摘 要：生態(tài)護(hù)坡技術(shù)是利用植物自身的水文、生態(tài)及力學(xué)效應(yīng)對(duì)邊坡實(shí)現(xiàn)有效加固的方法，可以優(yōu)化傳統(tǒng)護(hù)坡技術(shù)的自身缺陷，并且在有效固土護(hù)坡的同時(shí)，起到恢復(fù)生態(tài)、美化環(huán)境的目的。植物的垂直根系可以直接穿過淺層土壤，錨固到較為穩(wěn)定的深層土壤中去，對(duì)土體起到很好的錨固作用;淺根則類似于三維加筋材料，可以對(duì)土體起到良好的加筋效果。植物根系還具有降低邊坡體的孔隙水壓力、降雨殘留和削弱濺蝕的作用，從而有效提高坡體的穩(wěn)定性。采用植物根系對(duì)土體進(jìn)行有效加固的生態(tài)護(hù)坡技術(shù)不僅可以對(duì)土壤進(jìn)行有效長(zhǎng)期的加固，對(duì)自然環(huán)境也不產(chǎn)生較大影響，而且對(duì)景觀和生態(tài)的恢復(fù)都能起到良好效果，是一種綠色的護(hù)坡方式。

關(guān)鍵詞：生態(tài)護(hù)坡;植物根系;加筋作用;錨固作用

1 引言

人類社會(huì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境和諧共生是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必要條件。近40年來，我國(guó)公路建設(shè)實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展，截止2019年年底，我國(guó)的公路總里程已達(dá)485萬公里，其中高速公路總里程達(dá)14.3萬公里，穩(wěn)居世界第一，公路建設(shè)的高速發(fā)展導(dǎo)致大量邊坡支護(hù)的工程措施出現(xiàn)，常見的傳統(tǒng)護(hù)坡技術(shù)包括噴混凝土、錨噴、錨噴網(wǎng)護(hù)坡及噴漿等，這些工程措施只考慮了邊坡的穩(wěn)定性，忽略了邊坡對(duì)生態(tài)和景觀的要求，造成土壤發(fā)生劇烈的工程擾動(dòng)，植物永久性的喪失生長(zhǎng)能力，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成巨大破壞[1]。而植物和土體具有良好的兼容性，生態(tài)護(hù)坡技術(shù)利用植物根系自身的抗拉特性對(duì)土體進(jìn)行加固，具有良好的發(fā)展前景。

2 根系的加筋及錨固作用

土體的抗剪強(qiáng)度有限，抗拉強(qiáng)度幾乎可以忽略，在惡劣條件下很容易發(fā)生松動(dòng)和滑移，因此需要對(duì)土體進(jìn)行加筋處理從而提高土體的強(qiáng)度，傳統(tǒng)的加筋法通常是利用條帶或網(wǎng)格片的抗拉性能，和土體相結(jié)合后會(huì)在兩者的界面上形成咬合力及摩擦阻力，實(shí)際效果相當(dāng)于給土體施加了一個(gè)側(cè)壓力增量，從而限制土體側(cè)向變形的趨勢(shì)，提高了土體的承載力及強(qiáng)度[2]。植物側(cè)根對(duì)土起到的加筋作用和加筋土極為相似，其側(cè)根的強(qiáng)度雖然不如主根，但其數(shù)量和規(guī)模非常龐大，呈網(wǎng)狀交錯(cuò)在一起，而且側(cè)根同樣具有良好的抗拉強(qiáng)度，可以視為一種抗拉材料，其加筋作用主要體現(xiàn)在對(duì)土體的包裹性和對(duì)粘聚力的提升這兩個(gè)方面，而且由于植物的側(cè)根和須根系在淺層土體中分布的極為密集和廣泛，因此其加筋作用對(duì)淺層土體表現(xiàn)的尤為突出，對(duì)淺層滑坡的防護(hù)可以起到非常關(guān)鍵的作用。

木本植物的主根具有一定剛度，可以扎入土層深處，主根較為發(fā)達(dá)的木本植物甚至可以直接穿過坡體淺層錨固到較穩(wěn)定的巖土層，其主根起到的錨固作用和傳統(tǒng)支護(hù)技術(shù)中的錨桿和抗滑樁類似，可以將淺層容易松動(dòng)的土體直接和深層較為穩(wěn)定的巖土層相連接，提供了一定的拉力，并分擔(dān)土體內(nèi)部剪應(yīng)力，克服了巖土體的自重及下滑力，阻止淺層土體出現(xiàn)松動(dòng)和滑移的現(xiàn)象[3]。同時(shí)，植物的主根還可以在土體內(nèi)部形成空間骨架并起到傳遞和擴(kuò)散土體內(nèi)部應(yīng)力的作用，對(duì)土體的抗剪強(qiáng)度可以起到良好的增強(qiáng)效果。

3 植物的水文及生態(tài)效應(yīng)

不同植被覆蓋率的邊坡，其水流對(duì)坡面的侵蝕程度以及坡面的徑流會(huì)出現(xiàn)明顯差異[4]，以下是關(guān)于植物的水文及生態(tài)效應(yīng)對(duì)改善坡面侵蝕程度的機(jī)理分析。

（1）削弱濺蝕。裸土邊坡在降雨條件下，表層土壤結(jié)構(gòu)很容易被雨滴擊濺的沖擊力所破壞，發(fā)生不同程度的破裂、解體現(xiàn)象，而有植被覆蓋的邊坡雨滴的濺蝕作用則會(huì)明顯減弱，原因是生長(zhǎng)良好的植物莖葉以及一些散布在坡面上的枯枝爛葉都會(huì)對(duì)快速降落的雨滴起到良好的緩沖作用，并且可以有效隔離土體和水滴的直接接觸，從而大大削弱了雨滴的動(dòng)能，減少了雨滴對(duì)坡面土體的沖擊和接觸，在一些生長(zhǎng)年限較長(zhǎng)、植物覆蓋率較高的植被邊坡上，坡體表面土體可以完全不受雨滴濺蝕的影響。

（2）抑制坡面徑流。植物的莖葉可以對(duì)降雨起到良好的截流作用，在降雨量不是很大的情況下，雨滴到達(dá)地面之前一般都會(huì)先和植物莖葉發(fā)生接觸，植物莖葉可以充分吸附和吸收雨水，并且吸附的雨水會(huì)隨時(shí)間逐漸蒸發(fā)消散，從而減少大量雨水沖刷坡面。在降雨量較大的情況下，莖葉以及表層枯枝可以形成一個(gè)水床，導(dǎo)致降雨產(chǎn)生分流現(xiàn)象，從而使坡面降雨從直流變成繞流，增大了徑流路徑，使水力坡降和沖刷能量減小，從而抑制了徑流沖刷給坡面造成的危害。

（3）改善土壤含水率。隨著非飽和土中含水率的增大，孔隙水壓力增大的同時(shí)孔隙氣壓力減小，導(dǎo)致基質(zhì)吸力減小，而內(nèi)摩擦角也會(huì)隨之減小，最終導(dǎo)致土體的抗剪強(qiáng)度減小。在植物覆蓋率較高的邊坡上，植物為了讓自身較高部位獲得水分，會(huì)充分發(fā)揮自身的蒸騰作用，從土壤中不斷的汲取水分，從而導(dǎo)致孔隙水的張力增大，土壤含水率減少，導(dǎo)致土體抗剪強(qiáng)度增大。

4 生態(tài)護(hù)坡技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

在實(shí)際工程應(yīng)用中，由于生態(tài)護(hù)坡技術(shù)對(duì)坡體穩(wěn)定性的提升是隨著根系生長(zhǎng)而逐漸增強(qiáng)的，大多情況下，在植物生長(zhǎng)的前期并不能快速有效的增強(qiáng)邊坡穩(wěn)定性，因此，對(duì)于一些急需加固的危險(xiǎn)邊坡，生態(tài)護(hù)坡與傳統(tǒng)的土木工程護(hù)坡技術(shù)往往結(jié)合在一起使用，這樣既可以快速有效的滿足邊坡的穩(wěn)定性要求，又能實(shí)現(xiàn)坡面植物的迅速恢復(fù)，對(duì)安全和生態(tài)環(huán)境都起到了良好作用，現(xiàn)有較為成熟的生態(tài)護(hù)坡技術(shù)包括三維植被網(wǎng)護(hù)坡、土工格室植草護(hù)坡、鋪草皮護(hù)坡、漿砌片石骨架植草護(hù)坡、植生帶護(hù)坡、液壓噴薄植草護(hù)坡、香根草籬護(hù)坡、藤蔓植物護(hù)坡等。

在生態(tài)邊坡工程中，固坡植物一般分為喬木、灌木及草本植物3種，為了對(duì)邊坡土體起到有效的加固效果，往往采用喬灌草相結(jié)合的方法進(jìn)行加固，草本植物生長(zhǎng)迅速且須根系發(fā)達(dá)，可以采用移植草皮的方式迅速對(duì)極不穩(wěn)定的表層土進(jìn)行有效加固，適合在護(hù)坡工程初期進(jìn)行;喬木根系的生長(zhǎng)速度比灌木快，主根系發(fā)達(dá)，可以對(duì)深層土體產(chǎn)生錨固作用，適合在護(hù)坡工程中期進(jìn)行栽種;灌木根系生長(zhǎng)速度緩慢，但主根一般都比草本植物根系更加粗壯且長(zhǎng)，適合對(duì)中層土體進(jìn)行加固，在護(hù)坡工程的最后階段進(jìn)行栽種。植物自身的錨固、加筋作用以及水文、生態(tài)效應(yīng)相互影響，并且不同的植物類型對(duì)土體的增強(qiáng)效果也各有不同，多種類型植物相結(jié)合，才能展現(xiàn)出最好的護(hù)坡效果，共同為邊坡的穩(wěn)定性起到增強(qiáng)作用。

參考文獻(xiàn)

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[3]N Bello， S W Rees， S A Salisu. Influence of tree type to suction development and the stability of slope[J].IOP Conference Series： Materials Science and Engineering，2019，527（1）：11-12.

[4]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，2003：32-33.

作者簡(jiǎn)介：葛拓（1995.10.19），男，漢族，籍貫：河南省許昌市，學(xué)歷：碩士，專業(yè)：建筑與土木工程