談水利工程中擋土墻的設計應用

姜浩

摘 要：在水利工程中，擋土墻的應用非常廣泛，怎樣選擇擋土墻形式在設計工作人員前期進行設計時應做出慎重思考，文章對擋土墻選擇形式和構造措施上都做出了分析，僅給擋土墻設計人員提供些許參考。

關鍵詞：水利工程；擋土墻；設計應用

中圖分類號：TV22 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20171132060

在水利工程中，擋土墻的主要應用形式有重力式、懸臂式和扶臂式幾種。在工程實踐過程中，怎樣科學并且合理地選擇合適的擋土墻結構形式，是工程設計工作人員非常重要的工作內容，這關乎著工程的實際施工工作。

1 擋土墻的應用作用

擋土墻顧名思義是一種建筑物，具有防止并能夠阻止土體坍塌的作用。擋土墻有多種形式，重力式、懸臂式、扶臂式和空箱式等等。擋土墻具有很多優點，結構簡單、占地面積小、施工方便且造價低等等，施工場地地面不平的情況適合用到擋土墻，在水利工程中得到較多的應用。擋土墻算是一種隱蔽性工程，一旦施工結束后，擋土墻的施工質量很難得到檢驗，而擋土墻的存在時刻影響著人們的生活，若出現質量問題，后果會很嚴重。所以設計人員在設計過程中，應考慮到各種形式擋土墻施工的可行性和質量的可靠性。

2 常用的擋土墻形式

2.1 重力式擋土墻形式

重力式擋土墻，其主要是靠擋土墻的重量來確保穩定性。重力式擋土墻主要是用塊石和毛石砌筑而成，靠其本身的重力作用來抵抗土的壓力。這種形式在工程中得到廣泛應用的原因是結構簡單、施工方便而且取材非常容易。重力式擋土墻按照墻背傾角不同，可以分成仰斜、豎直以及俯斜3種形式，依據主動土壓力的大小，重力式擋土墻應按照先仰斜再豎直，俯斜盡量少采用的方法。仰斜式擋土墻之后的填土比較難，多采用于護坡比較合理，墻背豎直或者俯斜的形式下填土比較省勁。而重力式擋土墻也有其缺點，在墻高超過5m情況下，想要確保擋土墻的穩定性，就一定會形成非常大的體量，會使用比較多的材料，不夠經濟。

2.2 懸臂式與扶臂式擋土墻形式

懸臂式和扶臂式擋土墻，大多數應用在鋼筋混凝土擋土墻中，墻體的穩定性主要是靠擋土墻底板的填土重量來確保，這種形式歸屬于輕型結構。當墻高超過5m時，墻體的穩定性主要要靠墻踵懸臂之上的土重量來保持。墻體中多用鋼筋來承受拉應力，所以墻身的截面會比較小，這種情況下選擇鋼筋混凝土懸臂式擋土墻是很合理的。懸臂式擋土墻的組成有立板和底板，立板主要用來承受墻后土壓力和地下水的壓力，內底板和外底板均以立板底部作為固定的懸臂板。當墻高超過10m時，豎臂要承受的彎矩與產生的撓度都會比較大，這時考慮到經濟合理就應該選擇扶壁式擋土墻。扶壁之間填土能夠增大抗滑與抗傾覆的能力，大部分情況下大型土建工程會采用這種形式。在設計人員采用扶臂式擋土墻時，應把墻身和墻踵當做3邊固定板來做出計算是比較正確的。

2.3 錨桿擋土墻形式

錨桿擋土墻是由鋼筋混凝土墻板和固定在穩定土層的地錨組成的。錨桿能夠經過鉆孔灌漿和開挖預埋以及擰入等等方式方法來進行設置。它的作用是把墻體所受的土壓力傳遞到土內部，用這種方法來保持擋土墻的穩定性。錨固段應該設置在主動狀態滑動面之外，長度應為3～7m，錨桿擋土墻用作邊坡和深基坑坑壁的支護結構是最為合適的。如果深基坑附近建有高層建筑，為避免影響就不適用地錨，而應用地下連續墻或者水泥土攪拌樁來進行擋土施工。

3 擋土墻的構造措施

擋土墻的細部構造是非常重要的，它影響著工程質量與安全。在前期工程設計工作中，大部分擋土墻計算與施工都符合規范要求，但當工程施工結束后，卻經常會出現墻體裂縫和傾覆的現象，尤其是在春夏交替或者汛期，造成這種現象的主要原因還是擋土墻細部構造措施不足。

3.1 墻體分縫和止水措施

為防止地基沉陷與溫度應力引起的墻體裂縫，擋土墻在長度方向上應該設置出沉降縫或是伸縮縫，這2種通常情況下會設置在一起。一般普通的水利工程可以只在墻前分縫內設置1道止水，但在重要水利工程的擋土墻施工中，墻內分縫中應該設置2道止水，封閉體系由擋土墻分縫垂直止水與墻前迎水面的底面縫之間的水平止水而構成。

3.2 墻體的排水措施

處在非防滲范圍之內的擋土墻，為了使擋土墻后地下水位降低，縮小墻后的靜水壓力，通常情況下是設置一定數量的排水孔在墻身上，便于排出墻后積水和地下水。擋土墻的排水工作需要減小靜水壓力，針對填黏性土的擋土墻也可增大填土強度指標，來減小作用在墻上的土壓力，尤其在嚴寒地區，使墻后填土含水量降低與地下水補給有所削弱，在降低擋土墻的水平凍脹力方面也有明顯作用。

3.3 墻體抗凍和抗脹措施

在嚴寒地區，擋土墻被破壞主要是因為凍土層的凍脹破壞，這種情況大多發生在春夏交替期間。擋土墻的斷面尺寸大多數是依照非凍脹土的理論進行設計的，但在墻后水平凍脹力遠遠超過非凍脹土壓力的情況下，擋土墻會失去穩定性。從實際工程事例分析，降低墻后填土含水量與墻后地下水水位可以有效避免擋土墻凍害。endprint