部分生态护坡的介绍及应用实例

8.5.5.1　植被护坡

植被护坡最接近天然岸坡，既是一种生态护坡，也是一种传统的护坡型式。植被护坡的型式多样，例如草皮护坡（图8.5-1）、草芦苇护坡，活枝扦插护坡、活枝柴笼护坡、灌木护坡（图8.5-2）等。

图8.5-1　草皮护坡（据严勇）

图8.5-2　灌木护坡

1.植被护坡的优缺点

植物护坡的好处表现在以下几方面：

（1）植物的茎叶可以缓冲雨滴下落的冲击，减弱雨滴对坡面的溅蚀作用；草本植物的根可以起到表层土层加筋的效果，灌木和乔木的根系入土很深，可以起到锚固土层的作用。因此，岸坡上的植物可以减少坡面土粒的流失。

（2）植物的存在，增加了边坡的表面糙度，可以降低近岸洪水流速，削弱水流对岸坡的冲刷和风浪对坡面的淘刷，降低岸坡崩塌破坏的概率。

（3）繁茂的岸坡植被，其落叶残肢会为微生物提供可供分解的营养物质，其果实会为小动物提供食物。植被覆盖的空间，会成为各种小动物的栖息场所。岸坡作为河流生态系统的组成部分，其上植被良好，有利于提高生物的多样性，恢复受损的生态系统。

（4）岸坡植被能够通过过滤、沉淀、吸附地表径流中的悬浮物、有机物和其他污染物，改善水质。岸坡植被能够延缓地表径流，增加径流的下渗能力，增加当地土层的蓄水量。

（5）坡脚处生长的湿生植物和水生植物，能够通过直接吸收营养物质和根茎上生物膜对有机物的生物降解作用，提高水体自净能力。

（6）郁郁葱葱的岸坡植被生机盎然，能够降温吸尘，净化空气，美化环境。

（7）植被护坡的建设成本低，工程投资省。

（8）护坡植物可以跟随坡面一起沉降变形，适应变形的能力强。

植被护坡的缺点有：

（1）植被护坡的抗冲能力较弱。一般的土质植被边坡能够抵抗的水流速度在2.0m/s以下。

（2）植被护坡只适用于能够自稳的较缓的边坡，陡峻的边坡，植被的种植、养护、生长都会受到影响。例如，边坡陡于1∶1.5时，乔木难于种植。草本植物根系较浅，抗拉强度较小，边坡高陡时，在暴雨或者水流作用下，草皮层可能会与基层剥落。

（3）植被护坡见效慢，在这点上不如硬质护坡。植物一般需要一到两年的养护期。在此期间，植物的防护能力较弱。

（4）植物护坡中会生存多种的小动物，它们会在堤防中打洞，甚至穿透堤防。较深的植物根系死亡后也可能形成堤防渗漏通道。这些危险的洞穴裂隙被草丛覆盖，不容易发现，给管理造成了麻烦，给防洪安全带来了风险。

2.护坡植物的选择

护坡植物的选择，宜注意以下几个方面：

所选择的植物要适应当地的气候条件。有的植物耐寒性差，有的植物耐热性差，有的植物耐旱性差。例如，结缕草，多年生草坪植物，具坚韧的地下根状茎及地上爬地生长的匍匐枝，并能节节生根繁殖新的植株；喜温暖气候，喜阳光，耐高温，抗干旱，耐践踏，不耐荫；具直立茎，须根较深，一般可深入土层30cm以上，抗干旱能力特别强，能够在斜坡上顽强地生长；它适应范围广，具有一定的抗碱性。设计人员最好调查本地的植物类型，选择已经证明其适应性的乡土植物。

所选择的植物要适应当地土壤条件。坡面土层可能是黏土、壤土、砂土或者砂砾石土，土壤中的有机质含量、酸碱性、含水量可能差别很大。土壤条件苛刻时，植物不一定能够成活，可选择的类型也不会太多。必要时，需要改良坡面土壤，或者在坡面铺设客土。所以工程施工时，30～50cm的清表土一定要单独存放。清表土富含有机质，是生长过植物的“熟土”，比新开挖裸露的“生土”更适合植物生长。用清表土回铺坡面，栽种植物，是技术经济合理的工程措施。

要选择根系发达的植物。例如，根系发达的禾本科植物，如狗牙根、高羊茅、黑麦草、香根草、结缕草等。植物根系发达，可以在表层约30cm厚土层内密植成网，大大提高坡面的抗冲刷能力。

按河道边坡部位配置植物。不同部位，适合生长的植物种类不同，工程需要的高矮要求不同。岸坡顶部，种植陆生植物；坡面上，一般配置陆生植物；坡脚附近，根据遭遇洪水的几率，可以配置陆生植物、湿生植物和水生植物。植物配置要满足行洪的要求：堤防迎水坡在行洪水位之下一般选择低矮的草本植物护坡，在稀遇洪水位附近可以采用小灌木护坡，在洪水位之上可以种植乔木，采用乔灌草结合护坡；当河道宽阔，有足够宽度的行洪断面和滩地时，可以在滩地设置防浪林带。防浪林常采用柳树和杨树。柳树速生易长，耐水性强，经洪水淹没后仍然能够正常生长，防浪护堤的本领相当高强。杨树生长迅速，经济价值较高。

按景观要求配置植物。乡村和城市的景观要求不同，城市之内不同区域的景观要求也不同。景观要求包括是否要求四季有绿色？是否春夏秋三季有花？是否有花色类型要求？是否要形成规模化的景观效果？是否有市树市花需要展示？同样是草坪草，有高度大于20cm的低型草坪草，草皮低矮致密，耐践踏，可供人们在坡上玩耍，如狗牙根、地毯草、假俭草、结缕草等。有高度在20～100cm的高型草坪草，草地草熟禾、匍茎剪股颖、多年生黑麦草等。草坪草还可以配以红花酢浆草、雏菊、玉簪、二月兰等植物，形成缀花草坡。

兼顾经济效益配置植物。对城市河道，这点上不如乡村河道突出。例如，乡村堤防上常种植经济价值好的速生杨树。滩地芦苇既有消浪护坡作用，也有较好的经济价值，可以在不影响防洪的情况下大面积种植。

配置植物要考虑管理要求。要结合河道的功能考虑河道的管理水平。有景观功能且要求高的河段，选择景观效果好的植物，同时配合以常年的强化管理，对植物进行修剪和病虫害防治。对于以生态为主的河道，要减少管理带来的人工干预，植物配置应考虑生态系统的演替，以本地种诱导生态系统尽快恢复，允许人工栽种的植物逐渐被土著杂草替代。

3.常用的护坡植物

草本植物根据草种对季节温度变化的适应性，可分为暖季型与冷季型两类。冷季型草适宜的生长温度在15～25℃之间，气温高于30℃则生长缓慢。河北、山西、山东、陕西、辽宁、吉林、甘肃等地区适合种植冷季型草。冷季型草坪植物主要有野牛草、紫羊茅、羊茅、苇状羊茅、草熟禾、小糠草、匍茎剪股颖、白颖苔草、异穗苔草、小冠花、白三叶、黑麦草等。暖季型草坪植物最适合生长的温度为25～35℃，在-5～42℃范围内能存活，这类草在夏季或温暖地区生长旺盛。湖北、湖南、河南、江西、江苏、浙江、广东、福建、四川、重庆等地区适合种植暖季型草。暖季型草坪植物主要有狗牙根、地毯草、假俭草、结缕草、百喜草等。

灌木的根比草本植物深，固坡能力更强，但是成本较高，早期生长慢，植被覆盖度低。护坡灌木主要有紫穗槐、柠条、沙棘、胡枝子、杨柴、锦鸡儿、梭梭、沙柳、黄栌、酸枣、柽柳、杞柳、荆条、爬柳等。

护坡湿生和水生植物主要有芦苇、菖蒲、菰、水烛、水葱、芦竹等。

4.护坡植物种植

草本植物的种植方法一般有人工撒播种植、喷播种植、铺草皮种植、栽植等。

人工撒播种植，是用人工在边坡坡面上播撒草种，是一种传统的边坡植物种植措施。这种方法施工简单，造价低廉。人工撒播种植施工时，先将土坡表面土耙松。如果边坡土质较差，可以在坡上铺一层5～10cm厚的种植土。然后散播草籽，草籽要撒布均匀。选用草苫子进行覆盖，保湿、防止种子流失，防止雨水冲蚀坡面。待幼苗出土整齐后，选择阴雨天或晴天的傍晚揭除覆盖物，并注意洒水养护，防止造成幼苗脱水死亡。

喷播植草，是将草籽、肥料、黏着剂、水等按一定比例混合，采用机械加压，喷射到坡面上。喷播施工速度快，草籽喷播均匀，施工质量高。

铺草皮种植，是通过人工在边坡面铺设天然草皮。这种方法施工简单，成效快，但需要附近有草皮来源，前期养护管理量大，投资相对播种草籽偏高。铺草皮施工可以将草皮满铺坡面，用木桩或竹桩钉固定于边坡上。为节约草皮，也可以铺成条带或者错块铺设，草皮之间的空隙由植被自行蔓延覆盖。铺草皮要定时洒水养护。

草本植物的根系大部分分布在约40cm厚的土层中，为使坡面草皮生长良好，坡面土层厚度最好达到40cm，不宜不小于30cm。

种子的质量要好，一般要求纯度在98%以上，发芽率在90%以上。种子播种量一般为10～20g/m2，发芽率高、土壤条件好则可减少播种量。

对于湿生植物、水生植物、灌木和乔木，常常采用栽植法。先在苗圃育苗，然后移栽在坡面上。要注意拔苗与移栽之间不能够间隔太长，以免植物因缺水死亡。

8.5.5.2　三维土工植被护坡

三维植被网是一种三维结构的土工合成材料，由单层或多层热塑性树脂凹凸网和高强度双向拉伸网经热熔后黏结而成的一种立体网结构，它无腐蚀性，化学性能稳定，对土壤、微生物呈惰性；底层为一个高模量基础层，可防止植被网变形。波浪起伏的网包，可通过填入土壤，种上草籽，生长植物。

在草皮没有长成之前，三维植被网可使坡面免遭风雨的侵蚀。植草根系的生长发达以后，将三维植被网及坡面表层土胶结在一起，形成坡面覆盖保护层，进一步增加边坡的抗冲蚀能力，有的资料说此时允许冲刷流速可达5m/s。三维植被网网垫能大量吸收热能、增强地温、促进草籽发芽、延长植物的生长期。

三维植被网护坡适用于坡度缓于45°的土坡，在降雨相对充沛的地区植被生长良好，干旱、半干旱地区则需要加强养护。三维植被网表面粗糙不平，会营造适合不同水生物的小环境，粗糙不平的表面也会使河道水流在网垫表面形成小涡流，消耗能量，沉积泥沙。

三维植被网护施工时，首先需要将坡面整平，铺设三维植被网与坡面紧密结合，网片之间可重叠搭接10cm，网片采用钢钉、聚乙烯塑料钉或者竹钉进行固定。接着回填肥沃客土充满网包，充填时要使用振动板使之密实，靠近表面时用潮湿的黏土回填。然后铺草皮或者喷洒草籽，再均匀覆盖一层厚1～2cm的细土，轻微拍实，覆盖土工织物或草帘，最后进行养护。对于长大边坡，坡顶、坡脚及平台需设置排水沟。

三维植被网护坡施工简便快速，造价低廉，有较好的经济效益。

8.5.5.3　植物纤维毯护坡

植物纤维护坡是将能够长草的毯子（植生毯）固定在坡面上，减轻雨水对坡面表土的冲刷（图8.5-3）。

图8.5-3　植物纤维毯护坡

植物纤维护坡一般适用于缓于1∶1.5的坡面。植生毯主要靠木桩、铁钉等固定在坡面上，固定效果差，且坡面粗糙，一般不能抵挡较大流速的冲击。因此当用于河流坡面防护时，一般用于流速较小的坡面部位，或者位于水面以上坡面。

植物纤维毯护坡技术施工简单便利，植被恢复效果好，水土流失防治效果明显。可用于雨季坡面临时防护，也可用于坡面植草永久防护。

植物纤维毯一般由塑料护网层、植物纤维层、种子层、衬纸层等复合而成，植物纤维层用稻草、玉米秸秆、麦秸秆、椰丝等为原料经机器积压、缝制而成。种子层则包含有灌草种子、保水剂、营养土等成分。含种子的植物纤维可以直接铺在坡面上，然后养护即可。植物纤维毯也可以不含种子层，种子需要先播撒在坡面上，然后用植生毯覆盖，再进行养护。

植物纤维毯的长度有0～100m，宽度有0～2.5m，厚0.5～5cm，重量250～1000g/m2，种子一般14～26g/m2，不同厂家有不同规格，可根据地域气候特点和坡面土质情况进行选定。植物纤维毯中的种子常见的有狗牙根、画眉草、假俭草、高羊茅、细羊茅、黑麦草、巴哈雀稗、狼尾草、早熟禾、野牛草等。植物种子可以选用乔灌草混合配方，植物种子的选配根据工程所在地气候、土壤及周边植物等情况确定，对北方缺水地区优先选择抗旱、耐瘠薄的植物种。

8.5.5.4　框格植草护坡

在河道边坡、高速路和铁路路基边坡上，常见框格植草护坡，用硬质材料做骨架，内部植草或者小灌木。框格的型式多样，疏密有别。有预制混凝土六角空心块（图8.5-4）和预制连锁空心块组成的密框格（图8.5-5），也有宽度达3m的稀疏框格。框格材料一般有预制混凝土、现浇混凝土、机制砖或者块石。

图8.5-4　预制空心块植草护坡

图8.5-5　预制连锁空心砖草皮护坡

框格植草护坡结合了工程防护硬护坡和植草防护软护坡的优点，应用十分广泛。框格砌块环环相扣或者现浇成一体，整体性较好，有一定的抗冲刷能力。框格可以根据景观需要制作成各种骨架型式，如方形的、拱形的、斜梁形的等。框格内可以植草和种植灌木，形成四季色彩，既具有较好的生态效果，也具有良好的景观效果。

框格植草护坡可以与锚杆或者锚索结合，进行边坡的加固，混凝土骨架固定锚头，组成坡面的约束梁网。框格结构保持河流与陆地和地下水之间的连通，有利于横向水体交换。水下和水位变动区的框格结构，有利于为水生动物、两栖动物动营造良好的生境。框格植草护坡施工工艺简单，施工速度快，经济实用。

现浇框格需要做好坡面排水系统和施工期的临时防护，使植物生长良好，否则坡面框格内的土壤容易被雨水冲刷流失。预制混凝土框格由于孔隙小，人工植草麻烦，施工后期需要做好植物养护，否则会影响植物成活率和整体景观效果。

8.5.5.5　干砌石护坡

干砌石护坡指不采用黏结材料而只用石块砌筑的护坡。从结构功能上分析，干砌石护坡有两种型式，第一种是适用于边坡处于稳定状态的缓坡表面防护，很少用于陡于1∶1.5的边坡，第二种是重力式干砌石挡土墙，多用于高度4m以下、水平推力较小的开挖岸坡（图8.5-6）。

图8.5-6　干砌石护岸

1.干砌石护坡的优缺点

干砌石护坡能够充分利用当地石材，施工简单，造价较低。护坡适应变形的能力较强；护坡有空隙，透水透气，消浪作用良好，生态性良好。

干砌石护坡与浆砌石护坡相比，更适应变形，但基本没有防渗能力，抗冲性略差，坡面粗糙。干砌石护坡由人工砌筑，石料的摆放需要人工挑拣，施工工人需要有一定经验。干砌石护坡施工效率低下。施工不严格时，坡面效果会很差。干砌石挡墙抗震性能差，在地震地区不宜用于重要部位。

2.干砌石护坡的材料

干砌石护坡一般采用块石。块石按其形态分为毛石、块石、粗料石三种。毛石无一定规则形状，块重一般要求大于25kg，局部厚度不小于15cm。块石要求上下两面大致平整，无尖角，块厚宜大于20cm。粗料石要求棱角分明，六面大致平整，同一面最大高差一般小于石料长度的3%；石料长度宜大于40cm，块高宜大于25cm，长厚比不宜大于3。

石料一般采用新鲜或者微风化的、完整的较硬岩或坚硬岩，岩石的单轴饱和抗压强度值大于30MPa。石料使用前，需要鉴定强度等级及相关物理力学指标。

3.施工

干砌石护坡施工简单，但往往不易通过验收，主要是施工过程中对材料和工艺把关不严。

干砌石护坡工程前，应进行基础验收，然后才可以处理结合面，放样立标，拉线砌筑。干砌石要求采用合格的石料。新石料表面应洗除附着的泥土、水锈等杂质。利用其他建筑物拆除的旧料时，要清除表面的砂浆等附着物。

干砌石体砌筑宜采用立砌法。不得采用薄石重叠，双层砌筑。不得有通缝和上下层垂直对缝，错缝不小于10cm。砌筑时缝隙不应大于2.5cm，表面平整度不应大于3cm。不得在外露面用块石砌筑，而中间以小石填芯。不得在砌筑层面以小块石、片石找平。外表面明缝要用小片石填塞紧密，一般以手拉不出为宜。砌体缝口应砌紧，底部应垫稳填实，与周边砌石靠紧，严禁架空，严禁砌体的缝口加塞时未经砸紧。为使沿块石的全长由坚实的支承，所有前后明缝均应用小片石料填塞紧密。砌体外露面的坡顶和侧边，应选用较整齐的块石砌筑平整。

干砌石护坡石料与坡面之间要设置砂砾石垫层料层，层厚一般15～20cm。为了防止风浪淘刷和渗流带走细颗粒，有时也可以在垫层中使用土工布。铺设垫层前，应将地基平整夯实，砂砾石垫层厚度应均匀。垫层料的粒径一般小于50mm，非均匀级配，含泥量小于5%，垫层应与干砌石铺砌层配合砌筑，随铺随砌，层与层错缝锁结方式铺砌。护坡表面砌缝宽度不应大于25mm，砌石边缘应顺直、整齐牢固。为增加上游护坡的稳定性，砌石底部一般设置护脚。

干砌石挡土墙的基础底部一般做成平坡，或者做成1∶5倾斜坡，坡度与滑动方向相反，以增加挡土墙的抗滑稳定性。干砌石体铺砌前，应先铺设一层厚为10～20cm的砂砾垫层。铺设垫层前，应将地基平整夯实，砂砾垫层厚度应均匀压实。基础或底层应选用较大的精选石块。石块应分层错缝砌筑，每层砌面应大致水平。石块应铺砌稳定，相互锁结。

8.5.5.6　石笼护坡

石笼是用钢丝、高强度聚合物土工格栅或竹木做成网箱，内部填充块石或卵石，进行岸坡防护的一种结构。石笼可用于制作河道挡土墙（图8.5-7）、边坡表面防护（图8.5-8）、闸堰海漫段防护结构。一般石笼的抗冲流速可达5m/s左右。

图8.5-7　施工中的石笼挡土墙

石笼有圆柱体、长方体等形状。圆柱体石笼便于滚动就位，长方体石笼便于多层铺砌。长方体石笼网箱常常由多个网格组成。根据单个网格的形状，网箱可分为两类（图8.5-9），一类是高度大于45cm的立方体箱状的，常用于制作挡土墙；另一类是高度小于45cm扁平垫子状的，常用于边坡表面防护。

图8.5-8　刚施工完成的石笼坡面防护(www.xing528.com)

图8.5-9　立方体状石笼和扁平状石笼

1.石笼护坡的优缺点

石笼结构具有优点如下：

（1）适应变形能力强。石笼能够用于填方地基和变形较大的地基，能够适应一定程度的地基不均匀变形。

（2）抗冲能力较强。由于用石笼将石块捆在了网箱内，网箱之间可以铰接在一起，从而增加了石笼的整体重量和抗冲能力。因此，石笼可以代替水闸防冲槽中的大块抛石，也可以用于海漫段消能。

（3）生态性较好。石笼结构的自然透水性有利于边坡排水、土体固结和边坡稳定。充填石料可以就地取材，减少开山取石。石笼透气透水，有利于保持水体的横向与垂向循环，维持河道连续性。石笼结构可以依靠自然恢复植被，也可以表层填土植草，加速植被恢复，实现生态环境的迅速重建。水下石笼的空隙，可以营造河道生物所需的小生境，有利于河道生物多样性，也有利于维持河流的自净能力。

（4）施工便捷。施工方法一般为机械和人工相结合，施工简单，效率较高。普通工人一般经简单讲解即可施工，施工受气候限制较小。

（5）经济性高。由于适应变形能力强，可减少基础开挖处理工程量，石料可以就地取材，施工周期短，这些都有利于降低工程造价。

石笼结构需要注意以下问题：

（1）作为挡土墙时，外观效果一般，且依赖于施工。石笼变形性大，如果采用的网格尺寸较大，自身会有较大的变形。网格内的石块需要人工仔细摆放，才能减少后期变形，形成较整齐的外立面，否则，后期会变得凹凸不平。挡墙基础埋深要满足冲刷深度要求，对于软土地基也要进行认真处理，否则过大的变形量会导致挡墙的过大变形甚至倾斜。

（2）修补麻烦。如果施工过程中不严格遵守施工要求，会导致某格石笼变形向外突出，修补时需要拆除上部的石笼。而施工质量导致变形是常见之事，需要设计预先加以考虑，纳入施工要求，尽量避免后期的修补。

（3）耐久性问题。最初制作石笼的材料有荆条或者枝条、铅丝和钢丝。植物制作的石笼是历史上应急抢险用的。铅丝石笼原来一般用于抛石护岸、堤防险工等，由于铅丝容易腐蚀、耐久性差而逐渐淘汰。现在一般用钢丝，钢丝表面进行不同方式的防腐处理，例如镀锌、镀高尔凡、表面覆塑等。工程实践表明，表面覆塑的钢丝在铰接时，塑层会开裂露出钢丝，防腐效果差。镀锌等其他防腐方式的效果会好一些。镀锌钢丝石笼的使用寿命一般可达8～12年，也有厂家宣称可达30年，但尚需要实践的检验。

（4）整体性问题。石笼是靠其整体性发挥作用的。如果某个网格钢丝锈蚀破坏，很容易导致挡土墙整体的破坏。因此，对于石笼的这一特点，在适用位置、安全余度上，设计人员都应该予以注意。

（5）材料采购问题。材料风险需要设计人员特别注意。市场上的石笼钢丝产品质量参差不齐，导致市场价格差异很大。在设计图纸审查、财政评审、施工招标过程中，专家依据的价格不一，一些项目出现了石笼材料评审价格、投标价格过低的问题，给工程后期安全带来某种隐患，因此设计人员要从设计的角度（例如位置、选型、业主沟通等）预防此种风险。

2.网箱的材料

网箱的材料一般为经过抗腐处理的低碳钢丝，常见的有热镀锌低碳钢丝、铝锌混合稀土合金镀层低碳钢丝、外涂树脂保护膜低碳钢丝等。网箱的网片由专用机械纺织成型。网孔一般为六角形，常见大小有80mm×120mm、100mm×120mm、130mm×150mm等。钢丝直径常见2.2mm、2.5mm、2.7mm、3.0mm、3.2mm、3.5mm、3.7mm、4.4mm等。一般边丝直径大于网丝直径。

石料一般选用新鲜或者微风化的、浸水不崩解的硬质岩石块体，块体粒径要求有80%以上大于网孔孔径。

3.石笼的施工

石笼在现场安装。首先用机制网片绑扎成笼子，然后填筑石料，封住顶盖。

石笼一般绑扎形成长方形网箱组。单个网格的宽度一般为0.5m或者1.0m，由设计确定。网箱之间或者间隔网与网身之间的绑扎线采用与网箱同材质的钢丝，每一道绑扎应是双股线并绞紧。网格的四处交角各绑扎一道，间片交接处每间隔20～25cm绑扎一道，相邻框线采用组合线连接。

网箱组绑扎后，应同时均匀地向同层的各箱格内投料，要避免将单网格箱一次性投满从而引起较大变形。填料顶面宜高出结构体3～5cm。每层投料厚度一般在30cm以下，1m高网箱分四层投料，填料应当密实，容重大于1.70t/m3，空隙率小于30%。外表面一侧的填充石料，表面应人工或者机械砌垒整平，石料间应互相搭接。

不同层的网格应纵横交错，上下连接，不允许出现通缝。为了防止渗透和冲刷破坏，一般在网箱与土层之间设置土工布。

8.5.5.7　自嵌式挡土墙护坡

自嵌式挡土墙是由自嵌块块体、锚固棒、加筋材料、反滤料和土体组成的重力式挡土墙（图8.5-10、图8.5-11）。自嵌块为自嵌式挡土墙的主要材料，自嵌块干垒成临水面的墙体，自嵌块之间无砂浆黏结。为了增加墙体的抗剪能力，自嵌块用塑胶棒串接在一起。墙体面倾角呈12°，墙体重心偏向墙后，有利于增加墙体的抗倾覆能力。如果墙体较高，需要采用土工格栅将墙体与墙后回填土连接成抗滑体，此时可以按《土工合成材料应用技术规范》（GB 50290）中的加筋土挡墙相关规定计算挡墙整体稳定。

图8.5-10　自嵌式挡土墙结构示意图

图8.5-11　正在施工的两级自嵌式挡土墙

1.材料

自嵌式挡土墙的材料有自嵌块块体、锚固棒、加筋材料、反滤料、回填料、基座和压顶（图8.5-11）。

自嵌式挡块一般为混凝土材料制成，强度较高，适应各种环境。也有用砖石废料等再生料作为粗骨料制成的自嵌式挡块，此时要注意它的强度和抗冻融性，可以优先用于非临水部位。

图8.5-12　自嵌式挡块示意图

自嵌式挡块带有孔隙，用来插入塑胶棒、栽种植物和填入石子（图8.5-12）。自嵌式挡块为定型产品，尺寸有400mm×305mm×150mm等，不同厂家的尺寸不同。

锚固棒一般为塑胶棒，要求有较高的抗剪强度和耐腐蚀性。锚固棒用来锚固自嵌块块体和加筋网片。

加筋材料一般由土工格栅，例如玻璃纤维土工格栅和塑料土工格栅。土工格栅水平分层铺设在墙后回填土中，其临水侧一端压在自嵌块层间，用锚固棒固定。土工格栅与回填土接触面间存在摩擦作用，使土工格栅与土体共同承受自嵌块向外侧滑动产生的拉力，限制墙体的变形量。

反滤材料一般为土工布。自嵌块之间有缝隙，如果没有土工布，回填土细颗粒会被渗水带走，引起渗透破坏。土工布的常用规格有250g/m2、300g/m2等。

回填料包括碎石和土料。自嵌块后部常回填不小于0.3m宽度的碎石料层，主要是为了增强摩擦力、排水性，减少沉降变形，保障墙体的稳定性。土料一般为开挖料，适宜采用透水性强的砾石、砂土或砂壤土。回填土料和石料要压实。

基座材料为素混凝土。基座为砌块墙体的承重传力结构，一般厚0.2～0.5m，宽1.0～2.0m，每隔5～10m设一道伸缩缝。基座前侧有突出的边沿可以阻挡其滑动。基座顶面要平整，以保证墙体平整，砌块错缝咬合。压顶可以现浇混凝土，也可用厂家特制的压顶砌块。现浇混凝土时要分缝。

2.自嵌式挡土墙的特点

（1）自嵌式挡土墙具有施工简便的优点。自嵌式挡土墙的墙体为干垒而成，一般素质的施工工人即可完成施工，施工无噪声，后期拆除方便。

（2）自嵌式挡土墙造型多变，外形美观。自嵌块块体为楔形结构，故墙体可以做成直线，也可以做成曲线，能够适应不同的河岸形态。自嵌式块体可以加工成不同的色彩，例如灰色、黄色、红色等。块体的凹槽和色彩的存在，使挡墙表面具有一定的韵律感，强于传统钢筋混凝土或浆砌石挡土墙的外表面环境效果。

（3）自嵌式挡土墙有利于生态修复。挡土墙具有孔隙，水下部分的孔隙能为鱼虾等动物提供良好的栖息地，水上部分可以植草、种花。块体裸露内孔可以填充植生土壤，人工植草，形成立体草墙；也可以在水体泥沙长期沉积作用下，在水位变动区内孔自然生长水生植物或者湿生植物。

（4）自嵌式挡土墙由于不用砂浆，具有透水透气性，可以保证河岸与河流水体之间的水分交换和调节功能，有效维持生态循环过程。

自嵌式挡土墙也有一些事项需要注意。例如，墙体后面的回填土易被水流带走，造成墙后中空，导致墙体垮塌。墙体施工时，锚固棒往往被偷工减料，而锚固棒对墙体稳定又很重要。当墙体很高时，需要较大的开挖面来布置拉筋网片，保持墙体稳定，因此在城市河道治理中往往受制于场地狭窄而无法使用。

8.5.5.8　生态混凝土护坡

生态混凝土是具有特殊结构与表面特性、能够生长绿色植物的混凝土（图8.5-13）。生态混凝土兼有普通混凝土和耕植土的特点，是一种新型环境护坡材料。生态混凝土可以用于河流、湖泊、公路、铁路、废弃矿山、采石场等工程的边坡防护和绿化。

图8.5-13　生态混凝土护坡（据吕学梅）

1.组成材料

生态混凝土由多孔混凝土、保水材料、难溶性肥料和表层土组成。多孔混凝土是生态混凝土的骨架，由粗骨料和水泥浆或者少量砂浆构成，类似于常用的无砂混凝土。混凝土的孔隙尺寸大，孔隙连通，孔隙率一般达到18%～30%。在多孔混凝土的孔隙内填充保水性材料和肥料。保水性填充材料由各种土壤颗粒、无机的人工土壤以及吸水性的高分子材料配制而成。表层土多铺设在多孔混凝土表面，形成植被发芽空间。

2.生态混凝土特点

（1）生态混凝土抗冲刷性能好。生态混凝土具有混凝土抗冲刷能力强的特点，抗压强度为10～15MPa，能够承受约3m3/s流速的水流冲刷。覆草具有缓冲作用，而且由于草根的锚固作用，草、土、混凝土形成一体，抗滑力增加，有利于提高了堤防边坡的稳定性。

（2）生态性良好。多孔混凝土的孔隙内有保水性材料和肥料，植物的根系可生长深入到这些孔隙内，吸取生长所必要的养分和水分。经验表明，很多草本都能在生态混凝土上很好生长。多孔混凝土的孔隙具有透气、透水性，能够保障河流水体与岸坡土体的物质和能量交换。同时，孔隙为动物及微生物提供了繁殖场所。

（3）生态混凝土耐久性和植被良好性有待验证。生态混凝土有利于解决传统混凝土不能进行植被恢复，以及传统水利工程中绿化与岸坡安全之间的矛盾，但作为一种问世不久的新型材料，混凝土骨架的强度和耐久性需要更多工程的实践检验。混凝土表面植物能否跨越多个年头良好生长，能否适应北方降雨较少的气候环境，也需要工程和时间的检验。而且生态混凝土的价格相对较高，限制了其推广应用的空间。

8.5.5.9　生态袋护坡

无纺布或其他土工材料经过机器滚压、针刺等工序制成袋子，装入肥料、草种和保水剂后封口形成生态袋；多个生态袋顺坡面叠放，每层生态袋之间用标准连接扣连接，就形成了生态袋护坡（图8.5-14）。

图8.5-14　生态袋护坡（据吕学梅）

1.生态袋材料

生态袋的袋子一般由双面熨烫针刺无纺布加工而成，无纺布采用高强度长丝无纺聚丙烯为原材料制成，具有一定的抗老化性能。标准连接扣一般为塑料制品，能够插入生态袋，从而增加袋与袋之间的摩擦力。生态袋的填充料为适宜植物生长的土料、肥料和保水剂。

2.生态袋护坡的特点

（1）生态袋护坡属于柔性生态边坡。生态袋自身具有较大的变形能力，也能够适应一定的边坡变形。生态袋护坡一般要求边坡自身满足稳定要求，袋体仅进行坡面防护。也有生态袋通过土工格栅与回填土结合成挡土墙的用法，这种情况一般挡土高度不高。有的生态袋孔隙过大，袋状物易在水流冲刷下带出袋体，造成沉降，影响岸坡稳定。

（2）生态袋具有良好的生态性，有利于生态系统的快速恢复。生态袋具有透水不透土的过滤功能，能防止填充土壤和营养成分混合物流失，又能实现水分在土壤中的正常交流，给植物的生长创造良好条件。植物生长早期，根系可以吸收袋内的水分和营养物质。植物生长起来后，较长的根系能够穿越袋体，进入基础土壤中，既可以吸收水分，也可以把袋体与土基连接起来，从而进一步稳固边坡。

（3）生态袋袋子容易老化。生态袋袋子要经历风吹雨淋日晒，尤其是紫外线照射，会促使袋体老化。所以生态袋不适宜于较陡的边坡，要防止袋体老化以后引起的塌滑。

（4）生态袋植物再生问题。植物种植时可采用喷播、穴播、压播、混播和插播等方式。工程实践中发现，有的生态袋内种子发芽率低，有的仅能维持当季植物的生长，第二年植物生长状况较差。因此，在植物选择方面，需结合自然环境、景观要求，选择耐候性强、根系发达的多年生当地品种。袋内填充物选用理化性能良好、适宜植物生长的土壤，否则应对土壤进行改良。

（5）生态袋护坡整体稳定性差。生态袋袋体要错缝摆放，同时要适当压实，以增加整体稳定性。要注意施工质量，要防止袋与袋之间形成渗漏通道，导致边坡细粒土被水流带走而引起边坡塌滑。雨季要考虑边坡顶面的排水问题：在有的工程中，雨水从袋体与坡面之间漏出，引起了袋体沉陷塌滑。

（6）生态袋护坡施工简单快捷。坡面清理平整以后，可以快速的逐层摆放生态带，施工十分方便。

8.5.5.10　木桩护坡

木桩护坡是在边坡上打下木桩或者仿木桩，以防止坡面滑动和坡面冲刷的防护型式，是一种应用广泛的护坡。木桩护坡有两种结构型式：一种是木桩肩并肩密排，后面回填粗粒料和土料（图8.5-15）；另一种是木桩间隔布置，木桩之间用横木或者柴捆填充成，形成挡板，挡板后回填土料（图8.5-16、图8.5-17）。

图8.5-15　木桩密布结构示意图（单位：m）

图8.5-16　木桩挡板结构示意图（单位：m）

木桩的长度一般150cm以下，直径在20cm以下，太长、太粗的木桩会施工困难。木桩1/2～2/3长度要打入地下，地表上留30cm左右。木桩桩距一般不超过100cm，间隔过长，横木传递给木桩的荷载会加大，导致木桩的变形过大。挡板高度一般会小于50cm，视坡度和土质而定。

图8.5-17　施工中的木桩挡板结构

木桩护坡的优点突出：①不需要大动土方，能够保持坡面原有林木的完好，能够顾及周围景观和自然环境，做到工程防护与绿化美观相结合；②在表层土体不稳定的条件下能够施工；③在木桩采用木材时，所用材料全部为天然材料，生态环保；④在风浪较大的部位，是一种比较好用的生态护坡型式。

木桩护坡需要注意一些事项：①打桩施工时需要小型机械和一定场地。也可人工打桩，但施工会相对困难。桩体用机械压入时，施工安静，用机械打入时有噪声污染。②木桩护坡中的木桩打入深度一般较浅，只能防止土层的表层塌滑，不能防止土坡的深层滑动。③紧邻桩后的绿化植物宜为草本和灌木，最好避免大型乔木，因其载重较大，可能造成坡面的不稳定。

8.5.5.11　蜂巢格室护坡

蜂巢格室护坡是将高强度的蜂巢格室状土工合成材料展铺、锚固在坡面上，在格室中回填土料或者碎石，形成柔性保护层，有效地防护边坡（图8.5-18）。当所用填料为种植土时，护坡表面可以种植草或者小灌木，植被蓬勃生长之后，坡面可被完全覆盖，形成景观绿化效果。

图8.5-18　蜂巢格室护坡示意图

蜂巢格室是三维网状格室结构，能够伸缩自如，运输时折叠，施工时张拉成网状，展开成蜂窝状的立体网格。格室能够对填入的泥土和碎石构成较强的侧向约束，显著提高普通填充材料的承载力和抗冲蚀性能。

蜂巢格室护坡属于柔性结构，可适应一定的不均匀沉降变形，可适应轻微地形起伏，因此可以适当随坡就势，保留自然地形，减少工程痕迹。蜂巢格室增加了护坡抗冲蚀能力，可有效抵抗强降雨带来的水土流失。

蜂巢格室的高度一般在50～200mm，当设计边坡为1∶6～1∶3时，宜采用75mm以上；当设计边坡为1∶3～1∶1.75时，宜采用100mm以上；当设计边坡大于1∶1.75时，宜采用150mm以上。蜂巢格室最大焊缝间距不超过712mm，并依据填充土料、石料以及边坡坡度的不同选择不同的焊缝焊距。

当蜂巢格室填充黏性土土料时，压实度不小于0.85，可抵抗冲刷流速2m/s。当蜂巢格室填充碎石料时，相对密度不小于0.60，可抵抗冲刷流速3m/s。格室碎石填料的粒径随格室高度降低而减小，常用最大粒径为50mm级配碎石。