性

混凝土和砂石修葺的传统护坡在一定程度上加快了水体的流速，加大了水流冲刷力度，水中一些生物会被水流冲走，使水中生物减少，岸上又缺乏天然植物，直接影响沿河野生物种，如水鸟等的生存。据统计，目前河道衬砌后，沿河生物种类减少了70%以上，而水生生物也只相当于原来的50%，加之河道的裁弯取直、横断面的几何规则化，使自然河流系统中河床的异质性不复存在，许多水生生物无法安身，不能形成多种多样的生境组合。生态护坡的透水性有利于维持河道水体的原有流速，同时也为各种生物的生长、昆虫和鸟类的栖息、鱼类的繁殖提供了有利的水边环境，保护了河道系统的生物多样性。

（4）恢复护坡的绿色景观

过去没有绿色的传统护坡，使河道失去了原有的生机。而增加了绿色的生态护坡，恢复了护坡的绿色景观，满足了现代人回归自然的追求。生态型护坡是在传统型护坡基础上的改进，不单纯局限于新型环保材料或技术的应用，同样重视发掘传统人工材料和技术的生态功能以及改进传统的护坡方法，在设计和施工中更多地顾及环境和生物的需求。因此，生态型护坡既源于传统型护坡，又有别于传统型护坡，是护坡工程发展的崭新阶段。

⑵ （二）传统生态护坡的常见类型及其优缺点

1.人工种草护坡

人工种草护坡，是通过人工在边坡坡面简单播撒草种的一种传统边坡植物防护措施。多用于边坡高度不高、坡度较缓且适宜草类生长的土质路堑和路堤边坡防护工程。

优点：施工简单、造价低廉等。

缺点：由于草籽播撒不均匀，草籽易被雨水冲走，种草成活率低等原因，往往达不到满意的边坡防护效果，而造成坡面冲沟，表土流失等边坡病害，导致大量的边坡病害整治、修复工程，使得该技术近年应用较少。

2.液压喷播植草护坡

液压喷播植草护坡，是国外近十多年新开发的一项边坡植物防护措施，是将草籽、肥料、黏着剂、纸浆、土壤改良剂上、色素等按一定比例在混合箱内配水搅匀，通过机械加压喷射到边坡坡面而完成植草施工的。

优点：①施工简单、速度快；②施工质量高，草籽喷播均匀发芽快、整齐一致；③防护效果好，正常情况下，喷播一个月后坡面植物覆盖率可达70%以上，两个月后形成防护、绿化功能；④适用性广。目前，国内液压喷播植草护坡在公路、铁路、城市建设等部门边坡防护与绿化工程中使用较多。

缺点：①固土保水能力低，容易形成径流沟和侵蚀；②施工者容易偷工减料做假，形成表面现象；③因品种选择不当和混合材料不够，后期容易造成水土流失或冲沟。

3.客土植生植物护坡

客土植生植物护坡，是将保水剂、黏合剂、抗蒸腾剂、团粒剂、植物纤维、泥炭土、腐殖土、缓释复合肥等一类材料制成客土，经过专用机械搅拌后吹附到坡面上，形成一定厚度的客土层。然后将选好的种子同木纤维、黏合剂、保水剂、复合肥、缓释营养液经过喷播机搅拌后喷附到坡面客土层中。

优点：①可以根据地质和气候条件进行基质和种子配方，从而具有广泛的适应性；②客土与坡面的结合牢固；③土层的透气性和肥力好；④抗旱性较好；⑤机械化程度高，速度快，施工简淡，工期短；⑥植被防护效果好，基本不需要养护就可维持植物的正常生长。该法适用于坡度较小的岩基坡面、风化岩及硬质土沙地，道路边坡，矿山，库区以及贫瘠土地。

缺点：要求边坡稳定、坡面冲刷轻微，边坡坡度大的地方，已经长期浸水地区均不适合。

4.平铺草皮

平铺草皮护坡，是通过人工在边坡面铺设天然草皮的一种传统边坡植物防护措施。

优点：施工简单，工程造价低、成坪时间短、护坡功效快施工季节限制少。

适用于附近草皮来源较易、边坡高度不高且坡度较缓的各种土质及严重风化的岩层和成岩作用差的软岩层边坡防护工程。平铺草皮是设计应用最多的传统坡面植物防护措施之一。

缺点：由于前期养护管理困难，新铺草皮易受各种自然灾害，往往达不到满意的边坡防护效果，而造成坡面冲沟、表土流失、坍滑等边坡灾害。导致大量的边坡病害整治、修复工程。近年来，由于草皮来源紧张，使得平铺草皮护坡的作用逐渐受到了限制。

（5）网格生态护坡

网格生态护坡，是由砖、石、混凝土砌块、现浇混凝土等材料形成网格，在网格中栽植植物，形成网格与植物综合护坡系统，既能起到护坡作用，同时又能恢复生态、保护环境。

网格生态护坡将工程护坡结构与植物护坡相结合，护坡效果非常好。其中现浇网格生态护坡是一种新型护坡专利技术，具有护坡能力极强、施工工艺简单、技术合理、经济实用等优点，是新一代生态护坡技术，具有很大的实用价值。

⑶ 生态挡土墙用什么植物配置比较美观又实惠

撒点牵牛花种子，在墙边扯点绳子或钢丝，它就顺着爬上去了，到夏季开花时特别好看。更经济的可以沿墙边种植些葫芦、南瓜、丝瓜，不但可以遮住挡土墙，还能收获果实。

⑷ 生态挡土墙一般用哪种形式

目前常用的有生态混凝土、生态袋、石笼网以及柔性生态自嵌式挡墙系统。
1、生态混凝土：一种目前比较矛盾的概念。它的结构原理是传统混凝土的变形，通过现场浇筑特殊材质配比的混凝土形成类似于爆米花的结构，随机形成的孔洞作为植物栽种的空间，是一种刚性结构。施工完成后表面绿化。经过一段时间的自然变化，混凝土的碱性会使得植物枯死。由于其本身仍然为混凝土刚性结构无法适应任何变形引起的破坏，又在浇筑时留出了很多孔洞无法保证整体结构的强度。
2、生态袋：在具有透水性跟一定强度的袋中填入填充土，通过不同形式的垒砌形成柔性挡墙或护坡结构。并在其表面种植植物。由于袋体材质的限制使其无法达到足够强度，不能很好承载水土压力变化。并且由于袋装土在吸水后对袋体透水性会形成阻塞并且本身会硬结，所以目前基本作为护坡挡墙工程中的临时性结构使用。
3、石笼网格：通过金属编织的六方孔网制成网格，并在其中填入石料形成的柔性生态挡墙护坡系统。施工中的石料尺寸与网格孔洞的比例配合要求很高，如果过大很容易对网格造成破坏及结构失稳，如果过小则会从网格空洞中漏掉。并且由于石料的规格、作用力等都是很随机的，很难控制工程质量。
4、生态自嵌挡墙系统：通过低碱高强度预制块组成柔性自嵌式挡墙系统，整体结构稳定，排水性好，柔性结构对变形适应性强，高强度块体的承载能力高，并且施工简单，景观效果好，同时在预制块生产时掺加的木质纤维材料使得挡墙对植生的生长及生态环境改善起到了良好的作用。

⑸ 生态挡土墙的介绍

生态挡土墙是一种既能起到生态环保的作用、又兼具景观功能、且能防止水土流失的挡土墙。

⑹ 生态格宾挡墙与砌石挡墙有什么区别

挡墙大部分都是为了修复水生态、改善水环境，促进水系生态良性循环，采用生态护岸（格宾生态格网挡墙）方式来替换混凝土、浆砌石等的传统样式，为什么现在大都采用生态格宾挡墙而舍弃了原来的砌石挡墙主要原因有以下几个方面。

原来传统样式的浆砌石施工难度稍高，且必须设置排水孔，沉降缝等附属结构，给其施工造成一定的难度。且浆砌石施工必须有专门的机械来辅助施工。对于施工时间，浆砌石挡墙也有一定的限制，不能在冬天或是雨季施工，而绿格挡墙则不存在这些限制，任意时候都能施工。
最重要的一点就是生态格宾网可以在生态性上面，混凝土面层不可实现绿化，而绿格网箱挡墙可以实现绿化。在绿格网的网孔之间进行覆土，并进行认为的植草可以很快的实现绿化效果。
第三点就是生态格宾石笼网在基础处理方面，浆砌石对基础的要求较高，设计较复杂，而网箱挡墙对基础要求较低，基本不需要进行基础处理，因此能节省大量基础处理费用。
第四点格宾相对于砌石挡墙在后期维护及安全性上面，混凝土挡墙需要检查排水孔是否发生堵塞，是否发生不均匀沉降，而绿格挡墙完工之后基本不需要维护。

⑺ 生态挡土墙的生态挡土墙之自锁式景观挡土墙

国家专利产品
日前，自锁式生态挡土墙已经获得国家知识产权局所颁发的专利证书。
自锁式景观挡土墙是一种新型的景观材料，充分考虑了景观视觉、力学性能、环境保护等多方面的因素。具有卓越的设计性能，品种丰富，满足各种视觉效果和地形要求，并且设计施工简单快捷。尤其值得注意的是，挡土墙修筑完成后产生的序列感，更能达到宏伟壮观的视觉效果。
自锁式景观挡土墙是组合重力式结构，依靠自锁式景观挡土块自身的重量和其后加筋网片土体重量来达到稳定的目的。此结构无需砂浆施工，依靠块与块之间嵌固作用、墙身重量和加筋土重量来防止滑动和倾覆失稳。
景晖自锁式景观挡土墙是柔性结构，能适应填土较大变形，充分发挥墙、加筋网片，填土的协同作用。由于结构的重量较混凝土和干砌块石轻，对地基承载要求较低。
这种新式柔性结构挡土体系已经广泛用于园林景观、高速公路、立交桥和护坡、小区水岸等，比传统的混凝土和浆砌块石容易施工，并且美观、耐久。

⑻ 为什么说生态袋做挡土墙内部稳定性最好

A、首先 结构性生态袋挡土墙工法主要是采用高强度不织布缝制成生态袋，不织布具有透水不透土的过滤功能，能防止袋内的砂质土壤（植生土、养分、保水等混合物）流失。配合连接扣、水泥砂浆粘剂等传统的加固法而形成牢固的墙体护坡结构，如果袋子单元间没有足够的抗剪强度，遇地震或暴雨时、地下水会从背填土壤缝隙中渗流至堆栈生态袋墙体，大量的渗流压力，可能造成生态袋墙体坍塌。
B、生态袋挡土墙内部稳定分析方法
结构性生态袋挡土墙在设计上除要充分考虑外部稳定(倾倒、滑动、承载力分析)以外 更重要是详细分析内部稳定。
a、 内部稳定分析说明如下
内部稳定分析主要在检讨各个生态袋单元间的抗剪强度，是否能安全抵抗作用在生态袋挡土墙背侧之主动土压力，分析方法如下：
作用在生态袋间之主动土压力公式
Pa=1/2 *［Ka*γeq*H-2C*√Ka ］*H +Pe+Pw
Ka为Coulomb或Rankine主动土压力系数，
γeq为坡顶承受均布载重或车辆及其它载重时对土壤单位体积重之修改如下：γeq=γsoil+［sinβ/sin(β+θ ) ］*［2q/H］
Pe=地震时额外土压力
Pw=渗流水压力
生态袋堆栈范围内各层抗滑动作用力及安全系数如下所示：
Fr(bag)=Σσi,bag*Ai,bag*tanΦ+Sc+Sw=Nbag*tanΦ(bag-soil) +Sc+Sw式中Fr(bag)：为生态袋抗滑动作用力
Σσi,bag：为生态袋底部各节点之有效接触应力Ai,bag：为生态袋各节点分担面积
Sc：连接扣抗剪强度
Sw：草根或树根抗剪强度
各层生态袋单元间的抗剪强度安全系数
Fs(bag)= Fr(bag)/Pa >1.5
b、每个生态袋自身材质及连接扣加上粘合剂抗剪强度计算如下
连接扣可以采用任何材质、任何结构型式的构件，水泥砂浆可以涂布在连接扣上下两个面，或单独涂布在袋子与袋子侧面接缝处及靠坡面侧的袋子接缝处，甚至也可以不采用连接扣，直接采用与袋子等强度的黏合剂来粘结袋子
C、最后 在实际应用中发现，当自立式生态挡墙或者护坡在做结构分析时各生态袋虽然已经加上水泥砂浆，但当需要承受超过自身所能承受的侧向土压力时，需要增加加劲格网以提高单元抗剪强度。生态袋加上水泥砂浆犹如砌砖块时加上砂浆一般是传统老工法的应用。早期欧美日及台湾较常使用植生袋加上加劲格网工法，但过去的植生袋强度很低易老化，是最大的弱点。如果把生态袋加上加劲格网等于是把过去的植生袋换成高强度袋子而已，但因为生态袋强度高可以部分取代加劲格网的功能，因此加劲格网的长度设计上可以短一些。