园林绿化中不容忽视的护坡,13种生态护坡技术逐一介绍
护坡在园林绿化中占据重要地位,平原城市的朋友或许体会不深,但在多山或丘陵城市,众多道路边坡需要整治,建筑房屋、建设公园时也会形成不少斜坡,这些护坡景观能在一定程度上体现一个城市的环境水准。
在中国园林景观行业兴起之前,护坡景观相当罕见,仅在易发生滑坡的山区设有混凝土护砌,这种做法在多山的云贵川省十分普遍。
因大规模工程建设与矿山开采,产生了众多难以恢复植被的岩土边坡。常规的边坡防护手段,多使用砌筑石头和喷射混凝土等灰色工程,损害了生态系统的平衡。随着公众环保意识的提升以及经济条件的改善,生态型边坡防护方法逐步融入了工程建设实践。接下来将分别阐述十三种生态型边坡防护技术。
一、人工种草护坡
人工培植山坡植被,是将草籽直接散布于斜坡表面的古老植物保护手段。常应用于坡度平缓、高度不大且土质适合草本生长的土方路基和路基边坡的防护作业。
特点:施工简单、造价低廉等。
播种不均,种子易被雨水冲走,成活率不高,常使防护效果不理想,容易形成坡面冲沟,导致表土流失等边坡问题,进而引发大量修复工作,因此这种技术近年使用不多。
这项办法适用范围狭窄,毛病十分突出,能够思量用椰子编织物(或椰子垫)铺设方法来替换,这样既环保,操作也简单。
二、土工格室植草护坡
铺设在斜坡上的土工格室,需要先安装稳固,接着装入经过改良的土壤,并在格室表面安装立体植被网,最后实施喷播作业,这就是一种边坡防护方法。这种技术借助土工格室,为草皮生长创造了稳固且适宜的条件。
土工格室搭配草皮种植,能够有效绿化荒芜的斜坡,其带有孔隙的构造有助于提升斜坡的泄水能力。这种方法特别适用于坡度平缓的泥岩、灰岩、砂岩等岩石构成的路基边坡。
缺点:要求边坡坡度较缓。
三、蜂巢式网格植草护坡
蜂巢式网格植草护坡,是一种与干砌片石护坡类似的边坡加固方法。它通过在整修过的坡面上铺设正六边形混凝土砌块,构成蜂巢状网格结构。接着,在网格空隙中填充培育土壤,并在砌块框架内播种草籽或栽植草苗,以此实现边坡防护功能。
这种技术采用的框架构件适合在工厂集中制造,其承力构造科学,铺设在斜坡上能够有效分散地表径流,降低水流快慢,避免坡面侵蚀,维护草本的繁衍。该类护坡作业方便,表面整洁,样式优雅得体,兼具稳固斜坡和促进植被生长两种作用。
该类型防护的成本相对较高,超过了浆砌片石骨架护坡,通常应用于填方边坡的加固,同时,由于草丛被混凝土砌块分隔,整体上提升土壤稳定性的作用并不理想。
四、植生基质植物护坡
在稳固的斜坡上安装锚固杆件并铺设网格之后,运用专用直升机进行喷射作业,将预先调好的植生基质与雨水融合的浆液均匀洒向坡体表面,植物借助这种基质得以生长繁衍,逐渐构成植被防护层,这种施工方法兼具稳固斜坡和绿化环境两种功效,能够替代常规的锚杆喷射加固以及石砌护坡等传统手段,其核心构造包含锚固杆件、防护网以及植生基质这三个要素。
该技术实现了常规园艺方法无法达成的施工成果,并且不因地质状况而受影响。
施工技术比较复杂,工程规模相当可观,喷播用的基质层不够厚,经日晒容易剥落,喷播用的基质层过于厚重,重量太大,则挂网容易掉落,项目成本很高,投入资金也很大。
五、框格内填土植草护坡
框格填土种植物护坡,需要在斜坡上先设置预制框格或用混凝土砌筑框格,然后在框格中填充土壤并栽种绿色植物,固定客土可与土工格室种草护坡、三维植被网护坡、浆砌石条支撑种草护坡、蜂巢状网格种草护坡联合应用。这种做法成本较高,通常只在那些浅层稳定性不佳且难以实施绿化的陡峭岩石坡和土壤贫瘠的斜坡上实施。
六、液压喷播植草护坡
液压喷播植草护坡,是国际上最近十多年才兴起的一种边坡绿化技术,是将草种、养料、胶凝物、浆料、土质改良品以及着色剂等,依据特定配比在搅拌容器中加水混合均匀,然后借助设备加压,将这些混合物喷射到山坡表面,以此实施植被恢复作业的。
这种技术操作便捷、效率高,作业效果显著,草籽撒播分布均匀且生长迅速,形态保持整齐,生态保护作用明显,通常一个月内坡面植被覆盖能达到百分之七十以上,两个月后即可发挥生态防护和绿化作用,应用范围非常广泛,国内在公路、铁路、城市公共设施等领域的边坡生态修复和景观美化工程中应用普遍。
该材料在稳固土壤和保持水分方面表现不佳,容易导致地表径流和侵蚀现象;在建设过程中,操作人员有可能会敷衍了事甚至弄虚作假,造成表面看似合格的结果;若品种挑选失当且混合物料不足,后期可能会引发水土流失或形成冲沟问题。
七、客土植生植物护坡
采用客土技术进行植被防护,需要先混合保水材料、粘合物质、防蒸发成分、土壤团粒改良剂、植物纤维、泥炭以及腐殖质、长效肥料等成分,制成特殊土壤,使用专业设备进行搅拌,并将其均匀散布在斜坡上,构成一定厚度的土壤覆盖层,接着再将筛选好的种子与木纤维、粘合物质、保水成分、复合肥料、缓释养液等物料,通过喷洒装置进行混合,并喷射到已经铺设的土壤覆盖层上。
长处在于能够依据地质状况和气候特征,调配基质与种子,因而展现出普遍的适用性,客土和坡面能够紧密贴合,稳固土层的透气程度高,且肥沃度良好,耐旱能力较强,采用机械化作业,效率高,操作便捷,项目周期短,植物保护作用显著,基本上无需管理即可保障植物健康成长。这种方法适合于地势平缓的岩石基础坡面,也包括风化后的岩石区域和坚硬的土砂地带,可用于道路两侧的斜坡,也适用于矿山地带,水库周边,以及土地条件较差的地方。
该工程对边坡稳固性有较高标准,且坡面需具备良好抗蚀能力,以下情形均不满足条件,包括坡度较陡的区域,以及存在长期积水现象的地带。
八、平铺铺草皮
铺设草皮来保护斜坡,是借助人力在斜坡表面放置原生草皮的一种古老斜坡植物保护方法。
施工便捷,造价经济,铺设迅速,护坡见效快,不受季节条件制约。适用于草皮获取方便、边坡高度不大且坡度平缓的各种土壤以及严重风化岩体和岩化作用薄弱的软岩边坡防护作业。属于应用最普遍的古老坡面植被保护手段。
新铺设的草皮因为早期维护工作难度大,很容易遭遇各种自然现象的破坏,常常无法实现理想的边坡保护作用,进而引发坡面出现冲沟、表层土壤被侵蚀、坡体滑坡等边坡问题,这就需要实施许多边坡病害的治理和修复工作。近些年,由于草皮供应变得稀少,导致铺设草皮进行边坡防护的效果受到了越来越大的制约。
种草坡面防护时,草籽要均匀散落,土质边坡的表面需预先疏松,若土壤条件不适宜植物生长,则先在坡上铺设一层五至十厘米厚的种植土,当坡面坡度较陡时,应将边坡挖成阶梯状,之后再铺设新土并种植植被,确保草籽能顺利生长。铺草皮坡面防护时,草皮的规格不能小于二十厘米乘以二十厘米。铺设草皮时,应自下而上按顺序排列,相邻行列相互错开,借助木桩或竹桩将其固定在斜坡上。草皮铺设需全面覆盖,每片都要用竹钉钉牢,底部先铺设一层8到10厘米厚的肥沃土壤,同时要定期喷水进行保养。小记:整平铺设的草坪,因其诸多好处,在斜坡稳固、土壤条件良好且环境适宜的情况下,仍具备显著的应用价值。
九、浆砌片石骨架植草护坡
浆砌片石构建的护坡结构中,通过铺设石块形成支撑框架,在框架内填充土壤,并种植草皮及播撒草籽,这是一种保护边坡的方法。一般采用设有排水功能的石砌框架,可以减少坡面受到的冲刷,有利于草皮的生长,因此克服了人工铺设草坪和直接铺设草坪的不足之处。这种技术适合坡高不大且坡度平缓的各种土壤和强风化岩石形成的边坡。
砌筑作业需等到路基边坡的沉降现象稳定之后才能开展,施工开始前,测量人员须依据图纸指示,在已经过整修的坡面上标定位置。石块或砖块要自下往上,垂直于坡面,以折线或拱线的形态堆砌成骨架,要求砌体牢固且紧密贴合,同时要符合图纸上的嵌入标准,确保能够实现分割区域并拦截水流的功能。依照图样指示挑选草皮并确定规格,草籽在格子内自底层至表层逐层间隔布置压实,同时借助木制或竹制桩子将草坡固定在斜坡位置。运输期间需用潮湿的麻袋覆盖草坡,以避免日晒、强风及不良气候造成破坏;对于新铺设的草皮,应实施喷水保养措施。
十、土工网垫植草护坡
土工网垫属于一种创新型土木工程材料,被收录在国家高新技术产品目录的新型材料技术板块内,是一种增强体材料,主要应用于植草护土领域,它呈现三维结构,形似丝瓜络,质地松软且富有弹性,90%的内部空间可供填充土壤、沙石和碎石,植物根系能够顺利穿过其中,实现舒展、规整且均匀的生长,当草皮生长成熟后,网垫、草皮以及土壤会紧密结合为一个整体,由于植物根系能够延伸至地下三十至四十厘米深处,从而构成了一道稳固的绿色复合防护屏障
土工网垫草皮护坡造价不高,铺设简单,能够促进植被生长,还可以改善景观面貌。
土工网垫目前大多采用热塑树脂制造,塑料在使用过程中会逐渐劣化,在土壤环境中容易造成二次污染问题。
十一、石笼护坡
石笼护坡是一种工程防护设施,它使用高镀锌钢丝或者热镀铝锌合金钢丝编织成箱笼状,里面填充石块等不会风化的物料制成。
它具备出色的弹性、排水性能、持久性以及抗波效果等长处,同时环境友好。其构造能够实现自我调节的细微变化,不会因沉降不均而形成裂缝等,整体构造不会受到损害。石笼的孔隙比较宽阔,可以覆盖泥土或填充空隙,还能容纳微生物和其他生物,经过长时间的转化,能够变成松散并且含有丰富养分的表层土壤,达成多年生草本植物自我繁衍的目的,主要用来保护河岸和坡地。能够抵御水流与风浪对河岸的侵蚀,同时维持水体同坡下土壤间的正常气体交换,有助于生态系统的稳定;既能维护堤岸的安全,又能营造宜人的绿色环境。
这类挡土墙的安全受多种因素制约,其中网格外露是个关键问题,具体表现为金属材料锈蚀、塑料网格脆化以及合金材料性能下降等,同时外露网格部分还易遭损毁,网内松散的石块也常会滚落至墙外,这些都是导致安全隐患的重要原因。此外,金属或合金网格的切割端口过于锋利,容易对涉水活动者及尝试攀爬自救的人员造成伤害。
十二、植生袋护坡
植生袋采用无纺布作为材料,这种布料上均匀覆盖着种子和肥料,接着将专用PVC网袋完全包裹住无纺布,之后在袋内填充土壤,依据山体的轮廓进行堆叠,从而达到绿化目的。
这种做法的载体不易损耗,能够构成任何顺应山体的形态,操作方便。适宜在陡峭或近乎垂直的岩石表面以及坚硬的土地上应用,比如应对山体滑坡和崩塌等紧急情况,也能够充当山体基线与排水设施(可以替代砌石排水渠)。
毛病在于广泛采用,成本巨大,植物发育迟缓,必须配合草籽喷射方法,才能迅速达成绿化目的。
十三、香根草技术
香根草技术是一种综合应用方法,它将香根草与根系较为茂盛的辅助草进行混合搭配,依据科学的规划和设计方案进行种植,经过大约60天的专业培育管理,能够迅速形成高密度的地面绿篱和地下坚韧的生物防护层。VGT,即“(VetivreGrassTechnology)方案,主要针对土质或破碎岩层构成的斜坡,这些斜坡稳定性不佳,坡度在200至700度之间,地表土壤容易遭受冲刷和风化,时常出现表层滑坡和坍塌现象,常见于山区或丘陵地带因挖掘或填筑而形成的陡峭上下坡面。香根草技术核心构成包含香根草、百喜草、百幕大草,同时需要土壤改良剂和香根草专用肥等配合使用。
根系非常茂密、力量强大,能够承受的拉力和剪切力分别是75兆帕和25兆帕,有助于阻止表层土体滑动和坍塌;生长速率迅猛,能够阻挡高达98%的泥沙流失;非常耐涝(完全浸泡120天不会枯死)、稳固土壤和保持水分的效果很好、抵御水流冲刷的能力很强;叶片的蒸腾作用非常显著,可以迅速将土壤中多余的水分散发掉;通过无性方式繁衍,不会滋生野草;栽种时间不受季节限制;建设成本比较合理,比用传统方法砌石头要便宜。
测试显示,香根草的根系在承受拉力时表现很强,并且这种强度会随着植株数量(聚集程度)的增加而按比例提升,但会随着根系延长的幅度而略微降低。当把香根草根系均匀掺入沙质粘土中时,这种混合物的各项物理参数和力学指标都会发生明显改变,具体表现为土的密度有所下降,而土体抵抗剪切力的能力则显著增强。它的根系非常发达,向下延伸深度很大,最长的根能达到五米,具有很高的抗拉性能,成排种植的香根草能够像一排排钢筋那样稳固斜坡,有效防止洪水冲刷,其作用相当于混凝土护坡,但成本仅为混凝土护坡的十分之一。
传统的混凝土网格护坡
一体类护坡
中国的公共设施工程众多,尤其以道路建设为主,导致众多原始植物群落遭到损毁,在山区开辟交通路线本就困难重重,施工过程中势必需要移山填土,从而造成众多道路两侧的斜坡地带,而在丘陵地带建造住宅时,同样会形成许多坡度较大的地面。
混凝土桩主要用于支撑斜坡,防止土石下滑或发生严重塌方,这样就会形成一个陡峭的坡面。这种做法施工方便,费用也相对较低,因此在中国建设初期被广泛采用。早期的混凝土护坡多采用整体浇筑的方式,不仅外观不够理想,而且对当地的小气候环境和生态平衡造成了很大破坏,于是后来研发出了混凝土网格技术。
混凝土护坡存在预制和现浇两种类型,现浇方式费用较低,操作简便,而预制堆叠则需要投入较多劳动力,造价相对较高。
混凝土护坡运用在缝隙中栽种植物的技巧达成绿化目的,虽然可栽种的范围有限,不过从美观角度出发,能够营造出显著的节奏感,因为土壤结构稳固,适合栽种的植物种类较为丰富,同松散的草坡比较,在费用上确实不占便宜,从持久性角度考虑,这种护坡景观更为理想。
挡墙类护坡
马丘比丘古城
挡墙式护坡方法有着悠久的应用历史,秘鲁的马丘比丘古城就是采用挡墙技术建在山巅的一座古城,这种护坡方式的优势在于适应性强,视觉层次更为丰富,能够种植更多种类的植物,但它的不足之处也很突出,包括建设周期长,材料费用高,并且需要投入远超整体斜坡式护坡的人力资源。
随着经济进步,混凝土护坡的使用逐渐降低,在城市环境里,越来越多地见到用挡墙构成的边坡景致,这类护坡多由分级挡土墙构成,形成类似梯田的植物带,观赏价值很高,从生态方面看,也比混凝土护坡更胜一筹,但要是坡度过于陡峭,还是得采用坚固的混凝土护坡。
这类防护结构仅限于坡度不大的斜坡使用,当坡度过高时,材料消耗会极为巨大,开山作业需要投入更多的人力,同时植被的种植区域也会变得非常有限。
自然类护坡
生态型边坡防护借助植物固土功能,依靠持续繁衍来稳固坡地石土,这种以植物为主的防护方式是当前大力推广且应用最广的技术方案,有时也会与挡土结构配合实施,以便更好地控制造价。
植被保护斜坡的方法不止一种,有的运用复合材质的网进行铺设,把植物栽种在网眼里面,还有的运用预制好的单元格子进行掩埋,倘若土壤比较稳固,可以直接栽种植物,以此实现保护斜坡的目的。
遇到石块分布广泛的区域,可以在岩体缝隙间栽种绿植,或者将土壤喷射在岩石表层进行种植,不过采用这种方式培育,必须耗费大量时间才能看到成效。
护坡绿化是环境优化中不可或缺的部分,当前建筑水平不断提升,需要在景观设计、生态平衡和居民生活品质上加强关注,打造能够自我维持且环境友好的护坡植被,这才是长远发展的方向。