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摘要：最近几年以来，由于用地的紧张，变电站站址大部分只能选在山包上，所以高挡墙逐渐在变电站的建设中广泛应用。基于此，本文结合实例对高挡土墙在变电站的应用进行了探讨。
关键词：高挡土墙；变电站；应用分析
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
挡土墙的主要作用是支撑并且加固填土或者是山坡的土体，避免出现坍塌现象，保证场地的稳定性，随着挡土墙的应用越来越广泛，施工技术水平也在不断提高，而且出现了更多的结构形式，传统的挡土墙包括单一重力式以及衡重式，目前逐渐出现了桩板式、扶壁式、锚杆式、土钉墙、加筋土式、卸荷板式、锚定板式、桩基托梁挡土墙及加筋挡土墙等支挡结构。
1实例概况
该工程的回填最大高度为20m，回填高度小于9m的部分采用砌片石衡重式挡土墙，回填高度大于9m的部分采用加筋挡土墙，填料主要是砂砾土，除此之外土工材料选择了高密度聚乙烯土工格栅。
在对拟建场地进行勘察之后确定为地形基本平坦。地层结构自下而上分别是第四纪沉积层、新近的沉积层以及人工填土层。加筋边坡挡墙部分主要是将新近沉积的砂质粉土、粉质粘土以及粉土层作为其主要的基础持力层，在进行了综合考虑之后，最后将其承载力标准值大概确定为180kPa。
2 加筋挡土墙项目工程的具体设计步骤以及内部稳定的验算实例
2.1加筋挡土墙的基本资料以及相关参数
根据填土材料的类型以及土工材料的类型，在现有经验的基础上进行试验后确定填料的容量r，并计算出内摩擦角φ、土工格栅的具体容许应力[σ]、土和土工格栅之间产生的摩擦系数f以及粘聚力C等。（2）按照地基土的具体性质以及呈现的状态，确定地基土本身的容重，并计算出其地基承载力、内摩擦角以及粘聚力等。（3）计算出加筋体和地基之间产生的摩擦系数。加筋土挡墙见图1：
图1加筋土挡墙计算简图
2.2 具体的设计步骤
(1)根据以往的施工经验确定加筋土挡土墙当中平面以及横断面的具体形式，初步定出一个进行横断面的核算。(2)确定出所有作用在墙上的荷载。(3)对内部稳定进行计算。按照土工格栅具体的垂直间隔距离以及荷载的情况，对其所承受的拉力进行计算；然后再按照其容许拉应力，对其抗拉强度进行计算。如果没有达到施工要求，需要继续增加土工格栅的具体数量，或选择具有更高强度的土工格栅，或将其具体的布置设计进行适当的改变，然后重新进行计算直到符合施工要求为止；按照初步拟定的土工格栅的具体长度以及宽度等，对其抗拔稳定性进行验算，如果没有达到相关要求可以适当增加长度、数量，或者可以选择摩擦系数更大的填料，然后重新计算直到符合施工要求为止。(4)对外部的稳定性进行计算。主要计算加筋体沿着底面的整体滑动、水平滑移以及地基承载力等。
2.3 在本工程中对加筋土内部的稳定情况进行验算
2.3.1本工程相关的土力参数
将填料容重r的取值为20，kN/m3,把填料内摩擦角φ的值确定为40°(C=0kN/m2),填料和土工格栅之间的摩擦系数f取值为0.3。
2.3.2采用分层计算的方式计算土压力以及土工格栅所承受的具体拉力Ti
在计算土压力的时候使用了郎肯土压力理论中的相关公式，按照墙背的垂直以及光滑程度、填土表面的水平程度、填土与墙面的齐平程度以及填料选择为砂性土等情况进行计算，ea=r.h.tan2(45°- φ/2),每一个加筋层当中土工格栅所承受的拉力都代表计算简图1当中梯形阴影部分的土压力Ei，该值主要是通过计算阴影部分面积得出的，即：
Ei=(eai－1+eai).Δh/2。
其中,Ei为第i层土工格栅处墙背所受的土压力,Ti=Ei；eai为土压力强度,eai=r·hi·tan2(45°- φ/2),i取值为0,1,2,3,…,Δh为第i层加筋土体的厚度,本工程中为0.6m。
2.3.3验算土工格栅抗拔稳定性
Tpi=2σvi ·B·Lei·f。
其中, σvi为土工格栅上的有效法向应力,kPa, σvi=r·Hi；B为土工格栅的宽度,m,计算中取单位宽度1m；Lei代表土工格栅在破裂面以外的有效长度，m；f代表土工格栅和土之间产生的摩擦系数，取为0.3。安全系数K=Tpi/Ti,K≥3；Ti代表i层的土工格栅拉力。可以通过列表进行计算，计算结果如表1：
表1加筋土挡土墙内部稳定计算成果表
验算结果证明：各层土工格栅所承受的拉力都要比变形2%状态下的强度值小，而且强度、变形以及抗拔稳定系数K都达到了施工要求，结构具有一定的安全性。
3 设计过程中需要注意的要点
（1)按照相关的勘察报告需要对加筋边坡挡墙基础采取换填的方式进行处理，在设计的过程中主要采用三层双向2020土工格栅，要求每一层的厚度都在50cm左右。如果三层的总厚度仍然不能到达基础持力层，就需要根据上述方法继续加大换填的深度，直到抵达持力层为止。（2）设计的过程中需要根据天然级配砂砾石对土工格栅的具体长度以及层厚进行计算。考虑到挡墙顶部植被的具体需求，在施工的过程中如果L型挡墙填料在一定的深度范围内，可以选择种植土。（3）墙面板的长度为40厘米，厚度为25厘米，高为20厘米的拼装块，可以选择规格为C25的混凝土，并进行预制厂预制。（4）土工格栅的选择：对于加筋部分可以选择高密度聚乙烯60型以及80型的单向土工格栅，对于换填部分可以选择聚丙烯2020的双向土工格栅。（5）在L型的挡墙上面设置泻水孔，可以选择PVC管，要求其直径在50mm以上，并且间隔距离在4米以上，外侧的管口需要向下部稍微倾斜，填方側的管头需要将土工布反滤层整体包裹住。（6）为了防止填方内出现积水现象需要设置相应的隔水层，可以选择两布一膜(400g/m2)土工织物或者其他的灰土等材料。要求将隔水层压实，并且顶面需要向出水方向稍微倾斜，此外L型挡墙的顶面也应该适当倾斜。
4结语
加筋挡土墙将施工过程中使用的土工格栅等各种加紧材料具有的抗拉性充分的发挥了出来，并结合土体填料具有的土力学性能，最终形成了复合体承载结构，在与传统的重力式挡土墙相比较的时候，其对基础地质的要求相对较低，与此同时，工程的造价相对于其他几种常用的挡墙低，可以说是造价较低、施工技术要求相对较高的一种挡墙。
参考文献:
[1]GB 50290-98,土工合成材料应用技术规范.
[2]SL/235-1999,土工合成材料测试规程.
[3]TB 10118-99,铁路路基土工合成材料应用技术规程.
[4]李海光．新型支挡结构设计实例［M］．北京:中国建筑工业出版社，2004．
个人简介：农明龙, 男（壮族），广西靖西县人，初级职称， 本科、学士学位，从事变电站土建设计工作。
关键词：高挡土墙；变电站；应用分析
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
挡土墙的主要作用是支撑并且加固填土或者是山坡的土体，避免出现坍塌现象，保证场地的稳定性，随着挡土墙的应用越来越广泛，施工技术水平也在不断提高，而且出现了更多的结构形式，传统的挡土墙包括单一重力式以及衡重式，目前逐渐出现了桩板式、扶壁式、锚杆式、土钉墙、加筋土式、卸荷板式、锚定板式、桩基托梁挡土墙及加筋挡土墙等支挡结构。
1实例概况
该工程的回填最大高度为20m，回填高度小于9m的部分采用砌片石衡重式挡土墙，回填高度大于9m的部分采用加筋挡土墙，填料主要是砂砾土，除此之外土工材料选择了高密度聚乙烯土工格栅。
在对拟建场地进行勘察之后确定为地形基本平坦。地层结构自下而上分别是第四纪沉积层、新近的沉积层以及人工填土层。加筋边坡挡墙部分主要是将新近沉积的砂质粉土、粉质粘土以及粉土层作为其主要的基础持力层，在进行了综合考虑之后，最后将其承载力标准值大概确定为180kPa。
2 加筋挡土墙项目工程的具体设计步骤以及内部稳定的验算实例
2.1加筋挡土墙的基本资料以及相关参数
根据填土材料的类型以及土工材料的类型，在现有经验的基础上进行试验后确定填料的容量r，并计算出内摩擦角φ、土工格栅的具体容许应力[σ]、土和土工格栅之间产生的摩擦系数f以及粘聚力C等。（2）按照地基土的具体性质以及呈现的状态，确定地基土本身的容重，并计算出其地基承载力、内摩擦角以及粘聚力等。（3）计算出加筋体和地基之间产生的摩擦系数。加筋土挡墙见图1：
图1加筋土挡墙计算简图
2.2 具体的设计步骤
(1)根据以往的施工经验确定加筋土挡土墙当中平面以及横断面的具体形式，初步定出一个进行横断面的核算。(2)确定出所有作用在墙上的荷载。(3)对内部稳定进行计算。按照土工格栅具体的垂直间隔距离以及荷载的情况，对其所承受的拉力进行计算；然后再按照其容许拉应力，对其抗拉强度进行计算。如果没有达到施工要求，需要继续增加土工格栅的具体数量，或选择具有更高强度的土工格栅，或将其具体的布置设计进行适当的改变，然后重新进行计算直到符合施工要求为止；按照初步拟定的土工格栅的具体长度以及宽度等，对其抗拔稳定性进行验算，如果没有达到相关要求可以适当增加长度、数量，或者可以选择摩擦系数更大的填料，然后重新计算直到符合施工要求为止。(4)对外部的稳定性进行计算。主要计算加筋体沿着底面的整体滑动、水平滑移以及地基承载力等。
2.3 在本工程中对加筋土内部的稳定情况进行验算
2.3.1本工程相关的土力参数
将填料容重r的取值为20，kN/m3,把填料内摩擦角φ的值确定为40°(C=0kN/m2),填料和土工格栅之间的摩擦系数f取值为0.3。
2.3.2采用分层计算的方式计算土压力以及土工格栅所承受的具体拉力Ti
在计算土压力的时候使用了郎肯土压力理论中的相关公式，按照墙背的垂直以及光滑程度、填土表面的水平程度、填土与墙面的齐平程度以及填料选择为砂性土等情况进行计算，ea=r.h.tan2(45°- φ/2),每一个加筋层当中土工格栅所承受的拉力都代表计算简图1当中梯形阴影部分的土压力Ei，该值主要是通过计算阴影部分面积得出的，即：
Ei=(eai－1+eai).Δh/2。
其中,Ei为第i层土工格栅处墙背所受的土压力,Ti=Ei；eai为土压力强度,eai=r·hi·tan2(45°- φ/2),i取值为0,1,2,3,…,Δh为第i层加筋土体的厚度,本工程中为0.6m。
2.3.3验算土工格栅抗拔稳定性
Tpi=2σvi ·B·Lei·f。
其中, σvi为土工格栅上的有效法向应力,kPa, σvi=r·Hi；B为土工格栅的宽度,m,计算中取单位宽度1m；Lei代表土工格栅在破裂面以外的有效长度，m；f代表土工格栅和土之间产生的摩擦系数，取为0.3。安全系数K=Tpi/Ti,K≥3；Ti代表i层的土工格栅拉力。可以通过列表进行计算，计算结果如表1：
表1加筋土挡土墙内部稳定计算成果表
验算结果证明：各层土工格栅所承受的拉力都要比变形2%状态下的强度值小，而且强度、变形以及抗拔稳定系数K都达到了施工要求，结构具有一定的安全性。
3 设计过程中需要注意的要点
（1)按照相关的勘察报告需要对加筋边坡挡墙基础采取换填的方式进行处理，在设计的过程中主要采用三层双向2020土工格栅，要求每一层的厚度都在50cm左右。如果三层的总厚度仍然不能到达基础持力层，就需要根据上述方法继续加大换填的深度，直到抵达持力层为止。（2）设计的过程中需要根据天然级配砂砾石对土工格栅的具体长度以及层厚进行计算。考虑到挡墙顶部植被的具体需求，在施工的过程中如果L型挡墙填料在一定的深度范围内，可以选择种植土。（3）墙面板的长度为40厘米，厚度为25厘米，高为20厘米的拼装块，可以选择规格为C25的混凝土，并进行预制厂预制。（4）土工格栅的选择：对于加筋部分可以选择高密度聚乙烯60型以及80型的单向土工格栅，对于换填部分可以选择聚丙烯2020的双向土工格栅。（5）在L型的挡墙上面设置泻水孔，可以选择PVC管，要求其直径在50mm以上，并且间隔距离在4米以上，外侧的管口需要向下部稍微倾斜，填方側的管头需要将土工布反滤层整体包裹住。（6）为了防止填方内出现积水现象需要设置相应的隔水层，可以选择两布一膜(400g/m2)土工织物或者其他的灰土等材料。要求将隔水层压实，并且顶面需要向出水方向稍微倾斜，此外L型挡墙的顶面也应该适当倾斜。
4结语
加筋挡土墙将施工过程中使用的土工格栅等各种加紧材料具有的抗拉性充分的发挥了出来，并结合土体填料具有的土力学性能，最终形成了复合体承载结构，在与传统的重力式挡土墙相比较的时候，其对基础地质的要求相对较低，与此同时，工程的造价相对于其他几种常用的挡墙低，可以说是造价较低、施工技术要求相对较高的一种挡墙。
参考文献:
[1]GB 50290-98,土工合成材料应用技术规范.
[2]SL/235-1999,土工合成材料测试规程.
[3]TB 10118-99,铁路路基土工合成材料应用技术规程.
[4]李海光．新型支挡结构设计实例［M］．北京:中国建筑工业出版社，2004．
个人简介：农明龙, 男（壮族），广西靖西县人，初级职称， 本科、学士学位，从事变电站土建设计工作。