新一代自嵌式植生擋土墻引領景觀、生態(tài)雙理念

　　2003年，從中國的長城、瑪雅的巴比塔取得靈感，采用巖石粗獷的外貌結合自然的風貌與和諧的色彩，讓人實現(xiàn)夢寐以求的家園設計和更多的想象空間的自嵌式景觀擋土墻由我公司（美國舒布洛克集團南京優(yōu)凝舒布洛克公司）自行研發(fā)并正式投入使用。

　　自嵌式景觀擋土墻是為適應河道、水庫、山體、道路護坡在舒布洛克鉆石型園林干壘擋土墻基礎上研制而成，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的漿砌料石擋土護面系統(tǒng)的新型節(jié)能擋土墻系統(tǒng)，塊與塊之間通過齒槽連接和塑膠棒的固定，根據(jù)整體穩(wěn)定設計，在適當位置設置水平和豎向鋼筋并澆筑混凝土，形成縱橫交錯的混凝土框架，保持坡面的整體性，在剩余的砌塊孔腔內填充級配碎石濾水，減小坡面的靜水壓力。

　　自投放市場以來，我公司的自嵌式景觀擋土墻得到了各地水利、航道、市政、園林、房地產等部門和行業(yè)的一致好評，5年來，本產品的應用面積已達100多萬平方米，在遼河石佛寺水庫、潘陽湖二期防洪工程、清華大學人工湖改造、南京佳湖綠島小區(qū)等大小50余項項目中表現(xiàn)出了自嵌式景觀擋土墻獨有的結構優(yōu)勢和景觀魅力。并得到中央電視臺科技之光欄目的獨家報道和中國水利報、中國環(huán)境報、科技日報等眾多媒體的廣泛傳播，再一次凸現(xiàn)了自嵌式擋土墻的市場潛力。

　　“不斷創(chuàng)新，銳意進取”一直是我公司的開發(fā)理念。2007年，在自嵌式景觀擋土墻取得空前好評的同時，通過長期的市場調查和對未來擋土墻需求的把握，我公司研發(fā)部門在第一代自嵌式景觀擋土墻的基礎上，通過不斷的技術改進和反復實驗，終于迎來了新一代自嵌式植生擋土墻的誕生。
　　
　　自嵌式植生擋土墻同屬于我公司的自嵌式擋土墻系列，它是我公司2007年重點推出的產品之一。它也是由塊體、塑膠棒、加筋材料、濾水填料和土體組成。獨特的后緣設計使得墻體砌筑成了簡單的“堆碼”，楔形結構可形成任意曲線墻體，具有傳統(tǒng)鋼筋混凝土或毛石擋土墻無法比擬的環(huán)境裝飾效果。和第一代自嵌式景觀擋土墻相比，自嵌式植生擋土墻突破性的優(yōu)點如下：1.改善后的內孔造型為水生植物提供了良好的生長空間，為凈化水質創(chuàng)造了條件；2.塊體間的空隙和生長起來的植物體系將形成天然的魚巢，促進水體生態(tài)環(huán)境的平衡；3.塊體本身、水生植物體系、魚蝦等水生動物同組建的生態(tài)景觀將更加明顯。4.改進后的橡膠棒插孔內徑和位置在滿足墻體的穩(wěn)定性前提下更便于施工。

下面具體從結構構造、基本性能、施工工藝、生態(tài)環(huán)保、經(jīng)濟成本等方面展示新一代自嵌式植生擋土墻的優(yōu)點：
一、結構構造
　　基本尺寸：400mm×305mm×150mm（長×寬×高），具體細部尺寸見圖1，植生孔A回填土壤種植水生植物，B孔填級配碎石。
橡膠棒插孔外側小孔D孔徑為20mm，內側小孔C孔徑為25mm。橡膠棒為10mm，施工時橡膠棒通過上一級塊體的20mm孔徑插入到下一級塊體的25mm的小孔，擴大內側小孔C直徑是為了防止施工過程中在允許范圍內的錯位造成橡膠棒連接困難的難題，這也是自嵌式植生擋土墻在塊體構造方面的一大技術改進和突破，使得施工更具人性化和簡單易操作。

 
圖1-自嵌式植生擋土塊構造圖

　　建成后自嵌式植生擋土墻生態(tài)景觀效果見圖2，自嵌式植生擋土墻的獨特設計因每塊后緣槽口的存在自然形成12°的坡度，使墻體重心偏內，增加墻體在側向土壓力作用下的抗傾覆能力。
 
圖2-自嵌式植生擋土墻生態(tài)景觀示意圖

二、基本性能
　　自嵌式植生擋土墻獨特的設計可不受地形地貌和墻體形狀的限制，能夠輕易的形成內外轉角、梯形、圓弧和整圓。設計師可根據(jù)地形地貌、環(huán)境美觀要求和施工條件等自由靈活地設計擋土墻及護坡的外形。同時可以根據(jù)景觀環(huán)境的不同要求生產各種不同色彩。從而改變了傳統(tǒng)擋土墻所不可避免的鼓脹等問題。
 
　　無須砂漿粘結而逐層碼放在碎石骨料墊層上的自嵌式植生擋土塊擋墻及護坡這樣的特有的施工方法使得墻體或護坡成為柔性的重力式結構，能夠適應較大的整體沉降和一定程度的不均勻沉降（一般允許1%）。在受到地震荷載或其它動力荷載的作用時，結構穩(wěn)定、力學性能卓越。

　　自嵌式植生擋土墻塊體材料采用高性能混凝土制成，其平均抗壓強度不小于20Mpa，最大吸水率不大于7%，150次凍融循環(huán)實驗重量損失不超過1.5%。自嵌式植生擋土塊良好的物理性能和混凝土材料本身的特性為系統(tǒng)在各種環(huán)境下長期穩(wěn)定的工作提供了有效的保證，擋墻及護坡的設計使用壽命一般可確定為75年至100年。

　　靜水壓力對擋土墻及護坡的穩(wěn)定性產生重要的影響，一般的剛性結構擋土墻僅靠墻趾濾水骨料或排水管排水，為抵抗較大的水壓力而不得不加強結構自身穩(wěn)定性，缺乏合理性。自嵌式植生擋土墻采用墻面和墻趾同時排水的方案，在緊鄰擋土墻的內側設置500mm的連續(xù)級配碎石骨料濾水層，滲透到墻體中的水可由自嵌式植生擋土塊間的縫隙直接排除，同時在墻趾處沿墻長設置PVC排水管（用作景觀設計的擋土墻等對排水要求低的情況下可以不設置排水管），每一定間距由與主管相通的支管將積水及時排除。由于采用墻面與墻趾同時排水的排水結構，水壓力被減小，墻體的整體穩(wěn)定性得到了保證。

所以，自嵌式植生擋土墻具有結構安全、典雅美觀、耐久、實用等基本優(yōu)點。
1.結構安全
　　追求結構安全一直是我們擋土墻系列產品的立足之本。
　　自嵌式植生擋土墻由于層與層之間無砂漿或其他固結措施，墻本身坐落在柔性骨料基礎上，塊體可以自由移動或調整相互位置，對小規(guī)?；A沉陷或遇到短暫的非常荷載組合（如地震、高地下水位等）時具有相當高的適應能力，因而擋土墻可視為柔性結構。除此之外加筋擋土墻的高度的安全性可以由如下幾個方面來保證：
　　（1）加筋擋土墻系統(tǒng)中塊墻體與回填土經(jīng)過加筋網(wǎng)片（一般為編織的土工格柵）的作用成為一個整體來承擔外部土壓力，相當于一個重力式擋土墻。
　?。?）加筋土體內部對塊墻體的壓力是由拉結網(wǎng)片的拉結能力（由網(wǎng)片與回填土之間的相互作用和壓載土體重量所提供的），擋土塊與拉結網(wǎng)片之間的連接力和塊體之間的抗剪切能力來承擔的。除塊體之間的摩擦力提供一定的抗剪切能力外，塊體之間獨特的機械錨固措施（上面一個塊用后緣槽口套在下面塊體上）幫助由上往下傳遞側向力以便增加墻體的抗剪能力。
　　（3）塊墻體由于每塊后緣槽口的存在自然形成12°的坡度，這使墻體重心偏內，增加其在土壓力作用下的抗傾覆能力。
自嵌式植生擋土墻采用比較保守的設計方法為客戶提供安全可靠的擋土墻設計、施工方案和評定標準，保證墻體在設計荷載下不會發(fā)生滑移、傾覆失穩(wěn)或滑坡等任何型式的安全問題。
2.典雅美觀
　　自嵌式植生擋土墻具有不同的色彩（200種以上）可供選擇（可以用多種顏色的擋土塊組合凸現(xiàn)水位警戒線、河道名稱、樁號等特殊標志）。塊體粗糙的表面質感提供自然典雅的景觀效果和視覺上的舒適感。一塊塊獨立的劈裂面單元上下錯縫并前后退步偏移而形成的獨一無二的擋土墻面與單調的鋼筋混凝土擋墻面或到處都能見到的塊石擋墻表面相比更具生命力和新鮮感，而且能更好地融于周圍建筑中形成和諧優(yōu)凝舒適的人居環(huán)境。成型后的墻體融入周圍的環(huán)境將給人一種和諧的自然美感和無限遐想的空間，形成一道水景—人文的自然風景線。
3.耐久性
　　擋土塊墻體結構的安全性和可靠性直接保證了墻體的耐久性。除了擋土墻墻結構本身耐久外，所使用的材料也非常持久耐用，這可以由以下幾點來說明：
　?。?）自嵌式植生擋土墻是由高強高密實度混凝土，在世界領先的混凝土制品生產線上，嚴格的質量控制下經(jīng)過蒸汽養(yǎng)護的高質量混凝土塊體，具有極高的抗壓強度和抗沖擊能力以及耐腐蝕性（特別體現(xiàn)在水下使用情況）。
　　（2）自嵌式植生擋土墻的高強度和低吸水率使它具有非常高的抗凍融能力。
　?。?）自嵌式植生擋土墻產品采用天然礦物制顏料并且同體材質，在急劇惡劣的環(huán)境下也不褪色，從而適合不同景觀環(huán)境下應用。
　?。?）加筋土采用的拉結網(wǎng)片是特殊的聚合物纖維編織而成的土工格柵，具有非常高的抗蠕變、抗老化能力，并且設計時考慮了眾多影響系數(shù)后得出的拉結網(wǎng)片的強度設計值可以保留75至100年。
4.實用性
　　自嵌式植生擋土墻具有非常廣闊的使用領域，實用性非常強，具體如下：
　?。?）既然自嵌式植生擋土墻加筋土墻體是個柔性結構，它對地形地質條件不提出特別的要求，任何需要擋土的地方，如園林、護坡、護堤、高速公路、立交橋等，都可以放心地使用。同時自嵌式植生擋土塊相對較小的外形尺寸和較輕的重量無需起吊機械，便于交通不便的地方施工。
　?。?）采用合理的設計方案，可應用于過水渠道等的護坡上，同時可承受浪壓力、冰壓力等作用場的作用。
　?。?）自嵌式植生擋土塊可壘筑成內直角、外直角，內圓弧、外圓弧，或其他景觀設計與地形條件所要求各種特殊造型。

三、施工優(yōu)點
　　自嵌式植生擋土墻跟傳統(tǒng)的加筋支護結構相比施工方面具有非常大的優(yōu)越性，可以成倍地提高施工進度以及工程質量。三到四個比較熟練工人的隊伍一天能施工20到40平方米的墻（包含所有的施工工序）。這種施工上的方便快捷主要反應在以下幾個方面：
　?。?）擋墻在施工時一層層擋土塊直接碼上去，無需用砂漿砌筑和錨栓；
　?。?）擋土塊獨特的后緣結構確保每塊位置準確性和墻體整體齊整性；
　?。?）塊體尺寸、形狀統(tǒng)一，擺放時只要上下錯縫即可，無須特別注意塊體的擺放位置。
　　對基礎的要求低，基礎開挖量一般比其他型式的擋墻少并無須特別處理。正常情況下只要保證地基土有足夠的密實度并設置≥150毫米的夯實好的級配碎石或素混凝土墊層即可。
　　自嵌式植生擋土塊設計施工的主要組成部分包括地基土、墊層、自嵌塊、擋土區(qū)、排水骨料、嵌固棒和土工格柵。自嵌式植生擋土塊施工應依靠完整和準確的現(xiàn)場勘察資料、合理的計劃和安排、使用規(guī)定的材料、符合規(guī)范的設計、合理的施工步驟。施工過程中必須有施工監(jiān)理跟蹤施工質量。
承包商應協(xié)調現(xiàn)場自嵌塊的卸貨和堆放以確保施工順利。破損或不滿足要求的自嵌塊與土工格柵不應在施工中使用。按照要求對土工格柵和自嵌塊進行測試，符合質量要求的產品才能使用。

四、生態(tài)環(huán)保
　　自嵌式植生擋土塊是環(huán)保型建筑材料。原材料取自與大自然中大量存在的石子、砂以及少量的水泥等，無須使用粘土、樹木等稀缺資源和昂貴的鋼材，更無須使用化學防腐劑如酚類、醛類等，不含對人體有害的砷、鐳等放射性物質。近年來，隨著生態(tài)護坡、綠色護坡的提倡，利用植被（草或樹）減輕侵蝕，穩(wěn)定斜坡，已被人們所重視。利用植被來固坡的“軟”做法，越來越普及，大有超過利用非活性的人造物質來護坡的“硬”做法之勢。究其原因，主要是人們擔心工程開發(fā)會使環(huán)境退化。再者，人們對植被的知識和信息越來越了解，這就有助于工程的設計與實施。

新一代自嵌式植生擋土塊較傳統(tǒng)擋土墻最大的優(yōu)點就在于它的生態(tài)環(huán)保性質，具體如下：
　　1.改進的塊體后緣內孔A（見圖1）用于填充植生土壤，種植水生植物進一步凸現(xiàn)景觀效果，同時達到固化墻體的作用。植物的根系可以穿過擋土塊，使河流和護岸形成一個連貫的整體，通過水體交換達到營養(yǎng)互補的效果，具體見圖2。值得注意的是，水生植物只是水景的點綴，不宜過密布置，否則會喧賓奪主，既影響水中倒影及景觀視線，也會影響水體的流動和防洪。對于要求治污功能較強的水體，應選擇一些耐污強又具有較高觀賞價值的植物，如千屈菜、水蔥、德國鳶尾等。水生植物的選取要視地區(qū)和工程側重點而定；　

　　2.長期的水力作用帶起的泥沙等物遇到墻體減速后，在重力的作用下會沉積在內孔A和B內，從而形成水生動植物生長的樂土，同時積淀的Fe、Na、K等礦物元素更適合植物的生長所需；

　　3.塊體間的空隙和生長起來的水生植物將構筑一個個安靜又有營養(yǎng)的天然魚巢，為魚兒產卵繁殖提供溫馨的港灣，為水體的整體生態(tài)平衡起到一定的作用，同時增加了水體的活力；

　　4.沿岸堆砌的擋土塊間隙構成了一個天然的過濾器，水流帶動的雜物通過與墻體的撞擊，速度減緩后大量的雜物會留在墻體的空隙當中，除了為水生植物帶來營養(yǎng)外，重要的是起到一定的凈化水質的作用；

　　5.水生植物可以吸附水中的營養(yǎng)物質及其他元素，增加水體中的氧氣含量，抑制有害藻類大量繁殖，遏制底泥營養(yǎng)鹽向水中的再釋放，以利于水體的整體生態(tài)平衡。

五、經(jīng)濟實用
優(yōu)凝舒布洛克自嵌式植生擋土墻高度的經(jīng)濟性能可以由以下幾點來說明：
　　1.雖然材料價格比傳統(tǒng)材料（如石塊）稍貴，但是優(yōu)凝舒布洛克自嵌式植生擋土墻體積小，材料用量少，特別要強調的是擋墻一次成型無須任何表面處理或裝修，所以總造價比傳統(tǒng)擋墻便宜。
　　2.優(yōu)凝舒布洛克自嵌式植生擋土墻施工進度比任何形式的擋墻快，可以節(jié)省大量的人工費用。
　　3.優(yōu)凝舒布洛克自嵌式植生擋土墻的高強的耐久性使它具有比較高的使用壽命，后期無須維護，這樣長期經(jīng)濟效應比其它形式的擋墻要好。
　　4.由于優(yōu)凝舒布洛克自嵌式植生擋土塊是干壘的所以有必要時很容易拆卸并可以重復利用。

　　總之，新一代自嵌式植生擋土墻以它獨特的設計理念將呆板的建筑融入到了自然中去，使人造結構體與景觀、生態(tài)完美的結合，真正意義上實現(xiàn)了建筑與自然共生，從而使建筑的安心與舒心、人為與自然得到了和諧的統(tǒng)一。

　　新一代自嵌式植生擋土墻以它施工方便快捷、工程成本低、適應性廣、安全可靠的柔性結構、耐久性能好、生態(tài)環(huán)保和美觀舒適的七大優(yōu)點，必將在今后的擋土墻及護坡硬化轉軟化過程中擔當重要的角色，為加快建筑工程的綠色環(huán)保進程作出一定的貢獻！

　　新一代自嵌式植生擋土墻創(chuàng)立了擋土墻景觀化、生態(tài)化的雙重理念，具有許多優(yōu)越性能，較之現(xiàn)有技術有顯著的進步，是水利工程中建設生態(tài)江河海岸的先進、實用、經(jīng)濟的重要技術。特殊的塊體結構和施工工藝能夠形成全立面的生態(tài)化、人文化、景觀化的自擋土、自排水、自卡鎖、自定位的耐污保潔的柔性結構，解決了擋墻在擋土的同時又要排水的矛盾，其高孔洞率、擋墻內外上下左右連通的孔洞構造能夠維持原土壤與水體環(huán)境生態(tài)上的相互影響與作用，并能以迅速、低成本和可持續(xù)的最優(yōu)技術實現(xiàn)擋土墻的綠化，還具有優(yōu)異的整體連鎖性、安全可靠性，施工簡便，減少占地，節(jié)省投資。
　　
　　在推廣應用中，我們需要總結經(jīng)驗、深化研究，制定出科學合理的技術規(guī)程、規(guī)范和標準體系，為將來的水利工程建設做出更大的貢獻。


參考文獻：
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