开放型植生挡土墙的设计与应用

吴连英母国宏

(1.重庆市江津区交通委员会，重庆 402260; 2.重庆市江津区水务局，重庆 402260)

开放型植生挡土墙的设计与应用

吴连英1母国宏2

(1.重庆市江津区交通委员会，重庆 402260; 2.重庆市江津区水务局，重庆 402260)

结合自嵌式挡土墙的原理和设计方式，设计了一种开放型植生挡土墙，并对其结构尺寸、植物选择、回填土选配等作了介绍，同时以具体工程为例，阐述了该挡土墙的设计方法，参数选取及施工技术，使挡土墙成为可持续的生态型支护措施。

挡土墙，植生，边坡，设计

0 引言

挡土墙作为边坡支护结构，广泛应用在路堤或路堑边坡。随着公路建设和边坡治理中生态、环保、可持续发展的理念增强，安全和稳定仅是边坡治理的目的之一，环境恢复和生态重建成为了边坡治理的主要方向。传统的挡土墙，其封闭性限制了边坡植物的生长，植被恢复困难，为了达到更好的护坡和效果，更好恢复边坡植被，使挡土墙成为可持续的生态型支护措施，结合自嵌式挡土墙的原理和设计方式，设计一种开放型植生挡土墙［1-3］。

1 基本原理

采用自嵌式挡土墙形式，砌块中间开孔，使墙后回填土与外界连通，选择适当级配和营养成分的回填土，保证整个挡土墙结构的稳定和所选植物的成活和生长，回填土中分层埋入植物根、茎或适当植物种子，待挡土墙砌好后一定生长周期内，植物生长稳定，坡体植被恢复，挡土墙墙体、回填土、边坡体达到整体稳定，无需养护和管理［4-6］。

2 开放型植生挡土墙设计

2.1 砌块的结构

开放型植生挡土墙砌块结构及安装如图1，图2所示，砌块主体高200 mm，后缘错台宽42.5 mm，高50 mm。

图1 挡土墙砌块形状及尺寸图

图2 砌块结构图

后缘错台尺寸与砌块整体高度决定墙体的倾角，本文设计角度为12°。

2.2 植物选择

选择繁殖能力强、耐性好，根系发达、生长迅速的多年生草本、藤本植物为主，以本土植物为宜。

2.3 回填土的选配

以保证边坡稳定和所选植物生长为原则，适当的级配，确保整体稳定;足够的养分、水分含量和透水、透气性，保证植物生长。

3 工程应用

3.1 边坡概况

边坡约60 m长，10 m高，坡度约45°，属岩质顺层边坡，整体处于稳定状态，表层较破碎，无植被，雨天有滚石和表层塌滑现象(见图3)。

3.2 挡土墙设计

墙体长60 m，高5 m，倾角12°;碎石带与砌块植生空相对，其间铺壤土，并种植植物，待植物成活后与自嵌式挡墙融为一体，达到边坡防护和景观绿化的作用(见图4)。

图3 金佛山西坡旅游公路K 4+400m段边坡

图4 开放型植生挡墙景观示意图

挡土墙纵、横剖面图见图5，土层及土工格栅参数表见表1。

图5 挡墙纵、横剖面图

表1 挡墙土层及土工格栅参数表

3.3 基本参数

挡墙基本参数表见表2。

表2 基本参数表

3.4 挡土墙施工

1)基础施工:基础采用现浇混凝土结构，埋置深度约300 mm。

2)填料准备:选择足量结构疏松、通透性能佳、富含腐殖质的壤土，拌入基肥，再拌入火土灰或谷糠灰，以利透气。并对壤土进行消毒;选择级配良好的碎石，备用。

3)植物准备:结合环境因素，选择藤本月季作为植生植物，从藤本月季中幼龄母树上选择粗壮、饱满、生长势强、无病虫害的1年～2年生春梢或当年生秋梢作插穗。

4)砌块安装及填土:砌块错位安装，每间隔3层砌块，铺1层格栅(共8层)(见图6)，每层砌块安装好后，铺1层碎石、壤土，碎石与壤土间隔铺设，壤土中埋入月季插条，插条生长端正对砌块植生孔并出露1/3，然后进行夯实，碎石、壤土及插条交替间隔铺设(见图7)，最后1层不铺设碎石。

图6 安装示意图

图7 插条、碎石带、格栅布置图

3.5 稳定性验算［7］

1)抗滑稳定性验算。抗滑安全系数:FSsid=Rs/Paext=3．46＞［FSsld］=1.5(安全)。

2)抗倾覆稳定验算。倾覆力矩:MO(kN·m/m)=Paextyaext= 61.763;抗倾覆力矩:MR(kN·m/m)=MR/XR=873.779;抗倾覆安全系数:FSot=MR/MO=11．46＞［FSot］=2.00(安全)。

地基土所承受的垂直压强:qa(kN/m2)=(WR+qLLβ)/B= 140.443。

地基承载力安全系数:FSbc=qcf/qa=2．7＞［FSbc］=2.00 (安全)。

4)格栅承载力验算。第 n层格栅抗拉安全系数 FSto(n)= Ta/Tg(n)。如表3所示，第1层～第8层格栅抗拉安全系数均大于1(安全)。

表3 格栅内拉力及抗拉安全系数表

5)内部滑移验算。分析在外部土压力作用下沿着格栅的滑移，沿第 n层格栅网的抗滑稳定安全系数 FSsl(n)=(R's(n)+ Vu(n))/P'a(n)(见表4)，第1层～第8层格栅抗滑稳定安全系数均大于1.5(安全)。

表4 格栅抗滑稳定安全系数表

4 结论与讨论

1)开放型植生挡土墙实现了墙后填土的坡体自身的绿化和植被恢复，将边坡支护，景观设计，边坡生态恢复融为一体;

2)设计的挡土墙砌块及整体结构，通过稳定性验算，能达到整体和局部稳定;

3)挡土墙砌块的最佳设计尺寸、倾角还需要根据边坡的实际情况具体设计、验证和优化;

4)回填土及边坡中植物的选择、种植和养护需要根据地质和环境条件具体分析。

［1］ 卢赫晋，秦 莹.挡土墙设计［J］.黑龙江科技信息，2009 (20):294.

［2］ 郭军辉，徐 剑，程卫国.自嵌式植生挡土墙在水环境中的应用［J］.水利水电技术，2008，39(9):1-4.

［3］ Yoo Chungsik，Lee Kwang-Moon.Instrumentation of anchored segmental retaining wall［J］.Geotechnical Testing Journal，2003，2(4):382-389.

［4］ 王锭一.自嵌式挡土墙的应用与研究［J］.福建建设科技，2007(3):5-7.

［5］ 李孟军，王长春.植物的向性运动及机理简介［J］.生物学通报，2003，38(5):23-24.

［6］ 张崇浩.植物的向性运动［J］.生物学通报，1990(11):4-7.

［7］ 张学臣.自嵌式挡土墙的计算分析与应用浅析［J］.水利水电技术，2011(11):65-69.

Design and application of open vegetative retaining wall

Wu Lianying1Mu Guohong2

(1．Transport Committee of Jiangjin District in Chongqing，Chongqing 402260，China; 2．Water Authority of Jiangjin District in Chongqing，Chongqing 402260，China)

Combining with self-interlocking retaining wall principles and design methods，designs open-style phytogenic retaining wall，introduces its structural size，plants selection and backfilling soilmatching，elaborates retainingwall designmethods，parameters election and construction technology by combining with specific engineering examples，so as tomake retaining wall become sustainable ecological supportmeasures.

retaining wall，phytogenic，slope，design

TU476.4

A

1009-6825(2015)29-0074-03

2015-08-09

吴连英(1982-)，女，工程师; 母国宏(1982-)，男，工程师