擋土墻在水利水電工程中的應用淺談

楊洋

【摘要】在我國水利水電工程施工中對于擋土墻技術的應用已經有了很多時間，在施工技術方面也比較完善。不過，由于擋土墻所涉及到知識比較專業，在應用中受到眾多因素的影響，需要重點研究，以保證水利水電工程建設質量。

【關鍵詞】水利水電；擋土墻；分類；應用

擋土墻的應用較為廣泛，比如水利水電工程、航道建設、建筑工程等等，作為一種支擋結構，發揮著非常重要的作用。所以擋土墻的設計在水利水電工程專業土力學教學中的設置是及其重要的部分。尤其在當今21世紀生態水利、資源水利與環境水利的時代，水工擋土墻在傳統的擋土、擋水情況之外，更多時候作為一道景觀墻，兼備造景功能，創造人與自然和諧相處的生態濱水環境，為水利水電工程帶來一道亮麗的風景線。

1.擋土墻的分類

1.1重力式擋土墻

我們都知道，目前在我國，重力式擋土墻是很常用的一種擋土墻，這種重力墻是以擋土墻自身重力來維持擋土墻在土體側壓力作用下穩定的設施。此款擋土墻可用石塊磚塊和混凝土預制塊作為砌體，另外一種形式就是采用片石混凝土或混凝土進行整體澆筑；它具有體積、重量大的特點，在軟弱地基上修建重力式擋土墻時往往受到承載力的限制，在國內，主要應用于鐵路、公路、水利、礦山等領域。據科學檢測，根據擋土墻墻背的坡度又可將重力式擋土墻分為仰斜式擋土墻、俯斜式擋土墻、直立式擋土墻三種類型。如果擋土墻墻體太高，那么需要耗費的建筑材料也就會越多，采用重力式擋土墻在經濟上也不劃算。在地基較好同時擋土墻高度合適，建筑所在地又有石料可用的情況下，重力式擋土墻就應該是首選。重力式擋土墻一般不配鋼筋，在墻高在6m以下，地層穩定且開挖土石方時不會危及相鄰建筑物安全的情況下使用時，他的經濟效益是特別明顯的。

1.2懸臂式擋土墻

除了重力式擋土墻，另外一種懸臂式擋土墻又稱為扶臂式擋土墻，它的主要特點是主要靠底板上的填土重量來維持穩定的擋土墻。懸臂式擋土墻由底板和固定在底板上的直墻構成，構件有立壁、趾板及踵板三個鋼筋混凝土。這類擋土墻墻體結構較為簡單，施工起來也很方便，能適應較松軟的地基，當墻很高時，立壁下部的彎矩很大大，材料用量增多，經濟會有很大影響，此時應該采用扶壁式擋土墻。

2.擋土墻存在不確定性

在水利工程中，擋土墻是隱蔽工程的一種，對其質量的檢測在施工完成后無法進行，由于其與人們的生活存在很大的聯系，因此出現質量問題時后果會非常的嚴重。進行擋土墻具體設計的過程中，要保證不同類型的擋土墻的施工質量能夠得到有效的保證，對其施工的可行性要進行分析。例如在某工程中，砌石擋土墻的施工，水泥砂漿出現了嚴重的缺失，很多的石塊就會堆積在一起，再加上泄水孔和反濾層沒有做好，工程的質量就會出現問題，而一般情況下，鋼筋混凝土和毛石混凝土施工的相關質量則比較容易得到保證。因此進行擋土墻設計的過程中，對其施工的不確定性要進行分析，這樣擋土墻的安全儲備才能得到保證。

在水利工程中，擋土墻都是永久性的工程，相關的外來載荷和土壓力都要進行承受，在長期使用的過程中，水災、地震等都會頻繁的給其承受的荷載造成損害，其穩定性也會大大的降低，因此進行設計的過程中，對其時效性也要進行具體的分析。

3.擋土墻與水利水電工程的應用結合

3..1擋土墻在水工的凍脹設計

在我國的東北地區，天氣寒冷，凍脹是很常見的問題，那么它是什么原因造成的呢？是的，溫度過低時，土中水分子凍結、凝結成冰體積增長就會引起土體膨脹、地面不均勻而隆起的現象。凍脹力如果作用在建筑物、構筑物和道路上，會造成很大的破壞，嚴重者還會造成經濟損失。因此水工擋土墻在凍脹環境下的設計顯得尤為重要。

根據《水工建筑物抗冰凍設計規范》，我們可以知道，在需要考慮水工擋土墻凍脹設計的地區需按規范要求對擋土墻的尺寸、重量進行嚴格設計，根據擋土墻的高度選擇計算荷載，下一步確定工程設計凍深，計算點地表凍脹量、最大單位水平凍脹力標準值及墻體結構的穩定性，研究技術人員應該嚴格按照計算結果進行擋土墻在凍脹條件下的設計。

3.2承重式擋土墻在水工中的施工技術

承重式擋土墻在水利水電工程中的施工技術有什么需要特別注意的呢？重力式擋土墻施工時的埋置深度、施工材料及施工時所在不同場地的不同應對方法的選擇對擋土墻整體的穩定性及安全性均具有較大的影響，設計時需要格外注意。

重力式擋土墻的埋置深度是其建造中極其重要的一個環節，與擋土墻的穩定性、安全性有緊密聯系，因此施工過程中應首先嚴格根據實際情況設計基礎埋置的深度。例如基底層為土層時，埋置深度應大于等于1m，并且在基底適當位置做砂石墊層；相同的，當基底的土壤較軟時，說明著基底有很多水分，需要進行適當的樁基加固處理，否則就會對后續工作埋下較大隱患；當基底是巖石的時候，應該將其巖層進行全部清除，基坑開挖之前，為了讓防止地表水對重力式擋土墻的侵蝕，還要在地面進行一定的排水工作，為了施工方便，一般大于基礎外援邊線一米或半米基坑開挖是最基本的原則；基坑挖至設計標高后，進行長時間的暴露是特別忌諱的，如果讓基坑經受長時間的暴曬和腐蝕，就會降低基底的承載能力，所以基坑開挖后要盡快進行擋土墻的施工。基坑完成之后要進行施工材料的準備，擋土墻的砌塊要選用硬度較大的塊體，同時砂漿配合比與其流動性也必須滿足相應嚴格的設計要求，并建立與其相應的檢查機制，在設計的同時可以隨時檢查砂漿的配合比與流動性是否符合設計要求，在此前提下砂漿一定要攪拌充分并均勻，嚴格保證石塊之間的灰縫填充密實無間。除此之外還需要注意砂漿的運輸，在整個運輸過程中，應該嚴格檢查砂漿的質量和稠度，特別在冬季寒冷氣候進行施工時，注意砂漿對砌筑強度的影響性，對塊石進行砌筑之前，一定要保證基底已經干凈整潔。

3.3擋土墻在水工中的排水措施

不管是建筑施工工程，還是水利水電工程中，排水措施都非常重要，嚴重者甚至影響整個工程的進度和質量，依據所施工的目標，排水甚至貫穿于整個施工過程中，是施工中需要格外注意的項目，在設計時需要依據嚴重程度再行詳細設計，水利水電工程的排水較建筑工程更重要一些，尤其是水利水電工程中的擋土墻施工中的排水措施。

水利水電工程中擋土墻排水系統的設置主要包括地面排水以及墻身排水兩個方面。地面排水設置主要有地面排水溝、截引地表水和地面水下滲等方法，在有需要的情況下，除上述方法外還需要設置鋪砌層；墻身排水系統的設置的作用主要是排出墻后積水，此項工作設計的重點在泄水孔的孔眼大小、安裝位置及安裝坡度上。

4.結語

在我國公共建筑、各大民間建筑、國家水利水電工程的發展過程中，擋土墻的地位已經越來越重要，尤其在各大水利發電站的應用上更是整個工程的主體工程。例如三峽水利工程的擋土墻高181m，長2509m，總重4000多萬噸，號稱“世界第一重壩”，年供電量達971億度電，對我國的經濟發展、國際地位具有重大意義。然而在擋土墻具有重大效益，運用于各大重要的建筑中時，擋土墻應用的各大問題也表現的格外突出，裂縫處理、排水措施等各問題處理的研究也成為了各大建筑、水利工作研究者的研究主題，所以，在建筑領域的各式墻體及其安全防護問題是整個領域的主導，建筑事業工作者有責任也有義務為了安全防護問題奉獻自己的力量。

參考文獻

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