土工格柵加筋擋土墻施工技術(shù)在變電站填土高邊坡中的應用

1、土工格柵加筋擋土墻施工技術(shù)在變電站填土高邊坡中的應用（昭通浩鑫工程有限公司）摘要：土工隔柵加筋擋土墻施工技術(shù)已發(fā)展成熟，在各類工程填土高邊 坡屮得到了良好的應用，提高了高邊坡的穩(wěn)定性。本文對土工合成材料應用進行 了界山，并結(jié)合某500kv變電站填土高邊坡支護方案，詳細介紹了土工隔柵加筋 擋土墻機理、在高邊坡設計及施工中的應用方法，認為其應用效果良好，未來將 得到更加廣泛的應用。關(guān)鍵詞：變電站；填土高邊坡；土工隔柵加筋擋土墻；合成材料在巖土工程屮，土工合成材料屬于新型工程材料z,在工程屮的應用 越來越廣泛，特別是在土工隔柵加筋擋土墻中得到了良好的應用。近年來，隨著 我國經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，特別是

2、新型城鎮(zhèn)化的發(fā)展，變電站工程數(shù)量增加，在 填土高邊坡屮土工隔柵加筋擋土墻應用效果良好。本研究主要就土工隔柵加 筋擋土墻施工技術(shù)在變電站填土高邊坡屮的應用進行了綜合分析與探討。1土工格加筋擋土墻的介紹土工合成材料是一種新型的工程材料，在巖土工程屮得到了越來越廣泛 的應用。土工合成材料是一種人工合成聚合物，比如合成橡膠、化纖和塑料等均 為原料，可以用來各種各樣的產(chǎn)品，其置于土體內(nèi)，或土體與表面間，對于墻體 或高邊坡可起到有效的保護作用。根據(jù)合成材料的不同，土工合成材料分為特種 土工合成材料、復合型土工合成材料、土工織物和土工膜等類型的材料。其中, 特種土工合成材料主要包括土工網(wǎng)、土工隔柵和土工模袋

3、等不同類型材料。1970年代我國才開始土工合成材料的研究，起步較晚，開始用于鐵路 路基工程。但是經(jīng)過三十多年的發(fā)展，土工合成材料已經(jīng)被廣泛應用于公路工程、 水利工程、建筑工程、鐵路工程和電力工程等，但是在變電站工程中幾乎尚未應 用。土工隔柵加筋擋土墻是指通過土工隔柵與填料互層鋪設，將格柵網(wǎng)孔 與粒狀填料相互結(jié)合起來，從而形成一個穩(wěn)固的結(jié)構(gòu)體，避免填料下陷。土工隔 柵加筋擋土墻一旦承受荷載作用，則可將合應力擴散并廣泛分布，大幅度提高土 體抗剪強度，避免工程高填土邊坡出現(xiàn)較大的側(cè)向變形、滑坡。在下文中筆者將 詳細闡述土工隔柵加筋擋土墻的機理，以準粘聚力概念進行闡述：一是加筋受荷載作用時，土與加筋材

4、料間出現(xiàn)了相對位移，而且在界面 上產(chǎn)生了剪應力，加筋材料中也產(chǎn)生了拉應力。相反，加筋材料對土體橫向變形 也能夠起到有效的限制，人幅度增加了橫向應力，因此能夠提高加筋土的抗剪強 度。二是因為筋材限制了土體的橫向變形，且也在一定程度上減小了垂直變 形，同吋土體兩側(cè)筋材拉力向上分力起到一種張力膜作用，對于提高加筋土的承 載能力有著重要的作用。三是加筋材料拉力大小、被加筋土質(zhì)類型兩方面的因素可決定加筋效果, 所以需要對加筋材料和被加筋土提岀要求。也就是加筋材料具備較高的粗擦表面 和較高的拉伸模量，從而可在應變較小時，提升拉應力，具備較大的摩擦角。 2 土工格柵加緊的設計及應用2.1工程簡介某變電站項目

5、根據(jù)設計規(guī)劃，建設于山丘間溝谷地帶，建設在兩個山丘 脊夾一個山溝中。其中，山丘脊為西北、東南走向，中間是一篇開闊的溝谷。建 設場地地質(zhì)屬于第四系土層，基巖無裸露于外部，口溝谷平緩，兩頭低、中間高。 根據(jù)變電工程站場地的建設要求，擬高度27m溝底標高12m,需要對填土高 邊坡進行有效的支護2。主梁為預應力混凝土箱梁連續(xù)剛構(gòu)，單箱雙室，梁高 按圓曲線變化。2.2工程地質(zhì)水文條件根據(jù)設計鉆井資料，擬填高形邊坡處下伏地層包括沖擊黏土層、耕表土 層以及和志留系下統(tǒng)連灘群粉砂巖、該區(qū)域水文條件良好，無地表水流，地下水 主要是地下潛水為主，基本上貯存于基巖構(gòu)造裂隙之中，對工程建設基本無影響。2.3支護設計方

6、案根據(jù)工程地質(zhì)、水文和建設要求，施工單位設計了三種填土高邊坡支護 方案，一種是土工隔柵加筋擋土墻支護方案，一種是卸荷板擋土墻支護方案，一 種是樁板墻支護方案。通過綜合比較經(jīng)濟、技術(shù)和工程造價等因素，認為土工隔 柵加筋擋土墻支護方案最優(yōu)，在施工技術(shù)、工程造價和材料等方面均具備優(yōu)勢。 下文將介紹三種支護方案的具體優(yōu)缺點：(1) 卸荷板擋土墻支護方案。方案優(yōu)點：工程量小，土壓力小，擋土 墻尺寸面積小，施工難度小，施工工藝簡單。方案缺點：不適用于高度超過10m 的高邊坡，并且漿砌石方量大，工程造價高，比一般工程造價稍高。(2) 樁板墻支護方案。方案優(yōu)點：占地面積少，技術(shù)先進，結(jié)構(gòu)穩(wěn)固， 口對填土碾壓要

7、求不高。方案缺點：支護屬于剛性支護，對變形要求高，并且工 程期較長，人工挖孔和方樁造孔危險、難度大，經(jīng)濟上的不可行是其最大缺點, 造價最高。(3) 土工隔柵加筋擋土墻支護方案。方案優(yōu)點：工程造價最低，占地 面積小，且支護為柔性支護，施工周期短、簡單，對支撐無要求，且竣工養(yǎng)護簡 單，對施工條件要求不高。缺點：對填土碾壓要求高，并構(gòu)架基礎布置對周圍影 響大，沒有可參考借鑒的實例。對三種支護方案綜合比較和評價后，確定選用土工隔柵加筋擋土墻支護 為本工程填土高邊坡支護方案，主要是因為在工程造價、施工方法和場地條件方 面有一定的優(yōu)勢。2.4支護設計的條件根據(jù)本工程地質(zhì)勘查所提供的資料，設計填土材料強度為

8、15kpa,角度 為15°或材料強度okpa,角度為25°,填土容量20kn/m³。其中， 填土高邊坡安全等級一級，安全系數(shù)為1.3,坡頂設計荷載lokpa,基本地震加 速度0.05g,對應的地震烈度vi度，但是設計中未考慮地震作用因素。本研究均按照土工合成材料應用技術(shù)規(guī)范(gb-50290-98)的規(guī)定進 行計算，主要是筋材總拉力、強度和長度計算，以及加筋最大加筋力、邊坡最大 側(cè)向力系數(shù)等3。根據(jù)設計規(guī)范，確定填土高邊坡高度16.5m,坡面1:0.5,加 筋材料長度19m,極限抗拉強度110kn/mo具體設計詳見圖1。3施工作業(yè)土工隔柵加筋擋

9、土墻工作也步驟為：平整坡底→格柵下料→第一 層格柵鋪放→插鋼筋、掛三維植被網(wǎng)→加筋土料填筑→碾壓→重復 第二到第七步&rarr仮包端頂部格柵。平整坡底：坡底開挖范圍超出邊坡0.3m-0.5m,如地基為軟土或覆蓋土, 則應根據(jù)設計高程進行開挖。格柵下料：根據(jù)第一層格柵長度、上坡面長度、坡后長度與上層連接長 度切斷格柵。第一層格柵鋪放：格柵需水平鋪放，保證與坡面垂直，用“u”型或 珠釘固定于坡底，兩個相鄰格柵間隔長度2m。插鋼筋、掛三維植被網(wǎng)：用網(wǎng)眼袋封口土壤和草種，根據(jù)設計位置整齊 堆放。加筋土料填筑：填筑方式為土料瀑布式斜于格柵上，用人工方式或機械 攤鋪兩種方式，保證符合設計要求。碾壓順序：平行坡面方向碾壓，碾壓強度符合上一遍碾壓輪跡的1/3, 并逐步轉(zhuǎn)向陡坡坡面碾壓。結(jié)語在水利工程、鐵路工程和電力工程等工程中，土工合成材料得到了廣泛 的應用，但是在變電工程中應用較少。某變電站工程填土高邊坡中設計出三種支 護方案，經(jīng)過綜合比較分析選擇了土工隔柵加筋擋土墻支護方案。根據(jù)實際的支護效果，土工隔柵加筋擋土墻施工技術(shù) 取得了良好的效果，值得在同類變電站填土高邊坡施工中進一步推廣 應用。參考文獻黃滿華土工格柵在變電站工程中的應用