贾亚军（甘肃林业职业技术学院，甘肃 天水741020）

公路挡土墙可设计成更合乎生态、更美观的一种存在。既有实际上的功能价值，又有美学上的观赏价值，二者充分的结合，可谓鱼与熊掌兼得[1]。笔者2012年上半年针对西北地区在建挡土墙工程类型的系统调查分析，结合目前西北地区气候特色及已建成的生态型公路挡土墙的专类项目，适宜修建的挡土墙主要可归结为三大类。

1 柔性生态挡土墙

1.1 钢丝网片柔性生态挡墙

1.1.1 吉奥生态挡墙

技术特点：吉奥生态挡墙是一种以L 型网格状钢筋作为加筋材的加筋挡土墙, 其壁面可以绿化,能够达到人工构造物与自然的协调一致。吉奥生态挡墙技术是通过保持作用于钢筋墙面的土压力与铺设于填土中的网格状钢筋加筋材料的抗拉力之间的平衡与稳定的一种加筋土施工技术。并且, 在此技术中的加筋材料中起作用的抗拉力与以往的带状或者面状加筋材料与填土材料之间起作用的摩阻力不同, 它是通过纵向(垂直于墙面方向) 钢筋的摩阻力与横向(平行于墙面方向) 的钢筋的抗压力来达到显著的稳定效果的。西北地区雨水相对较少，结构稳定性较好，但养护成本会较高。

1.1.2 格宾绿色加筋挡墙

技术特点：绿色加筋格宾是加筋土工程技术最新的发展,由钢丝网面板和钢筋骨架以及植生垫等组成, 面墙与拉筋均以钢丝网面为主, 其面板倾角可以调节,尾部面板长度可调, 为同一网面的无节点连接, 工厂化程度高, 是一种新型的加筋结构。与全包裹式加筋挡墙类似, 在加筋网面上分层填筑、分层压实, 网面与压实填土共同作用的受拉体系一起组成绿色加筋格宾结构。

1.2 无面板土工材料加筋挡墙

技术特点：无面板加筋土挡墙又称包裹式加筋土挡墙, 墙面由筋带(土工格栅) 反包填土网袋而成, 每层土工格栅是由专用连接棒连接形成整体,网袋内填土适宜当地的草籽、灌木、花籽等生长,施工数月后即可形成绿色生态墙面。为防止反包部分土工格栅日晒老化及迅速绿化墙面,墙面可挂三维网喷灌草护坡防护。

1.3 生态袋加筋挡墙

生态袋加筋挡墙集土木工程结构、绿化、环保、节能降耗于一体,由具备特殊功能及特定技术参数要求的组件构成。组件主要包括:生态袋、扎口带及满足多向排水功能与强度要求的网肋型联结扣等,主要应用于地基处理、边坡加固,从而形成不仅满足工程需要,而且与自然溶为一体的土工构筑物，是西北地区应用较多的方式之一，其排水流畅、固土稳定，是水土保持工程中功能与美观兼具的公路挡土墙形式。

1.3.1 受力机理

工程连接扣不仅把生态袋互锁住,而且为护坡和回填土提供一种机械,使其成为抗压抗拉的复合体。为把加筋土工格栅联接进工程连接扣,简单地把加筋土工格栅套在钩上,然后把它拉紧。一旦加筋土工格栅被安装固定,按水平放置要求的长度铺平,通过从回填区的背部到回填区的前部放置回填,回填的重量将帮助保持加筋土工格栅的笔直和稳平。

1.3.2 主要特点

生态袋是由高分子聚丙烯及一系列敷料复合的材料制成,具有抗紫外线、抗酸碱、透水不透土、耐腐蚀性强、不容于污染液体、不降解等功能。生态袋挡墙是采用事先预制好的带连接扣的生态袋,互相扣接形成一个牢固的整体,袋体柔软,施工方便。与传统边坡加固的重力式挡墙或加筋式挡墙相比,生态袋加筋挡墙墙体是柔性结构,能适应较大的变形,一方面可以降低对地基承载力的要求,另一方面,无需像重力式挡墙或水泥面板加筋土挡墙那样设置伸缩缝和沉降缝。由于墙体材料生态袋属透水性材料,内装填土后形成的挡墙面板的透水性与墙内填土完全相同,无需像水泥混凝土面板式挡墙那样要设置专门的排水和导水设施。

1.4 土工格室

图1 土工格室布置示意图

高分子材料土工格室是以聚烯烃为基材加入多种高分子材料共混改性，并添加多种助剂如抗氧剂、光稳定剂、成核剂，使产品被欧美工程界认可，经挤出片材后焊接成型的新型土木工程材料。它铺设后自身呈三维立体蜂窝状，并与填充在格室内外的砂石土或混凝土形成稳定的加筋稳固结构。从而改善道路（公路及铁路）路基、边坡防护、挡土墙等的基础支撑结构，提高承载力[2]。

1.4.1 受力性能

土工格室的耐热老化性能很高，经热氧化试验后，在70度状况下拉伸屈服强度下降至70%，使用寿命可达49年。土工格室材料还具有稳定的抗化学腐蚀性能，耐酸碱能力很强，适合于不同填筑材料。土工格室材料同样具有良好的力学性能，拉伸屈服强度22 MPa、弯曲模量600 MPa、悬臂梁冲击强度90 J/m、低温脆点-50℃、负荷下的热变形温度70℃、抗环境应力开裂>1000H、常温剥离强度101 N/cm、高温剥离强度60 N/cm、低温剥离强度101N/cm。

1.4.2 主要特点

通过对西北地区已建成的实体工程进行的技术研究发现，土工格室不仅解决了在工程应用中的一系列实际问题，而且加快了土工格室材料本身完善和土工格室新技术的前进发展，是公路挡支结构中节能节约、生态环保、安全实用的生态型挡土墙，其特点如下：

1）施工简便、速度快。

2）地基基础处理简便、使用安全。

3）与周围环境协调，造型美观。

4）整体经济效益显著，节约投资。

2 阶梯式植生挡墙

2.1 绿化效果特点

在阶梯式空心砖护面墙绿化中，所种植的植被不给予养护而靠天然降水即能存活，1个月后测定挡墙面植被覆盖率已达40%，生长缝处植物成活率达到90%以上。从景观效果来看[3]，阶梯式空心砖护面绿化带给人一种过渡自然的安全感，视觉效果较佳。

2.2 绿化成本特点

阶梯式空心砖护面墙的绿化美化成本主要由空心砖费用、填土费用、种子费用以及人工费用等几部分组成。而空心砖的制作可以采用机制砂添加水泥预制而成，每平方米挡墙面的绿化约为30～40元. 比普通挂网客土喷播成本还低。可见不论从植物生长的效果还是从降低养护管理成本等方面均较为优越。

3 植被混凝土护坡

3.1 植被混凝土简介

植被混凝土亦称生态混凝土，是能够适应植物生长，可进行植被作业的混凝土及其制品。即：先用碎石、水泥作为原材料，按特定的配比兑水拌和，用振动压力成型，然后在孔隙内充填植物生长所需的材料并在混凝土块体表面建植植被，最终植被根系穿透混凝土块体长至块体下面的土体中。

由植被混凝土为主要材料的生态护坡主要具有恢复和保护环境、改善生态条件、保持原有防护作用三个功能。此技术起源於日本，在国外现代国家这种生态护坡已成为公路护砌防护工程的主流[4]，对于改善西北地区气候和防风治沙具有显著效果，是水土保持工程今后发展的方向。

3.2 植被混凝土的主要技术特点

1）植被混凝土的构造原则要求植草能够在混凝土孔隙间生根发芽并穿透长至其下土层，要合理选择骨料粒径（一般选20～30 mm）,保证有一定的孔隙率和有效孔径（表面孔隙率）。

2）植被混凝土的抗压强度为6.5～11MPa。

3）植被混凝土的穿透稳定性显示植物根系对绿化混凝土基本不产生膨胀破坏作用。

4）植被混凝土孔隙内（面）的特殊环境：（1）碱性水环境，用普通硅酸盐水泥制做的植被混凝土块体孔隙内（水环境）的PH=7～7.5，基本满足各类植物的需求。（2）温度环境，温度是植物生长的必要条件之一，植被混凝土的表层温度与地表温度的变化规律有所不同。夏季高温时段植被混凝土吸收并蓄存太阳辐射热能，表层温度较高，当温度超过一定限度时，很多植物会出现热休眠现象，选配植物品种时需特别注意；冬季低温时段植被混凝土表层温度高于地表温度，因冷季型植物的可选择范围十分有限，一定程度上植被混凝土则拓展了植物可选择范围[5]。（3）湿度环境，植被混凝土孔隙内湿度对植草生长、特别是返青影响较大。对植被混凝土保湿能力进行室内模拟试验表明表面（含客土）120～150mm风干较快，其下，风干缓慢。上层干燥土与底层孔隙内湿润土之间不是线性变化关系，有较明显的分界线，同时孔隙内毛细管水补给能力不强。因此，需考虑在孔隙填充材料中添加保水剂，并在播种时，采取保湿措施，同时，需安排春、秋灌水[6]。

5）植被混凝土孔隙内填充材料可用当地耕土、土壤菌、缓释肥料、保水剂等配制而成，使填充材料具有一定的有机质和腐殖质。填充质量的好坏，直接影响植物生长特别是次年的返青。填充材料为植物提供C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S等营养元素。填充方法一般用客土喷覆法。

6）植被混凝土植被品种选择应避免或减少对水环境的人为塑造[7]。

图2 截止2012年上半年西北地区在建挡土墙类型调查结果

4 结语

通过以上分析得出，生态型公路挡土墙因其生态环保、外表美观，可以和自然生态环境完美融合，施工时不产生建筑垃圾和施工噪音，且一般不需要对基础进行工程处理，对不均匀沉降的适应性较好，同时结构不会产生温度应力，无需设置温度缝，传统刚性结构无法解决的工程难题如冻融、膨胀土等都能得到有效抑制。在西北地区的水土保持工程中植被选择可多样化，有利于生态系统的快速恢复，有利于将边坡环境迅速还原成自然状态，具有科学的稳定性，对外界冲击力有吸能缓冲作用，抗震性能是传统边坡无法比拟的。生态型公路挡土墙的结构面通过植被的发达根系与坡体组合成一个同质整体，使人工边坡和原自然边坡之间不会产生分离、坍塌等现象，并且随着时间的延续，日趋强壮的植被根系使边坡结构的稳定性及牢固性更强，所以是自然的，有生命的永久生态工程。施工简单、快捷、方便、不需要“三通一平”，标料搬运轻便，在施工指南和技术人员的指导下，没有任何边坡建议技术经验的男女劳动力均可参加施工，解决大量剩余劳动力的就业问题[8]。因此针对西北地区气候特色及技术要求，施工单位可对比综合选用合适的生态型公路挡土墙。

[1]刘乃君.水土保持工程[M].杨凌：西北农林科技大学出版社，2007.

[2]杨晓华，俞永华.土工格室生态挡墙的应用研究.《公路交通科技》应用技术版[J]，2004年01期P20.

[3]姜正晖，方建华.吉奥阶梯式生态挡墙在杭甬高速公路拓宽中的应用，《公路交通技术》[J]，2008年第一期.

[4]陈方哗.基础工程[M].北京：人民交通出版社，2007.

[5]贾亚军.土力学地基基础[M].成都：西南交通大学出版社，2011.

[6]齐丽云，徐秀华.工程地质[M].北京：人民交通出版社，2005.

[7]JTJ041-2000，公路桥涵施工技术规范[S].

[8]颜永龙.国道319线厦门海沧生态挡墙的应用研究.《岩土工程技术》[J]，2005.