探讨生态挡土墙在变电站工程中的应用
时间：2022-05-21 01:56:29
摘 要：通过变电站建设的工程实践，阐述了生态挡土墙的应用及施工特点，为设计和施工人员在该方面提供参考。
关键词：生态挡土墙 变电站工程 应用
一、引言：
目前在变电站工程建设中，越来越多的提到绿色、环保要求，而传统浆砌石挡墙与混凝土挡墙仅仅只起到了一个保护水土流失的作用， 对生态环境没有起到保护作用。正因为如此，引出了一种新型挡土墙系统，即生态挡土墙的诞生！生态挡土墙是一种既能起到生态环保的作用、又兼具景观功能、且能防止水土流失的挡土墙。下面就该类挡土墙的技术问题进行如下探讨。
生态挡土墙的目前常见的有生态混凝土、石笼网以及柔性生态自嵌式挡墙系统。
1、生态混凝土：一种目前比较矛盾的概念。它的结构原理是传统混凝土的变形，通过现场浇筑特殊材质配比的混凝土形成类似于爆米花的结构，随机形成的孔洞作为植物栽种的空间，是一种刚性结构。施工完成后表面绿化。经过一段时间的自然变化，混凝土的碱性会使得植物枯死。由于其本身仍然为混凝土刚性结构无法适应任何变形引起的破坏，又在浇筑时留出了很多孔洞无法保证整体结构的强度。
2、生态袋：在具有透水性跟一定强度的袋中填入填充土，通过不同形式的垒砌形成柔性挡墙或护坡结构。并在其表面种植植物。由于袋体材质的限制使其无法达到足够强度，不能很好承载水土压力变化。并且由于袋装土在吸水后对袋体透水性会形成阻塞并且本身会硬结，所以目前基本作为护坡挡墙工程中的临时性结构使用。
3、石笼网格：通过金属编织的六方孔网制成网格，并在其中填入石料形成的柔性生态挡墙护坡系统。施工中的石料尺寸与网格孔洞的比例配合要求很高，如果过大很容易对网格造成破坏及结构失稳，如果过小则会从网格空洞中漏掉。并且由于石料的规格、作用力等都是很随机的，很难控制工程质量。
4、加筋土挡土墙是指的是由填土、拉带和镶面砌块组成的加筋土承受土体侧压力的挡土墙。在土中加入拉筋，利用拉筋与土之间的摩擦作用，改善土体的变形条件和提高土体的工程特性，从而达到稳定土体的目的。加筋土是柔性结构物，能够适应地基轻微的变形，填土引起的地基变形对加筋土挡土墙的稳定性影响比对其他结构物小，地基的处理也较简便；它是一种很好的抗震结构物；节约占地，造型美观；造价比较低，具有良好的经济效益。
5、生态自嵌挡墙系统：通过低碱高强度预制块组成柔性自嵌式挡墙系统，整体结构稳定，排水性好，柔性结构对变形适应性强，高强度块体的承载能力高，并且施工简单，景观效果好，同时在预制块生产时掺加的木质纤维材料使得挡墙对植生的生长及生态环境改善起到了良好的作用。
二、生态挡土墙设计分析
这里重点分析加筋土挡土墙的力学性能。
1. 加筋土挡土墙
加筋土挡土墙由填料、在填料中布置的加筋条以及墙面板三部分组成。一般应用于地形较为平坦且宽敞的填方路段上。
1.1加筋土挡土墙的破坏形式
根据加筋土挡土墙的特点，其破坏形式有以下五种：
塌滑破坏、整体破坏、内部破坏、面板破坏造成的坍塌。
1.2加筋土挡土墙的计算
1.2.1 加筋条与面板连接处强度的计算：加筋条与面板之间的连接应保证一定的强度，不致因侧向土压力的作用而拉裂或拉脱。连接处拉筋条的应力为：
式中 ——加筋条在与面板连接处的应力（kPa）
P ——每根加筋条所承受的面板上的侧向土压力
As ——加筋条的面积（m2）
——加筋条在与面板连接处的设计抗拉强度（kPa）
1.2.2 面板强度的计算：挡土墙的面板可视为以加筋条为支点的简支梁，如下图，
支点处的最大弯矩为
式中 l ——墙面板上两加筋条之间的距离（m）
m ——墙面板在侧向土压力作用下的最大弯矩（kN.m）
Ap ——面板截面的计算面积（m2），采用面板实际面积之半
——面板材料的设计抗弯强度（kPa）
1.2.3加筋条的抗拔脱计算（抗滑动计算）：加筋条在受到面板传来的侧向土压力（拉力）作用下，应保证不被从填土中拉出，其抗拔脱安全系数Kt等于可资利用的摩阻力与加筋条所受拉力的比值，其值应大于 等于1.5，即
三、变电站案例
1.1 工程概况
佛山地区某变电站工程，站址场地填高土厚度约8m，在围墙四周设置挡土墙加边坡进行防护。由于该站位于城市较繁华地段，特考虑将进站大门处的挡土墙设置为绿色生态挡土墙，与周边环境相融合，既满足力学要求，又环保美观。
1.2 挡土墙大样图
1.3 现场照片
1.4 总结分析
从受力分析上来看，自嵌式景观挡土墙由于有较好的排水性能，在水位骤降的工况下，正是因为其优良的排水能力有效地降低了墙后土体的渗透水压力，提高了内部稳定性，减轻了破坏能力，增加了整个墙体的稳定性。
从经济效益上来看，与原设计的浆砌毛石重力式挡土墙相比较，节约总造价约30%以上。
六、结束语
生态挡土墙凭借先进的科学技术，必将在变电站工程中广泛应用，并充分发挥其高效、安全的实用特点，响应时代特色，倡导绿色生态环保！
参 考 文 献
【1】DL/T 5024-2005 电力工程地基处理技术规程[S]
【2】顾慰慈 挡土墙土压力计算手册[S]
