關于水工擋土墻設計的幾點認識

【摘要】擋土墻在水利工程中具有重要的作用，尤其是在復雜地段，擋土墻發揮了重要的作用，因而，注重擋土墻結構設計顯得尤為重要，合理設計擋土墻結構，了解擋土墻設計的要點、原理與注意事項具有重要的意義，基于此，本文對水工擋土墻的設計提出了幾點看法，希望能夠加深對水工擋土墻的認識，促進水工擋土墻設計的完善，從而保證擋土墻設計的合理性以及經濟性。

【關鍵詞】水工；擋土墻設計；認識

前言

擋土墻在水利工程中具有不可替代的位置，用途廣泛，做好擋土墻設計十分重要，是提高水利工程質量的關鍵，因此，研究擋土墻設計的重點，分析擋土墻設計的主要類型至關重要。擋土墻作為阻止土壤坍塌的支撐物，其結構的合理性影響著水利工程的質量，因而，注重擋土墻的設計，保證設計的合理性具有重要的意義，能夠保證施工質量，延長水利工程的使用年限。

一、水工擋土墻的浸水作用原理及設計要點

水工擋土墻設計的關鍵在于水工擋土墻需要具備較好的浸水效果，因此，擋土墻設計時需要考慮水的作用力的影響，研究水工擋土墻浸水作用原理至關重要。水工擋土墻浸水后，會受到多種因素的影響，通過影響因素的研究，能夠進一步了解水工擋土墻的浸水作用原理。水工擋土墻的浸水影響因素主要體現在以下幾點，第一，土質會影響擋土墻的作用，在砂性土的情況下，受水的影響不大，內摩擦角在浸水后能夠保持不變，在粘性土的情況下，一旦浸水，粘性土的粘性指標就會下降，增加主動土的壓力，為擋土墻造成影響。第二，靜水壓力的影響，水工擋土墻浸水部分的墻面與墻背都會受到靜水的壓力，在水位持平的情況下，靜水壓力相互抵消，在水位不一致的情況下，靜水水位會產生壓力，影響水工擋土墻的穩定性。第三，在墻外水位驟降、雨水下滲、墻后填料內滲時，也會產生水壓力，影響水工擋水墻的質量。

水工擋土墻的設計要點主要體現在三個方面，第一，做好排水措施。研究顯示，擋土墻倒塌的主要原因就是擋土墻的排水措施失效或者并未采取排水措施，由于地表水流入填土后會降低抗堿強度，產生壓力作用，導致水工擋土墻坍塌，因此，擋土墻設計過程中必須設置排水孔，排水孔孔徑需要大于10厘米，間距在1米到2米之間，做好排水工作，降低水壓的作用力。第二，做好擋土墻墻身強度的驗算，通過驗算擋土墻墻身強度，可以了解擋土墻的承載力，在可能超出承載力的情況下做好預防措施，以免產生不可估量的損失。擋土墻墻身強度的驗算方法如下，首先，計算截面上相應高度的主動土壓力以及墻體重力，其次，求得截面的內力，最后進行抗壓強度與抗剪強度的驗算，計算出擋土墻墻身強度，在此基礎上進行后續設計，保證擋土墻設計的合理性與有效性。第三，驗算擋土墻基底壓力，驗算擋土墻基底壓力是水工擋土墻設計的要點之一，通過基底壓力的驗算，可以了解擋土墻的自重力、壓力等，以此了解擋土墻的穩定性，以便對擋土墻基底按照相應的規范進行處理，保證擋土墻的質量。

二、水工擋土墻設計的主要類型

（一）懸臂式擋土墻

懸臂式擋土墻主要依靠墻身以及底板填土的重量維持平衡，是一種輕型支擋結構，主要由墻底板以及立板組成。懸臂式擋土墻設計中需要注意以下問題，首先，懸臂式擋土墻需要具有一定坡度，其具體的坡度值需要根據剛度與強度來確定，一般在1：0.02～1：0.05之間。其次，墻底板需要進行水平設置，基本情況如下，頂面與立板連接處需要向兩側傾斜，地面需要是水平的。最后，墻底板由兩部分組成，分別是墻趾板與墻踵板，墻踵板需要是底面水平，頂面傾斜，并需要通過抗滑穩定驗算確定強度。墻趾板的長度則由墻體的偏心距、傾覆穩定性與基底應力等條件進行確定，寬度是墻高的0.7倍左右。

（二）重力式擋土墻

重力式擋土墻是依靠自身重力抵抗土壓力的擋土墻，一般由石塊鑄成，具有施工簡單，取材容易，結構簡易的優點，應用廣泛。重力式擋土墻主要分為三種形式，分別是豎直、仰斜與俯斜三種，根據土壓力大小的不同，需要選擇不同的重力式擋土墻形式，一般情況下，最常用的是仰斜式，其次是豎直式，最后才是俯斜式。仰斜式雖然填土困難，但是適合用于斜坡，效果顯著，豎直式與俯斜式填土容易，但是效果不佳，無法應用于斜坡。重力式擋土墻在設計中需要做到以下幾點，第一，底寬需要達到墻寬的二分之一，擋土墻的頂寬需要大于50厘米，擋土墻只有符合上述要求，才能夠具有較好的質量。第二，為增大墻底的抗滑能力，需要將基底作為逆坡，滿足防沖刷要求，同時，底部埋深不能小于50厘米。

三、水工擋土墻設計的注意事項

水工擋土墻設計中需要注意三個問題，第一，擋土墻平面布置形式主要有三種，分別是弧形、折線型以及直線型，其中直線型最為普遍，應用最為廣泛，但是具體應用時必須根據地下管道的鋪設情況以及地下地質地形決定，也必須需要遵循減少挖土量、減少填土量，增加擋土墻整體剛度的原則。第二，在場地坡度較大的情況下，需要靈活分隔成幾段，通過前后視覺關系，提高空間效果，減少擋土墻的高度，在同樣效果下節約人力、物力資源。第三，充分考慮地下管道鋪設與擋土墻基礎之間的關系，避免地下管道橫穿擋土墻，注重擋土墻的施工順序，先進行管道鋪設，再進行擋土墻施工。不僅如此，在擋土墻設計過程中還需要注意以下幾個原則，首先，當基底比擋土墻基底高時，此時應滿足S≥S·tgθ，s基礎間凈距，為擴散角。其次，在基底比擋土墻基底低時，需要將二者基礎不接觸為原則。總之，在水工擋土墻設計中需要注意多個問題，以達到提高擋土墻質量的目的，發揮擋土墻的重要作用。

總結

綜上所述，擋土墻設計發揮了重要的作用，研究擋土墻的選型，分析擋土墻設計的原理以及注意事項，能夠提高擋土墻設計的有效性與合理性，由此可見，研究水工擋土墻設計工作具有重要價值。

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