認識擋土牆之生態工法
認識擋土牆之生態工法(Ecological engineering methods of Retaining walls)
國立臺灣大學土木工程學系 陳鵬元
為了降低工程開發對於環境產生的衝擊，在環境工程方面對於生態工法越趨重視，尤其在地狹人稠的台灣，避免環境破壞才是維持永續發展的上上之道。以擋土牆為例，由於地形上的限制，我們常常被迫在山坡地形上開闢道路，卻截斷坡地的完整，衍生土石崩落的風險。因此以擋土牆補強坡地的強度，但是一般的擋土牆不僅外觀不佳，對於環境也會產生破壞。因此除了傳統的擋土牆等之外，也發展出其他不同種類結合生態工法的擋土牆。為了讓大家對它們能有更多的認識，以下我們將對於較主流的重力式種類簡單介紹。（關於重力式擋土牆的介紹可參考「擋土牆」篇。）
生態工法所指的精神是，在「生態環境」、「自然景觀」、「人類需求」之間平衡，並且達到永續發展的目的。現在我們常常能在山路邊或河岸邊等地看到不少結合生態工法的重力式擋土牆，常見的種類有：1. 砌石擋土牆 2. 石籠擋土牆 3. 框條擋土牆。
- 砌石擋土牆
使用天然石塊堆砌而成的擋土牆，在表面使用大石塊堆疊，背部再以較小的礫石級配填塞，一般來說適用於低矮的邊坡。其抵抗水平土壓力的能力來自石牆本身的重量和石塊間互鎖的摩擦力，因此堆砌的石塊若過於圓滑將導致強度減弱。石塊間的縫隙有利排水，避免水壓破壞結構，也能夠提供動植物生長。優點為所需石材易於取得且施工簡便；缺點為結構較不耐震。
圖一 砌石擋土牆（本文作者陳鵬元繪製，照片來源：臺灣河川復育網）
- 石籠擋土牆
將大小為 10 到 30 公分的卵石裝入鉛線或鍍鋅鋼線以六角形編織而成的方形籠子內，並將這些籠子如階梯般層層堆疊在坡地邊，藉由重量和石塊彼此間的摩擦力來抵抗側方向的力。其結構具柔軟性，在地基因為受壓力產生不均勻沉陷時（因為地表的地質組成並非均一的，受力後壓縮的幅度會不同），較不會受到破壞，而一般混凝土製的結構物可能已經產生裂痕了。另外為了將其綠化，可以在由頂面填入土壤或在內部裝入土袋供植物生長，同時，大量的縫隙可排水，避免水壓累積。然而金屬網格有鏽蝕之虞，不利耐久性。
圖二 石籠擋土牆（本文作者陳鵬元繪製，照片來源：臺灣河川復育網）
- 框條擋土牆
此類擋土牆以混凝土條或木條相互堆疊成方框型，並且在框格中填入土壤或石塊，將它們原本分散的重量包裹為一，形成重力式擋土牆穩定邊坡，一般以不超過 7 公尺為佳。同時因為其非一體成型的結構，框條和框條之間可以容許些微的移動，所以同樣較不會因不均勻的沈陷而損壞，唯橫向的框條為完整一條，對橫向的差異沈陷較敏感。其中木質的框格較具彈性，更能抵抗局部的損壞或不均勻沈陷，但有耐久性的問題；混凝土材質者則有更佳結構性質。其同樣有排水佳和能夠綠化的特性。
圖三 框條擋土牆（本文作者陳鵬元繪製，照片來源：高雄都會公園簡訊 vol.56）
擋土牆的目的雖然都都是保護邊坡或河岸，但不同類型有不同特性，需要考量使用環境的特性來選擇。砌石擋土牆適合在含大量地下水的坡趾（坡與平地的交界處，較低矮）使用；石籠擋土牆則適合在地下水豐沛且地層沈陷量大的地區；框條式擋土牆也適合在地下水豐沛的地區使用，但橫向的沈陷量差異不可過大。其他還有適用高度、便利性等等的條件需要考量，可參考以下表格。
表一 擋土牆種類比較（本文作者陳鵬元製。）
本篇所介紹的種類雖然都已經不是最新穎的工程技術了，但是它們能夠展現出生態工法的精神。不但降低了人造建物對環境的衝擊，允許植物生長在表面也能夠綠化其外觀，兼顧自然景觀的保持，最重要的是它們依舊能夠達成人類的需要，達到三贏的局面。
參考文獻
- 陳鵬元 (2015)。擋土牆。科學 Online-科技部高瞻自然科學教學資源平台。
/highscope/?p=63932 - 林盛隆、陳冠宇 (2009)。山區道路邊坡防治運用生態工程與傳統工法比較之研究。中華民國環境工程學會 2009 環境規劃與管理研討會。
- 生態工法｜台灣河川復育網。
http://trrn.wra.gov.tw/System/CP/Default.aspx?index=0C264F9F23F430F0&sm=DF4F5F799415CF99 - 交通部公路總局第二區養護工程處。
http://thbu2.thb.gov.tw/web/index.html
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