李 駿
(孝感市城鄉規劃建筑設計研究院 湖北 孝感 432100)
淺談城市綠地中的擋土墻設計
李 駿
(孝感市城鄉規劃建筑設計研究院 湖北 孝感 432100)
在城市綠地的修建過程中由于地形的高低變化,常常需要用到許多擋土墻。然而擋土墻的結構、造型等方面的設計,關系到綠地景觀的形式美以及其安全功能。本文分析了城市綠地擋土墻的功能及分類,討論了擋土墻的設計原理、設計的核心內容以及具體設計方法等。討論了景觀生態學、美學、工程力學等相關學科在擋土墻設計中的應用。
城市綠地;擋土墻;美觀
城市綠地中的擋土墻是一項綜合性的設計,在現代大多數的擋土墻設計時不僅僅考慮其基本功能,還注重其景觀效果。城市景觀建設越來越被城市環境所關注,這就對原來只注重外觀和功能的傳統擋土墻設計提出了難題和挑戰,擋土墻的功能決不僅僅是對山體固土防滑,另外一個非常重要的作用就是配合綠地起到美化景觀的作用,而這些需要通過技術和設計的創新,才能使得綠地的生態性和景觀性得到更好的體現。
當土體自然形成的陡坡的坡度超過某一個極限值的時候,則土體的穩定性就會遭到威脅,嚴重的時候形成了坍塌和山體滑坡。在在土坡外側如果進行人工修建墻體,則土體的穩定性可以得到保證。這種在一堆土方或者斜坡的底部抵擋泥土松散的工程結構體稱之為擋土墻。
擋土墻的種類以及形式較多,可以分別從設計計算方法、施工方式、使用材料等方面對其進行分類。就目前的發展趨勢和發展現狀來看,可以從使用材料硬度、斷面形式、結構、地域不同四個方面對擋土墻進行分類。根據使用材料的硬度的不同可以對其分為軟化硬質、柔性、硬質性擋土墻3種類型;根據斷面形式不同可以將其分為臺階式擋土墻、傾斜式擋土墻以及直立式擋土墻三種類型;根據結構不同可以分為結構類和非結構類兩大類,其中結構類擋土墻又可以分為砌塊式、樁板式、扶垛式、懸臂式以及重力式五種類型;根據使用地域不同可將擋土墻分為水工擋土墻和陸地擋土墻兩大類。
2.1 工程力學
目前擋土墻發生破壞的主要形式有水平沉降、傾覆以及滑移三種。在設計擋土墻的過程中,首先需要充分考慮的就是作用在墻體的側向土壓力的方向、大小、作用點以及性質,以符合功能的需要。需要根據工程力學的方法計算這些受力數據,只有精確的數據計算才能保證擋土墻不產生傾覆、滑移等破壞,以維持擋土墻的穩定性。
2.2 美學
城市綠地中擋土墻與普通擋土墻的最大不同點在于它要求與周圍景物相協調,它的作用不僅僅是擋土,它還是整個園林中一個重要部分。不可否認的是它還有一定程度的美學特征要求。因此,城市綠地中擋土墻的設計過程中要考慮其與周圍自然環境的協調性,不可喧賓奪主更不能突兀,要注意擋土墻本身的建設材料、植物配置的明度和顏色等的選擇,特別需要注意的是與周圍環境顏色要相彌補,使用對比色是不合適的,最好選用互補色或補色,這樣就使得擋土墻有著園林配角作用。此外,景觀的好壞對人的心里也會造成很大的影響。漂亮的景觀能夠給人以美的享受,具有振奮精神、調節情緒、激發靈感、陶冶情操等功效,它對人類的心里醫療作用效果非常明顯。一個好的綠地擋土墻設計可以給人們帶來極強的視覺感受。通過環境與不同材質的相互協調,創造出環境優美、清新美好而又不斷變化的擋土墻景觀,在景觀和功能兩個方面為人們帶來有益身心健康、舒心的綠地環境。
2.3 景觀生態學
在綠地中擋土墻的平面形態通常情況下都表現為帶狀結構,其在生態系統內部擁有很多功能,但是主要的功能就是通道和廊道作用。與綠地植物或者綠地水景互相結合過程中形成水陸景觀或者水陸生態系統單元內部或者它們互相之間生態流流動的通道,起到障礙和過濾作用。過濾作用的具體表現形式為植物的樹葉等可以使空氣中的有害的物質以及懸浮土壤顆粒降低,地被植物攔阻和吸收地表徑流和雜質,從而在很大程度上使表徑流的速度降低,并使來自高地地點侵蝕物等得到沉淀。所以在設計擋土墻的過程中,也要將生態設計考慮在內,注重城市綠地擋土墻中的生態作用。
3.1 保證結構穩定安全
擋土墻能夠控制水土流失,其在城市綠地中的作用就是防止山體滑坡,擋土墻的穩定性與人民生命財產安全有著直接關系,在設計過程中應充分考慮山坡的地質、傾斜度、高度等因素,然后選取合適的擋土墻形式,還要進行變形驗算、抗傾覆驗算、承載力驗算以及穩定性驗算等,確保擋土墻的耐久、穩定和安全。
3.2 突出視覺景觀效果
擋土墻作為一種特別的線形景觀,它是城市景觀中一個重要的構成要素,擋土墻在自然界中的景觀美學價值也非常強。在建設擋土墻過程中,其景觀的創造應根據美學原則和自然規律來進行,合理進行擋土墻使用材料的設計、橫向斷面設計、平面縱向形態規劃等,通過對景觀進行規劃以提高擋土墻的美感度,使陸地和山體之間的個性化特色得到顯著強化。
3.3 展現歷史文化信息
由于當地一些歷史名人的鮮活事跡,民間的傳說,歷史的沉積,這些都可以賦予某些城市街道、綠地、公園等區域特定的文化和歷史內涵。為了增添人文景觀,傳承歷史文化,在擋土墻的設計過程中也要強調發掘歷史文化,將一些歷史故事文化等融入到擋土墻中,為人們傳承歷史信息。
4.1 擋土墻的基本構造
不同材料、不同類型的擋土墻在施工過程中的工藝也不盡相同,但是重力式擋土墻是綠地中通常所采用的形式,高度設計時通常不會超過2.5m,對于各部分的構造尺寸可以依據數據來確定,這樣可以略去了復雜的結構計算過程。擋土墻基本的構造為墻身、壓頂、墊層、基礎、沉降縫、基礎樁、泄水口、倒濾層、伸縮縫等。如果擋土墻的高度超過了2.5m,則必須要求結構工程師進行專業的計算,才能確保擋土墻結構的穩定。
4.2 擋土墻的修筑要點
綠地擋土墻就是一個具有防護作用的工程構筑物,其在修筑過程中必須要求結構穩定和堅固,此外,還要求外表美觀,同時與綠地環境也要相融合,墻身通常選用漿砌塊石勾縫、漿砌條石、鋼筋混凝土、磚砌抹防水砂漿以及選用堆砌山石為砌體,而擋土墻的基礎多選用混凝土或鋼筋混凝土、條石、塊石混凝土等修筑在堅實的巖基或者土層上。如果建設擋土墻時地基柔軟,就需要作一些基礎處理。一般用混凝土塊料、山石、條石以及植被作蓋頂,可供面層飾面選擇的材料種類也很多,如竹、卵石、石材、木材、石材、金屬、植物等。特別需要注意的是擋土墻中每相隔某一長度需要設置伸縮縫。
4.3 擋土墻的排水設計
擋土墻的排水設計主要分為兩類,即地面排水和墻身排水。(1)地面排水措施:①在地面設置排水溝,對地表水進行截引;②使用二灰土對地表土進行處治或者是設鋪砌層,以避免地面水和雨水的滲透;③路塹擋土墻趾前的邊溝一定要鋪砌加固,避免邊溝水滲入擋土墻基礎。
(2)墻身排水措施:①在墻身的合適高度安排數排泄水孔;②最下面排泄水孔的進水口底部,需要用防水土工布或者建設0.3m厚的粘土層進行鋪墊隔離,同樣是為了避免流水滲入基礎;③泄水孔進水口附近需要設計粗粒料的過濾層,避免孔道發生阻塞。
隨著生態城市的建設與發展,城市綠地擋土墻的追求不僅是其安全穩定性,同時也要符合周圍綠地的景觀生態性要求,所以怎樣將綠地擋土墻設計為某個區域的景觀亮點,甚至是一個小區、一條道路、一個城市的景觀性標致,是未來綠地擋土墻設計的重要研究方向。
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