水利工程挡土墙设计的缺陷及解决措施

曹宗杨　韩玲

【摘要】施工设计的质量与工程建设质量具有非常密切的关系，特别是对水利工程来说，其建设关系到人们的生活、生产，虽然在近几年，我国的水利工程建设获得了快速的发展，但在挡土墙设计方面仍然存在许多质量问题，而造成这种问题的主要原因是由于设计缺乏合理性、操作存在差异等，导致工程频繁出现质量问题，甚至会对人们的生命财产安全造成威胁，因此，必须要对水利工程当中的挡土墙设计加以重视，使其中的缺陷问题得到有效的解决，以此来提升水利工程的整体质量。

【关键词】水利工程；挡土墙设计；缺陷；解决措施

挡土墙是水利工程的重要组成部分，在对其进行设计的过程中，如果不能结合工程实际，对挡土墙的形式进行合理的选择，容易使设计与实际出现偏离，进而出现缺陷问题，对水利工程的整体质量造成严重的影响，因此，有必要对其中的挡土设计加强研究，对解决缺陷的措施进行有效的编制，以此来推动水利建设事业的发展。

一、水利工程当中的挡土墙形式

（一）衡重式挡土墙

一般会使用浆砌石或者是混凝土材料对衡重式挡土墙进行建造，其稳定性主要通过衡重台部分的填土重量或者是自身的墙身重量来保证，由于衡重台的下部墙背为仰斜状，会使土压力值被大大减少，与重力挡土墙相比，衡重式挡土墙在断面部分相对较小，主要是因为其在高度方面相对较高。

（二）重力式挡土墙

与衡重式挡土墙相同，重力式挡土墙也是使用浆砌石及混凝土进行构建的，主要使用本身的自重对外力进行平衡，以此来保证稳定性，按照墙背倾角，可以将其分为三种类型，分别是俯斜、仰斜以及竖直等形式，这种挡土墙形式具有较为简单的结构，取材和施工都比较方便，所以在水利工程当中的应用也较为广泛，但在高度设置较高的情况下，断面也相对较大，需要使用大量的材料，在地基承载力以及成本投入方面具有较高的要求，因此，这种挡土墙的高度设置在6m以下时具有良好的经济性。

（三）扶壁式挡土墙以及悬臂式挡土墙

这两种挡土墙都是以钢筋混凝土为基础构成的轻型结构，在钢筋混凝土结构的挡土墙当中属于较为常用的形式，其稳定性主要由底板上部的填土重量来保证，扶壁式挡土墙具有结构简单、便于施工的特点，其本身质量较轻而且墙身断面相对较小，能够将材料自身的强度性能充分的发挥出来，悬挂式挡土墙是由底板部分和立墙部分构成的，在地基承载力较低的情况下较为适用。

二、工程实例

某市周边水系发达，地处水系交汇部分，为了对洪水侵袭进行有效的抵御和整治，通过水文地质条件勘察，进行水利工程建设，在进行抗洪减灾的同时，对发电及航运等需求加以满足，工程面积为105k㎡，将河道按照南北方向进行隔断，南河岸为该市老城区，北河岸为市政中心，结合工程设计在南岸设置发电厂房，并在河床上对28孔溢流闸坝进行设置，北河岸河床使用土堤进行封堵，而北河左岸进行船闸设置，闸坝上部可以用于交通，使两岸车辆能够正常行驶，岸坡与南北河岸之间的高度差为15.5-20.5m之间，工程连接岸坡、闸坝、厂房以及船闸。

通过地质勘查发现工程南河右岸部分容易出现干裂和失水问题，地层以人工填土为主，其厚度为2-3m，且存在冲击层粘土，厚度为16.5-18m，所以将挡土墙高度设置为21m，由于高度设置相对较大，考虑应用空腹衡重式挡土墙或扶壁式挡土墙，经过具体比选对结构形式进行优选。

三、对结构形式进行优选

（一）浆砌石重力式挡土墙

在对浆砌石重力式挡土墙进行应用时，还存在一定的限制问题，即依靠自重对土压力作用下的整体稳定性加以保证时，挡土墙体体积和重量会随着其高度的增加而增加，如果水利工程施工地点的冲击层以粘土为主，在遇到下雨天气时，若不能将挡土墙部分的排水问题处理好，会使粘土含水量大大提升，严重削弱土层粘聚力。

（二）扶壁式挡土墙

应用扶壁式挡土墙可以对较大的压力加以承受，在挡土墙高度大于10m的情况下，其抗倾覆能力以及抗滑能力都会得到有效的提升，在一些建设规模较大的工程当中较为适用，主要通过底板部分的填土重量对土体造成的水平压力、作用于面板的拉力以及底板与面板交接部分的拉力进行平衡，通常会将面板顶部设置为1m厚，向下逐渐加厚，到达底部位置时，其厚度能够达到2m，而宽度则为18m，为了使面板刚度得到有效的提升，需要以4m为一个间隔进行腹肋板的设置，其厚度应该设置为0.8m，可以对更大的应力加以承受，但从经济效益的角度来看，这种挡土墙形式并不属于最佳选择。

（三）空腹衡重式挡土墙

这种挡土墙整体都是应用混凝土进行澆筑的，墙体以空腹状态为主，空腹部分的填充可以使用土渣或者是充水的方式来完成，这样可以使挡土墙的自重得到提升，使土体压力被降低。使用背板作为卸荷平台，结合墙体高度，按照0.25倍进行宽度设计，具体宽度约为5m，以墙高的0.6倍对平台与基面的间距进行设计，结合混凝土墙的设计厚度，可以将背板平台上部以及迎面主板下部等部分的厚度设置在1.5m，按照1m的间隔将0.8m厚的腹板设置在空腹内，使挡土墙刚度得到提升，需要在挡土墙的迎水面设置进水孔，直径设置为80mm，对渗透压力进行平衡，使墙体总重量得到提升，在工程河岸附近存在建筑工程，对其进行拆迁需要投入较高的成本，而建筑附近居民密集度较高，所以在对边坡进行开挖处理时，应该将平均坡度设置在1：1.5，将墙高设定为20m，应该适当缩小地基宽度，以此来保证工程的安全系数。

结语

综上所述，在对水利工程中的挡土墙进行设计的过程中，必须要结合工程实际对挡土墙的形式进行具体的选择，以此来保证设计的科学性及合理性，避免设计缺陷问题对工程的整体质量造成影响，使工程自身的效用能够充分的发挥出来。

参考文献

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