三种挡土墙的特点分析与比较

三种挡土墙的特点分析与比较

传统的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。这些传统的边坡工程,对边坡的处理主要是强调其强度功效，却往往忽视了其对环境的破坏；生态护坡作为岩土工程与环境工程相结合的产物,它兼顾了防护与环境两方面的功效，是一种很有效的护坡、固坡手段。生态护坡设计应与生态过程相协调，尽量使其对环境的破坏影响达到最小。这种协调意味着设计应以尊重物种多样性，减少对资源的剥夺，保持营养和水循环，维持植物生境和动物栖息地的质量，有助于改善人居环境及生态系统的健康为总体原则。

近几年来，随着人们对于园林景观、生态环保、建筑艺术等内容的不断认识与提高，几种新型的生态护坡系统不断发展起来，如生态袋挡墙、格宾挡墙、自嵌式挡墙等，断面型式如图1。下面针对这几种挡墙从不同角度作一比较，以供今后工程的推广应用。

生态袋挡墙断面示意图石笼挡墙断面图

自嵌式挡墙断面图

图1 几种不同型式挡墙断面图

1. 挡墙的结构比较

1）生态袋挡墙。生态袋挡墙是将生态袋单体砌合联结成一个结构稳定的整体护坡结构。由具备特殊功能及特定技术参数要求的结构组件构成，组件主要包括：生态袋、扎口带、缝袋线及满足多向排水功能与强度要求的网肋型联结扣等。

生态袋通过网肋型联结扣单体砌合联结成的整体护坡结构如图，在不加筋的情况下，它实际上是靠其重量来抵挡其后的水土压力的重力式挡墙，虽为柔性结构对软弱地基有一定的适应能力，但因其重量较大在软弱地基上会发生结构上的变形，如图2。在不考虑地基承载力时挡墙初期袋内的土未完全固结，挡墙做完后经过雨水的洗礼袋内的土随时间的积累逐步达到完全固结，即挡墙在竖直方向会产生一定的位移。生态袋的规格一般为630mm×330mm×165mm，材料是无纺布，它本身可透水，袋内装土后时间一长，土会淤堵生态袋，导致水透不出，从而会产生很大的侧向水压，因挡墙是由每个袋子堆积而成，不像刚性重力挡墙可以抵挡较大的侧向压力，水透不出时很容易将挡墙推倒，如图3。

图2 地基承载力不足引起挡墙结构变形图3挡墙倒塌

2）石笼挡墙。又称格宾(gabion)挡墙，该挡墙是属于重力式块石结构的一种。

是将抗腐蚀、耐磨损、高强度的低碳高镀锌钢丝，用六角网捻网机编织成平面网格状，在施工现场组装成不同尺寸规格的网箱或网垫，但钢丝缠绕处和钢丝笼连接处的强度很难保证，见图4，石笼的破裂通常不是由于金属线的老化锈蚀造成的，而主要是由于石笼中的石头在水流的作用下不断摩擦金属网，从而导致石笼格网的破裂。石笼中填充石料形成柔性的、自透水的、整体性的防护结构，填充料需满足抗风化、不溶解、具有一定强度、粒径大于网孔的要求，但在一些地方很难找到要求的填料，而且有一种破坏形式，石

笼虽然完好无损，可里面的石头却没了，这主要是由于水流流速过高，充填的块石质地不够坚硬或体积较小，随着水流的不断冲蚀，块石之间不断摩擦，体积不断减少，最终从石笼网孔中流出，所以填充的块石必须达到一定的标准。另外，格宾石笼结构中存在较多孔隙，水在孔隙中不断渗流、冲刷，对结构体本身及其周围土壤的稳定性会产生较大的影响。

图4 钢丝笼强度不够

3）自嵌式挡墙。自嵌式挡墙是在干垒挡土墙的基础上开发的一种柔性结构。它是加筋土挡墙，面板采用大小、形状、重量一致

的混凝土自嵌块，加筋材料采用土工格栅。自嵌式挡墙的加筋土构造原理同预制面板加筋挡墙，自嵌块由于其自身的特点，即块体之间通过台阶、榫接等方式相互咬合连接。如图5所示，砌块有一个凸起铸就机械互锁，增加了接触面的剪切强度。其台阶式垒砌的墙体自然形成12°的坡度，这使墙体重心偏内，增加其在土压力作用下的抗倾覆能力。

图5 自嵌式挡土块的摆放

如图5所示，通过橡胶棒在上下两层预留孔的插销连接，用于提供附加的抗剪强度，从而提高了承担水平推力的能力。另外，自嵌块墙体后增设粗骨料排水层以减少墙后水压力的作用。

由于在预制混凝土块中留孔等方法，使块体的表观重度控制在18-20KN/m3，比岩石及现浇砼的重度低，因此挡土结构本身重量轻，以至于对基础的要求低。

2. 挡墙的生态比较

生态的内涵包括两个要素：一是能满足结构上安全的要求，要点是要求能透水、透气、生长植物的生态防护平台；二是能满足生

态平衡要求，即要建立良性的生态系统，由高大乔木、低矮灌木、花草、鱼巢、水草、动物沿滩地、迎水边坡、坡脚及近岸水体组成立体生态体系。

1）生态袋挡墙。生态袋在安装完成后，进行植被覆盖，植被覆盖通常采用压条和喷播的方式，如图6。由于植物根茎不断生长，将生态袋与生态袋、生态袋与后边坡紧密的连接在一起形成的生态边坡。生态袋内若装砂土可满足透水的要求，若装粘性土则达不到透水的要求，同时时间一长带与带之间的缝隙会随着带内土的固结被淤堵而不透水。它虽可种植植被，但用在河道上时，不能为水生植物提供良好的生长空间，为净化水质创造条件。

图6 生态袋挡墙植被覆盖

2）石笼挡墙。石笼挡墙可靠块石之间的大孔隙满足透水、透气的要求，但所谓的生态石笼挡墙是指在石笼挡墙的表层覆盖耕植土，种植绿色植被，或者依靠挡墙上部后面的土体种植攀岩性的植物攀岩到挡墙上达到绿色效果，所以不是从挡墙结构本身达到这种生态植生效果，见图7。

图7 石笼挡墙的生态效果

3）自嵌式挡墙。自嵌式挡墙分自嵌式景观挡墙和自嵌式植生挡墙。自嵌式挡墙是块与块干垒而成，块与块之间存在孔隙，挡土块后是级配碎石并设置土工布将土体与级配碎石隔离开，因此满足生态要求的透水、透气功能，并且对于景观挡墙可以采取压条的方法达到生长植物的生态防护要求，如图8。

图8 自嵌式景观挡墙达到生态的效果图

在河道或水下使用时，自嵌式植生挡墙也可增强其生态效果，其独特的内孔造型为水生植物提供良好的生长空间，为净化水质创造了条件，块体鱼巢设计提高了水生植物的成活率，加强了水体的生态平衡，这一点是其它挡墙所不具备的，如图9。

图9 植生挡墙的独特造型

3. 挡墙的景观比较

以往工程主要从结构安全、满足使用功能的需求出发，往往忽视景观效果，给城市景观带来毫无生机的景象。而现代城市建设讲究人居环境，对景观设计要求很高，如何恢复曲折有致、绿草茵茵