淺談水利工程中擋土墻的設(shè)計(jì)應(yīng)用

(河南省宏大水利工程有限公司， 河南 開封 475000)

跟其他工程中作用類似，水利工程中使用擋土墻可以有效避免土體坍塌，有利于維持土體平衡。擋土墻具有占地面積較小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施工經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)對(duì)地理位置要求較低，對(duì)于工程具有重要作用。因此，選擇科學(xué)的擋土墻結(jié)構(gòu)在水利工程建設(shè)中具有非常重要的實(shí)際作用，研究擋土墻結(jié)構(gòu)在水利工程中的應(yīng)用對(duì)于進(jìn)一步優(yōu)化工程施工具有重要意義。

1 擋土墻概述

1.1 擋土墻

擋土墻在建筑領(lǐng)域中具有非常重要的作用，擋土墻的設(shè)計(jì)主要是為了防止石土擠壓，支持高處山體，平衡土體的一種建筑。具體由墻頂、四周、墻面、墻址等構(gòu)成。擋土墻由于造價(jià)較低，占地少，操作簡(jiǎn)單，在水利工程建設(shè)中發(fā)揮著重要的實(shí)際作用。

1.2 擋土墻的實(shí)用價(jià)值

擋土墻在水利工程中是不可替代的一種結(jié)構(gòu)，在工程施工中通過充分考慮擋土墻的設(shè)計(jì)，從而在降低工程成本的同時(shí)提高安全性能。由于擋土墻在整個(gè)工程領(lǐng)域中都具有重要作用，因此通過水利工程研究擋土墻作用對(duì)于進(jìn)一步挖掘擋土墻的價(jià)值，推動(dòng)其快速發(fā)展具有積極作用。

1.3 擋土墻類型

擋土墻的類型主要有重力式擋土墻形式、懸臂式與扶臂式擋土墻形式以及錨桿擋土墻形式。

1.3.1 重力式擋土墻形式

重力式擋土墻的穩(wěn)定性是由擋土墻自身的重量來確保的。在現(xiàn)代水利工程以及各種工程建設(shè)中應(yīng)用比較廣泛，其結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，在施工中容易取材。重力式擋墻在結(jié)構(gòu)上根據(jù)其背墻仰角的不同，可以分為仰斜、豎直以及俯斜 3種形式，重力式擋墻根據(jù)主動(dòng)力壓力大小不同，應(yīng)按照先仰斜在豎直，盡量減少俯斜的方法。

因?yàn)?3種形式的擋墻填土方式不同，仰斜式擋墻在回填土的時(shí)候相對(duì)困難，多用與護(hù)坡防護(hù)，墻被豎直和俯斜式的土質(zhì)回填相對(duì)比較容易。重力式擋墻的缺點(diǎn)是，當(dāng)墻高大于5m的時(shí)候，如要保證擋土墻的穩(wěn)定性能，就必須有大的體積來保證，比較浪費(fèi)材料，經(jīng)濟(jì)性差。

1.3.2 懸臂式與扶臂式擋土墻形式

在鋼筋混凝土擋墻的應(yīng)用中，常用的是懸臂式和扶壁式擋土墻，其特定是由擋土墻的填土重量來保證墻體的穩(wěn)定性能，在擋墻結(jié)構(gòu)上屬于輕型結(jié)構(gòu)。一般情況下，當(dāng)擋墻高于5m時(shí)，其墻體的穩(wěn)定性是依靠墻踵懸臂之上的土量來保持。擋墻的墻體均會(huì)采用鋼筋承受拉應(yīng)力，因此墻身截面比較窄小，在這種情況下，選擇鋼筋混凝土懸臂式擋墻較為合理。懸臂式擋墻是由立板和底板兩部分組成，立板是承受擋墻后邊土壓和地下水的壓力，懸臂板是由內(nèi)地板和外地板相互固定作為立板底部。當(dāng)擋墻高度大于10m的時(shí)候，豎壁所承受的彎矩和產(chǎn)生的撓度會(huì)相應(yīng)增大，從經(jīng)濟(jì)方面考慮，選擇扶壁式擋土墻比較合適。扶壁間填土可以增大抗滑能力和抗傾覆的能力，在大型土建工程中采用此方法比較多。

1.3.3 錨桿擋土墻形式

錨桿擋土墻的施工原理是將鋼筋混凝土墻板和在土層中固定的錨桿相結(jié)合所組成的。錨桿的設(shè)置是通過鉆孔灌漿或開挖預(yù)埋的方式將錨桿植入土層中，其作用時(shí)將墻體的受力由外向內(nèi)傳遞，采用次方法保持擋土墻的穩(wěn)定性。錨桿墻的錨固段一般設(shè)置在主動(dòng)狀態(tài)滑動(dòng)面之外，長(zhǎng)度在3-7m，錨桿擋土墻在邊坡防護(hù)和深基坑坑壁的支護(hù)中應(yīng)用較多。

2 擋土墻的構(gòu)造措施

在水利工程中，擋土墻的構(gòu)造措施主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：墻體分縫和止水措施、墻體的排水措施以及墻體抗凍和抗脹措施。

2.1 墻體分縫和止水措施

在水利工程中，由于設(shè)計(jì)問題以及施工方面的問題，有時(shí)擋土墻會(huì)出現(xiàn)墻體分縫和滲水的問題。為有效避免地基淪陷導(dǎo)致的墻體裂縫，可以在擋土墻上設(shè)置沉降縫和伸縮縫進(jìn)行止水。

2.2 墻體的排水措施

在水利工程中，擋土墻的防滲設(shè)計(jì)也是增強(qiáng)擋土墻使用壽命的重要方式。通常情況下通過設(shè)置一定數(shù)量的排水孔能夠方便墻后積水和地下水的排出。對(duì)于粘性材料形成的擋土墻結(jié)構(gòu)，可以通過增加強(qiáng)度指標(biāo)的方式，降低墻上的土壓力。這種方式對(duì)于寒冷環(huán)境下的擋土墻具有更加明顯的效應(yīng)。

2.3 墻體抗凍和抗脹措施

對(duì)于天氣寒冷區(qū)域，擋土墻會(huì)由于溫度較低導(dǎo)致凍脹，這種情況在春夏交替中容易發(fā)生。在施工前進(jìn)行參數(shù)計(jì)算時(shí)，是在非凍脹理論條件下進(jìn)行計(jì)算，但實(shí)際中這種計(jì)算方式存在一定偏差，最終影響擋土墻穩(wěn)定性。通過分析發(fā)現(xiàn)，通過降低填土中的水分含量以及后地下水水位可以有效避免擋土墻發(fā)生凍害。

3 擋土墻建造技術(shù)要求

擋土墻建造技術(shù)要求主要包括以下幾個(gè)方面：基礎(chǔ)埋置深度、材料控制、建造細(xì)節(jié)以及施工企業(yè)應(yīng)該加強(qiáng)施工管理。

3.1 基礎(chǔ)埋置深度

埋置深度是表征擋土墻安全穩(wěn)定的重要參數(shù)，更是水利工程施工中的重要環(huán)節(jié)。就使用材料而言，如果采用的是土層時(shí)，需要選擇合適的位置加入砂石墊層，保證鋪墊厚度在1m以上。如果在整個(gè)過程中基底層的水分較多，這樣可以有效防止各種安全隱患。在水利工程中，還應(yīng)該對(duì)底層進(jìn)行全面的清理，保證排水性能良好。對(duì)于護(hù)墻體的材料應(yīng)該使用高硬度塊體，在埋置過程中需要嚴(yán)格按照相應(yīng)的規(guī)范進(jìn)行操作。并注意天氣因素對(duì)墻體強(qiáng)度的影響，有效避免對(duì)墻體造成曝曬和腐蝕。

3.2 材料控制

在工程施工中，材料在整個(gè)過程中具有非常重要的基礎(chǔ)作用。在擋土墻的施工設(shè)計(jì)中，材料的選擇應(yīng)該根據(jù)工程特點(diǎn)進(jìn)行合理選擇，對(duì)于水利工程中的擋土墻結(jié)構(gòu)通常采用漿砌石或者毛石混凝土結(jié)構(gòu)，但在施工過程中，應(yīng)該保證巖漿可以很好的包裹中毛石，對(duì)于毛石的選擇應(yīng)該重視質(zhì)量，提高抗腐蝕性能，延長(zhǎng)擋土墻的使用壽命。對(duì)于漿砌石結(jié)構(gòu)應(yīng)該避免使用存在污垢、被污染的材料，在施工過程中應(yīng)該將厚度控制在中等厚度水平。不管采用何種結(jié)構(gòu)，為保證擋土墻的強(qiáng)度特性，在施工前應(yīng)該對(duì)材料進(jìn)行嚴(yán)格檢查，及時(shí)去除其中的雜質(zhì)。

3.3 建造細(xì)節(jié)

整個(gè)擋土墻的建設(shè)應(yīng)該按照施工方案，按部就班進(jìn)行施工，同時(shí)在施工過程中還應(yīng)該對(duì)其中存在的參數(shù)進(jìn)行科學(xué)、合理的計(jì)算。對(duì)于數(shù)據(jù)量較大、或者數(shù)據(jù)較為重要的部分，應(yīng)該通過多次測(cè)量計(jì)算等方式降低存在的誤差。對(duì)不不同規(guī)格的水利工程以及氣候條件，還應(yīng)該做出合理的處理，比如通過增加外側(cè)保護(hù)層、防水層等方式通過科學(xué)舉措保證擋土墻的建設(shè)質(zhì)量。

3.4 施工企業(yè)應(yīng)該加強(qiáng)施工管理

在擋土墻的施工過程中，還應(yīng)該對(duì)施工人員進(jìn)行嚴(yán)格的控制和管理。施工單位在施工前應(yīng)該提高對(duì)施工人員的篩選，保證施工隊(duì)伍的整體技術(shù)水平。對(duì)于施工材料的監(jiān)管人員，應(yīng)該提高監(jiān)管，保證材料的質(zhì)量。另外施工人員在整個(gè)施工過程中應(yīng)該嚴(yán)格根據(jù)施工方案執(zhí)行，必要時(shí)需要配合設(shè)計(jì)師，解決實(shí)際施工中存在的問題，通過控制細(xì)節(jié)，最大程度發(fā)揮擋土墻的防護(hù)作用，從而提高建設(shè)施工方的經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)語

綜上所述，在水利工程建設(shè)中，通過使用擋土墻可以有效保障土地平衡，維持穩(wěn)定性，從而提高施工中的安全性。擋土墻由于設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、占地面積小，成本較低，因此在整個(gè)過程中能夠獲取較好的經(jīng)濟(jì)效益。

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