土工格栅加筋土挡墙应用实践及推广价值探讨

土工格栅加筋土挡墙应用实践及推广价值探讨

代建明

（云南电网有限责任公司玉溪供电局云南玉溪653100）

摘要：当前，在电网基建工程中，挡土墙施工是一项重要工作内容，也是基建工程质量隐患重点防治项目。传统的挡土墙的结构形式大多占地面积大，对砌筑高度和砌筑材料限制性强，而且造价高昂，质量不容易控制。从2010年起，云南电网玉溪供电局开始尝试在变电工程建设中引入土工格栅加筋土挡墙结构形式，取得了较好的实践效果。

关键词：变电站；挡土墙；土工格栅；应用

一、工程应用情况简述

在云南电网公司近年来投资建设的变电工程中，一般变电站的站区填挖方高差大多超过5m，有的甚至达到38m。对于需要高挖深填的变电工程，挡土墙的砌筑是一项重要施工内容。以往采用的挡土墙的结构形式主要有重力式挡土墙和钢筋混凝土护壁式挡土墙，重力式挡土墙对砌筑高度和砌筑材料有限制性要求，护壁式挡土墙则造价较高。而且，随着变电站选址越来越偏远，场地高差越来越大，土方工程量越来越大，且现在国家政策要求工程水土保持，原则上土方就地平衡；而在高挖深填区域采用普通挡土墙，不但造价高、工期长，而且质量难以保证。从2010年起，云南电网公司玉溪供电局先后尝试在变电工程建设中引入单向土工格栅加筋土挡墙结构形式，取得了较好的效果。

1.220kV某变电站工程进站道路

2012年5月竣工投产的220kV某变电站工程，进站道路采用了土工格栅加筋路堤，大大压缩了施工工期和节约了工程投资，避免了重力式挡土墙的砌筑，较好地完成了进站道路引接工作，根据2013年和2014年的施工单位实地定期跟踪观测记录，发现土工格栅加筋路堤结构稳定，公路路面没有出现不均匀沉降

2.500kV某变电站工程站区正东侧和西北侧回填区域处理

2013年5月竣工投产的500kV某变电站工程地质条件复杂，场地土为泥岩，最大填方高度达到16m。针对工程施工工期紧、回填材料均为泥岩和在雨季施工的工程特点，工程在站区正东侧和西北侧回填区域采用了单向土工格栅加筋土挡墙的土体支挡结构形式，充分发挥了土工格栅作为一种新型加筋材料，适用于填土区，且对土的完整性要求不高，十分适合于华宁县地区回填材料均为泥岩的特点，减少了常规回填区普通重力式挡土墙和钢筋混凝土护壁式挡土墙对回填土质工程特性的依赖，大大便利了施工，缩短了施工工期。

二、工作原理

土工格栅因其高强度和低伸长率而成为加筋的良好材料。土工格栅埋在土体之中，可以分布土体应力，增加土体的模量，传递拉应力，限制土体侧向位移；还增加土体和其他材料之间的摩擦阻力，提高土体及有关建（构）筑物的稳定性。土工格栅埋在土内，与周围土之间不仅有摩擦作用，而且由于土石料嵌入其开孔中，还有较高的咬合力，它与土的摩擦系数可以高达0.8～1.0。单向土工格栅加筋土挡墙是沿墙高度每隔400mm铺设一层单向土工格栅作为加筋，当在土工格栅上摊铺碾压粒料时，粒料部分嵌入土工格栅网孔中而产生强有力的互锁作用。单向土工格栅的高抗拉刚度使它在很低应变发挥应有的强度，从而使其结构更牢靠。

三、与其他挡墙结构型式的经济技术比较

1.普通挡土墙的结构形式主要有重力式挡土墙、护壁式挡土墙。重力式挡土墙多为毛石砌筑而成，结构简单，施工方便，可就地取材，工程上应用比较广泛。护壁式挡土墙一般由钢筋混凝土建造，能充分利用钢筋混凝土受力特性，多用于市政工程中。由于重力式挡土墙体积比较大，占地面积也较大，当地基承载力特征值fa=150~200kPa时，其高度在5.0m左右时比较经济，当高度大于5m而小于8m时，由于基底压力比较大，需采用混凝土扩展基础来减少基底承载力，因而使重力式毛石挡土墙的应用受到一定限制，同时由于毛石的不规则性，在施工质量上也容易存在隐患。单向土工格栅加筋土挡墙则无特殊限制性条件，尤其是对填料的完整性要求不高，能适应多种地形地质条件，质量也比较容易控制。

2.与目前出现的许多新型土体支挡结构相比，如锚杆挡土墙、锚定板挡土墙，该两种挡土墙用在挖方区稳定土体较为合适，但其对岩土的完整性要求较高，比较难以适应变电站站址地形地质条件复杂的特点；而单向土工格栅加筋土挡墙特别适用于填土区，且对土的完整性要求不高，是目前较为先进的施工技术。

3.单向土工格栅加筋土挡墙相比以往通常采用的重力式挡土墙，虽然同样高度的挡土墙，在不考虑重力式挡土墙征地多的情况下，重力式挡土墙的工程造价仅相当于单向土工隔栅加筋土挡墙的80%。但考虑到单向土工格栅加筋土挡墙施工工期短，与重力式挡墙比较，加筋土挡墙可大大缩短工期，加快施工进度，且减少占地，综合经济效益和社会效益优势明显。

4.根据我局基建部对近期建设的几个工程项目的单向土工格栅加筋土挡墙的长期观测，发现单向土工格栅加筋土挡墙的观测效果可等同或好于普通重力式挡土墙。

四、单向土工格栅加筋土挡墙的推广价值分析

单向土工格栅加筋土挡墙与其他土体支挡结构相比除了具有以上技术优势和效益优势外，还具有以下独特优势：

1.云南地处云贵高原，属高山重岭地区，交通极为不便，采用浆砌片、块石挡墙，必将增加毛石的运输难度，造价也必然增加。如果采用加筋土挡墙则大大降低施工难度和工程造价。

2.由于环境污染，开发过度，我国人均占有的可耕地正在逐渐减少，工程占地问题矛盾十分突出，这一点在云南电网建设中尤其明显。加筋土挡墙由于垂直造型，在高回填和高路堤工程中大量减少边坡用地，在高回填和高路堤工程中适当多建一些加筋土挡墙，可节约大量耕地。

3.加筋土挡墙造型美观。符合当前变电站站区“形象工程”建设的需要。另外，在石料缺乏地段，修建加筋土挡墙则不受此限制，更加突出其优越性。

由于单向土工格栅加筋土挡墙具有施工简单、造价低、施工工期短、技术成熟和质量可靠等特点，十分适应当前及未来变电站选址越来越偏远、地形地质复杂等建设不利条件，故在电网建设领域具有十分明显的社会效益和经济效益，土工格栅材料及土工格栅加筋土挡墙施工技术值得在今后的电网建设中大力推广使用。

参考文献：

[1]云南电网公司，云南省电力设计院。变电站土工格栅加筋技术应用[R].2012.

[2]GB/T17659-2008.土工合成材料塑料土工格栅[S]。北京，中国标准出版社，2008，6.

[3]GB50007-2011.建筑地基基础设计规范[S]。北京，中国建筑工业出版社，2011，8.

[4]徐国胜，江平，黄云贵。土工格栅技术应用在高填方边坡的几点思考[J]。土工基础，2015（01）；