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生態(tài)袋在邊坡防護(hù)工程中的應(yīng)用

文檔作者：邢建龍1，張慧興2 文檔來源： 1．南京瑞迪建設(shè)科技有限公司 2．南京鵬程道路排水工程有限責(zé)任公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2022年12月10日
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生態(tài)袋在邊坡防護(hù)工程中的應(yīng)用
邢建龍1，張慧興2
(1．南京瑞迪建設(shè)科技有限公司，江蘇南京210029；
2．南京鵬程道路排水工程有限責(zé)任公司，江蘇南京210014)
摘要：介紹了生態(tài)袋這一新材料的邊坡防護(hù)系統(tǒng)組
成以及生態(tài)袋應(yīng)用于邊坡防護(hù)的設(shè)計方法、施工工藝，通
過工程實例證實了生態(tài)袋具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、施工簡便、環(huán)保、
景觀優(yōu)美等特點，為生態(tài)袋邊坡防護(hù)技術(shù)進(jìn)一步的研究和
推廣提供了實踐經(jīng)驗。
關(guān)鍵詞：生態(tài)袋；聯(lián)結(jié)扣；柔性護(hù)坡；堆疊；金字塔；
綠化
中圖分類號：TU413．6+2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B
文章編號：1672—4011(2012 J04一0087—03
0前言
在水利、公路、鐵路、礦山等土木工程建設(shè)中，經(jīng)常
會有大量的開挖，破壞了原有的植被，造成大量的裸露土
坡和巖石邊坡，導(dǎo)致水土流失、山體滑坡和生態(tài)環(huán)境失衡。
生態(tài)袋護(hù)坡是一種新型的邊坡治理方式，與傳統(tǒng)的鋼筋混
凝土、砌石等硬性材料所組成的剛性邊坡、擋土墻相比較，
用生態(tài)袋構(gòu)建的柔性邊坡在結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、施工簡便、美化環(huán)
境、節(jié)能環(huán)保等方面占據(jù)優(yōu)勢，符合當(dāng)今環(huán)境保護(hù)和可持
續(xù)發(fā)展的潮流，越來越受到人們的重視。
1生態(tài)袋邊坡防護(hù)系統(tǒng)
生態(tài)袋邊坡防護(hù)系統(tǒng)是在生態(tài)袋中裝入植生土，把生
態(tài)袋、聯(lián)結(jié)扣、錨桿、加筋格柵等構(gòu)件按照一定規(guī)則相互
聯(lián)接組成穩(wěn)定的軟體邊坡，既可以穩(wěn)定邊坡，又可以讓植
物快速生長。生態(tài)袋護(hù)坡系統(tǒng)的根植土厚度達(dá)0．3 m以上，
完全符合園林規(guī)范要求植被土層的厚度，可以為各種草本
和木本植物提供良性生長的土壤環(huán)境。
(1)生態(tài)袋由聚乙烯(PP)合成材料制成，具有高強(qiáng)
度、抗老化、抗紫外線、耐酸堿、無毒不降解等特點，使
用壽命70年以上，具有100％回收率。生態(tài)袋具有透水不
透土的過濾功能，既能防止填充物(土壤和營養(yǎng)成分混合
物)的流失，又能實現(xiàn)水分在土壤中正常交流。
(2)聯(lián)結(jié)扣把無數(shù)個生態(tài)填充袋聯(lián)接在一起，形成穩(wěn)
定的三角內(nèi)摩擦緊密內(nèi)鎖結(jié)構(gòu)，優(yōu)化設(shè)計的倒鉤棘爪最大
限度地將生態(tài)袋緊密相連，其網(wǎng)孔狀結(jié)構(gòu)的雙向通道凹槽
和垂直孔洞組合成相互交錯的非流線型凸肋，加大了聯(lián)結(jié)
扣表面與生態(tài)袋之間的摩擦力，倒鉤棘爪始終與袋體保持
垂直緊貼，充分發(fā)揮其柔性結(jié)構(gòu)的受力特點，它不僅具有
很高的強(qiáng)度，同時還具有排水功能和很好的柔韌度，對構(gòu)
件穩(wěn)固的邊坡起到了重要作用。
(3)扎口帶，扎口帶是一種自鎖式黑色帶，具有抗紫
外線及抗拉性強(qiáng)的特點，對保證工程安全穩(wěn)定起到不容忽
視的作用。
(4)加筋格柵在構(gòu)造較陡的回填土邊坡時，聯(lián)結(jié)扣把
加筋格柵和生態(tài)袋進(jìn)行聯(lián)接，同時對外露袋體墻面進(jìn)行分
層反包，對工程的堅固和穩(wěn)定起到重要作用。
2生態(tài)袋邊坡防護(hù)設(shè)計
目前，對于生態(tài)袋擋土墻結(jié)構(gòu)型式的分析方法，常采
用美國混凝土砌體協(xié)會(National Concrete．Masonry Associa—
tion，NCMA)所提供的疊塊式擋土墻設(shè)計手冊(Design Manu．
al for Segmental Retaining Wails)進(jìn)行傳統(tǒng)式與加筋式疊塊擋
土墻的穩(wěn)定分析。對于生態(tài)袋護(hù)坡結(jié)構(gòu)型式的分析可參照
水利工程中堆石壩土斜墻及保護(hù)層穩(wěn)定分析方法，根據(jù)文
獻(xiàn)[1]計算方法，土斜墻及保護(hù)層的極限平衡方程式為：
[w：sin(咖3一』B)+C2cos63]+[形l sin(咖I-0)+clcos61] 竺≥拿{害掣+[職。in(咖，一y)+c3。。。也] COS(咖1+咖2—0—6I)。””?”5
川～”～”。
掣拿?4二生嬰：0
COS(咖4+也一y一晚)
式中，艿l、6：、扎0镅均為未知數(shù)，計算時先假定，為簡化
計算，通常令占。=艿2。再假定某一安全系數(shù)F值，然后取C；= 連里,tant6i：掣，式中(G)、(咖i)分別為斜墻及保護(hù)層』’ 』’
的實際凝聚力和內(nèi)摩擦角。將假定的蠡、島、扎口夠及首次求
得的Ci、也代入式中看是否滿足方程，不滿足重新假定6。、
如、兒口餌，直到最終求的F商。值。式中形。、耽、職分別為三段
滑塊的重量，C。=ci丘，t為三段滑塊底部滑動面長度。穩(wěn)定計
算簡圖詳見圖1。
對于生態(tài)袋C、小的取值，需通過試驗研究分析得出，
文獻(xiàn)[2]進(jìn)行了大型直剪試驗研究，得到了填充砂土的生
態(tài)袋c、書見表1。
根據(jù)文獻(xiàn)[1]穩(wěn)定安全系數(shù)F正常情況下采用1．30
～1-50，非正常情況采用1．20，地震時采用1．0。
表1 生態(tài)袋材料參數(shù)
生態(tài)袋
組別由(0) C(kPa)
擊(O) C(kPa) 填土尺寸
材質(zhì)平均值平均值(m)
厚針織
A 21．O 2．67
B 20．9 3．06 21．2 2．90 0．5×0．3×0．2
無紡布
C 21．8 2．97
薄針織
A 35．1 O
B 31．0 4．75 32．3 2．73 O．5×0．3×0．2
無紡布
C 30．8 3．43
平織PE
A 22．9 3．76
B 16．O 6．97 18．7 5．67 O．85 x0．45×0．2
塑料布
C 17．2 6．28
A 47．2 1．6l
平紡麻布B 46．1 1．35 45．8 1．00 O．85×0．55 X0．2
C 44．7 O
厚針織無紡
A 19．9 13．54 19．9 13．54 O．5×O．3×0．2
布+聯(lián)結(jié)扣
薄針織無紡
A 39．4 O 39．4 0 O．5×0．3×O．2
布+聯(lián)結(jié)扣
萬方數(shù)據(jù)
土釘墻及保護(hù)層穩(wěn)定計算圖(a)剖面圖
圖1
3生態(tài)袋邊坡防護(hù)施工工藝
成，錨人深度不小于1 m。
3．5綠化與養(yǎng)護(hù)
考慮當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c，植被的選用盡量采用當(dāng)?shù)氐泥l(xiāng)
土植物物種，可選用一種或多種植被方式，選擇易成活，
少養(yǎng)護(hù)和不宜退化的物種，同時盡量選擇喬、灌、花、草
的立體植被型式，以保證形成一種長期綠化效果。噴播適
用于大面積的綠化作業(yè)，施工迅速，植被種子選擇范圍廣、
適應(yīng)旱地等各種環(huán)境要求，成本相對較低，是草本和灌木
最常見的播種方式，適宜各種坡比，但不適宜水位變動部
位和暴雨天氣。插播適用于喬、灌、花類植物，使植物層
次豐富，也可構(gòu)筑各色圖案。
。士：蘭競霎邊坡鑒簍工霎竺工簡便、勞動強(qiáng)度低且易于實4生態(tài)袋邊坡防護(hù)施工中應(yīng)注意的問題
現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化施7-，如圖2所示。。一”、一一一’”“～一??～?一一
(a)立面圖
聯(lián)結(jié)扣
(b)平面圖
圖2
3．1坡面處理與基礎(chǔ)開挖
使用生態(tài)袋治理的邊坡，坡度不宜大于500，首先需要
對坡面進(jìn)行修整，削去表面浮土，夯實坡面，具體可采用
挖掘機(jī)爪斗背面拍夯的方法，夯實后削至設(shè)計坡度。生態(tài)
袋基礎(chǔ)埋深不應(yīng)小于0．5 m，建基面必須足夠密實，壓實度
不應(yīng)小于85％。
3．2生態(tài)袋封裝
一般在現(xiàn)場裝填，以減少運輸費用?；A(chǔ)層裝入礫石
或碎石，級配2—5 cm；非基礎(chǔ)層裝入植生土，植生土中粗
砂與土的比例約為3：7，并加人保水劑、肥料，每立方植生
土中摻入保水劑50 g左右，蘑菇肥或其他肥料20蠔左右。
以上摻合物需拌合均勻，裝袋封口必須確保填滿，封口結(jié)
實牢固，不破不漏。
3．3生態(tài)袋堆疊與務(wù)實
采用品字形堆疊方式，底部基礎(chǔ)第一層與坡頂封頂層
采用丁袋堆放，其余均采用順袋堆放。疊層時將聯(lián)結(jié)扣放
在本層兩個袋子之間，靠近內(nèi)邊緣1／3的位置，抹上膠粘
劑再堆疊上一層，本層袋與袋及坡面之間的空隙，采用1：
2—3的碎石土填滿，以防止出現(xiàn)孔洞。堆疊完成搖晃上層
以便聯(lián)結(jié)扣每個棘爪可以穿透袋子的中部，再用小型打夯
機(jī)夯實以達(dá)到袋子相互自錟的目的，從而確保聯(lián)結(jié)扣與生
態(tài)袋之間的良好接觸。
3．4封頂
封頂層下方應(yīng)平鋪防水薄膜，防止雨水下滲，膜厚應(yīng)
大于0．2 film，寬度不宜小于1．2 m。封頂層應(yīng)丁袋堆放，
以提供一個可靠的頂部，用土把頂層完全覆蓋，并施打錨
桿錨入原土層，錨桿間距隔袋布置，通常采用(p16鋼筋制
(1)生態(tài)袋灌裝時應(yīng)裝到生態(tài)袋的標(biāo)志處，保證每個
袋子灌裝量均勻，重量一致；植生土中各摻合物應(yīng)拌合均
勻，應(yīng)選用中粗砂，土一般采用原狀土，不得采用腐殖土、
淤泥質(zhì)土與雜填土。
(2)袋體安裝時應(yīng)配備整形工具，如平板木夯、鐵夯
或圓木夯，整形工具必須具有一定的重量，以確保整形效
果。每個作業(yè)點要落實好固定的整形人員，對坡面、頂面、
聯(lián)接側(cè)面進(jìn)行整形，做到坡面平順，頂面平整，側(cè)面咬合
緊密，確保生態(tài)袋堆疊質(zhì)量和外觀質(zhì)量。
(3)安裝聯(lián)結(jié)扣時應(yīng)先用小圓木夯擊聯(lián)結(jié)扣，使棘爪
完全壓入下層生態(tài)袋中，堆疊完上層生態(tài)袋時再人工踩實，
已確保棘爪完全壓入上下兩層生態(tài)袋中。
(4)生態(tài)袋每鋪一層均須夯實，應(yīng)采用機(jī)械夯實，壓
實度應(yīng)大于70％。生態(tài)袋每堆疊2 m高應(yīng)澆水一次，待其
完全沉降后再進(jìn)行下道工序。
(5)生態(tài)袋護(hù)坡坡腳應(yīng)設(shè)置排水涵管或排水溝，以確
保坡腳積水能夠及時順利排出，保證護(hù)坡穩(wěn)定。
(6)植被應(yīng)做好后期的養(yǎng)護(hù)工作，出苗15 d后，為促
進(jìn)植被生長，應(yīng)施氮肥(5∥m2)一次，再過10 d施復(fù)合肥
(15 g／m2)一次，并根據(jù)氣候情況適當(dāng)澆水，以達(dá)到良好的
綠化效果。
5工程應(yīng)用實例
南京湯山國際現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園是南京國資現(xiàn)代農(nóng)業(yè)投資發(fā)
展有限公司投資建設(shè)的現(xiàn)代都市型高科技農(nóng)業(yè)園。因工程
建設(shè)取土開挖，造成取土區(qū)土丘土體裸露，局部坍塌，水
土流失嚴(yán)重。土丘丘頂及另一側(cè)為農(nóng)業(yè)園生態(tài)桃林區(qū)域，
建設(shè)單位要求該土丘護(hù)坡防護(hù)不得影響和破壞桃林，且符
合農(nóng)業(yè)園總體規(guī)劃的景觀要求。根據(jù)現(xiàn)場踏勘，結(jié)合附近
建筑物地勘資料顯示，裸露土層為粉質(zhì)粘土，灰黃色～黃
褐色，夾粘土，切面較光滑，韌性中等，千強(qiáng)度中等，孔
隙比0．734，壓縮模量6．29 MPa，凝聚力14．8 kPa，內(nèi)摩擦
角13．5。，承載力基本容許值100 kPa。
本工程設(shè)計采用生態(tài)袋護(hù)坡治理方案，生態(tài)袋選用東
莞金字塔綠色科技有限公司的產(chǎn)品，規(guī)格：長×寬(0．81×
0．43)mm，裝土后夯平標(biāo)準(zhǔn)尺寸：長×寬×高(0．63—0．
65)×(0．33—0．36)×(0．14一O．16)m，重約54 kg；透水
性能：瞬間透水；耐久性能：紫外輻射500 h后，抗紫外線
強(qiáng)度保持率I>70％。
(下轉(zhuǎn)第90頁)
萬方數(shù)據(jù)
與邊坡穩(wěn)定的相互關(guān)系分析，
素有三種：
導(dǎo)致此次滑坡發(fā)生的主要因表2 各剖面坡體推力計算匯總表
(1)人為因素。前期施工土方單位對坡腳進(jìn)行了切坡，
導(dǎo)致邊坡巖體應(yīng)力狀態(tài)的變動，破壞了邊坡應(yīng)力平衡狀態(tài)，
使抗滑力小于下滑力而產(chǎn)生滑動。
(2)水體因素。該邊坡水體來源主要為雨水下滲及上
部農(nóng)家樂生活用水。雨水沿地表下滲，滲入泥巖層使巖石
軟化；另一方面形成的水壓力增大了邊坡的下滑力，而同
時邊坡的抗滑力減小，使得邊坡平衡被打破，導(dǎo)致滑坡產(chǎn)
生。
(3)地質(zhì)因素。場區(qū)地層上部強(qiáng)風(fēng)化泥巖層較厚，風(fēng)
化裂隙發(fā)育，巖體破碎，而下部中風(fēng)化泥巖巖體較完整，
巖層比較平緩，傾向210—266。，傾角9。左右，基本與坡向
一致，巖層傾角小于坡角，其組合不利。
3．3滑坡的穩(wěn)定性分析
從該工程場地地形、地貌條件和坡體巖土結(jié)構(gòu)等與邊
坡穩(wěn)定的相互關(guān)系來看，該邊坡在結(jié)構(gòu)上屬巖質(zhì)邊坡，邊
坡高度約11．00 nl，破壞后果嚴(yán)重，因此，可判定該邊坡安
全等級為二級。選取l一1’、2_2’、3—3’剖面(見圖1)
作為穩(wěn)定性驗算剖面。經(jīng)對三個剖面的反算結(jié)果C=4kPa、
中=9。，按工程地質(zhì)剖面圖中的“滑動面”，利用“折線
形”邊坡穩(wěn)定性計算公式進(jìn)行驗算，其安全系數(shù)Fs值如表
l所示。
表1 滑坡穩(wěn)定性計算結(jié)果表
嘉計算≯參＼數(shù)—＼＼嬰 l一1’ 2—-2’ 3—-3
C=4kPa．中=9。0．988 0．967 0．97l
l—l剖面2_2剖面3—3剖面
剩余下滑力剩余下滑力剩余下滑力
土條號土條號土條號
(kN／m) (kN／m) (kN／m)
① 28．692 ① 1．640 ① 21．629
② 85．2ll ② 7．591 ② 56．957
③ 152．625 ③ 26．416 ③ 97．154
④ 191．828 ④ 56．221 ④ 102．745
⑤ 196．083 ⑤ 114．342 ⑤ 114．097
⑥ 188．699 ⑥ 183．133 ⑥ 115．287
⑦ 167．235 ⑦ 221．960
⑧ 216．942
⑨ 203．135
3．4滑坡治理建議
(1)為防止地表水侵入坡體應(yīng)作好坡面和坡體的排水
措施，建立場區(qū)周邊及場地內(nèi)部的良好的截水排水體系，
并封閉滑坡體上的裂縫。
(2)在邊坡平臺處設(shè)置抗滑樁，且應(yīng)選擇機(jī)械成孔
(旋挖樁)。
(3)滑坡治理過程及完成后應(yīng)加強(qiáng)變形監(jiān)測工作，設(shè)
專人進(jìn)行監(jiān)督及巡視工作。
4結(jié)論與建議
(1)該滑坡主要系人為切方產(chǎn)生的淺層巖質(zhì)順層滑坡，
目前處于滑動階段，對在建項目及坡頂住戶存在安全危害。
(2)建議滑坡治理應(yīng)作專項巖土工程設(shè)計，建議設(shè)置
抗滑樁(旋挖樁)，樁端嵌入中風(fēng)化泥巖層一定深度。
[ID：7629]
由表l可知，在C=4kPa、①=9。的條件下，坡體處于
變形狀態(tài)，與實際情況相吻合。采用傳遞系數(shù)法進(jìn)行滑坡參考文獻(xiàn)：
推力計算，滑坡現(xiàn)狀滑坡安全系數(shù)按1．20考慮，計算各剖[1]徐邦棟．滑坡的分析與防治[M]．北京：中國鐵道出版社，2001
面剩余下滑力結(jié)果見表2。[2]王恭先．滑坡學(xué)與滑坡防治技術(shù)[M]．北京：中國鐵道出版社
2004．
(上接第88頁)
原坡面清除浮土后夯實，坍塌部位全部清除，回填好
土夯實，統(tǒng)一削坡至1：l，生態(tài)袋灌填土采用削坡土，以減
少土方外運量。因工程量較小，草籽播種方法采用抹種法，
成活率高且分布均勻。本工程施工過程見圖3。該工程已竣
工，采用生態(tài)袋防護(hù)邊坡施工簡便、迅速，柔性護(hù)坡結(jié)構(gòu)
線條優(yōu)美，植被生長良好，達(dá)到預(yù)期效果。
(a)施工前
6結(jié)語
(b)施工中(c)綠化中
圖3
生態(tài)袋護(hù)坡技術(shù)廣泛應(yīng)用于水利、公路、鐵路、航道、
采礦等巖土邊坡生態(tài)防護(hù)工程，在水土保持與環(huán)境建設(shè)領(lǐng)
域具有廣闊的應(yīng)用前景，其生態(tài)性、快速性、整體性、環(huán)
保性的特點，改變過去單一硬性護(hù)坡導(dǎo)致景觀不佳，生態(tài)
功能退化的弊端，實現(xiàn)了工程建設(shè)和環(huán)境保護(hù)的完美結(jié)合。
該技術(shù)在北美已運作多年，被引進(jìn)后經(jīng)再度研究，在北京、
天津、廣東、內(nèi)蒙古等16個地區(qū)推廣應(yīng)用。在不遠(yuǎn)的將
來，隨著不斷的研究和應(yīng)用實踐，該技術(shù)必將被更多的人
所認(rèn)知，并不斷擴(kuò)大其工程應(yīng)用范圍。
[ID：7625]
參考文獻(xiàn)：
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的應(yīng)用[J]．水利規(guī)劃與設(shè)計，2010，(5)：100—102．
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術(shù)，2010，(4)：136—138．
[5] 周德培，張俊云．植被護(hù)坡工程技術(shù)[M]．北京：人民交通出版
社。2003．
[6] 徐文杰，胡瑞林，駱詳君．一種新型的軟體結(jié)構(gòu)在邊坡防護(hù)中的
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90

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