水工挡土墙设计中的关键问题分析

蒋洪周

摘 要： 在水利水电工程建设中，水工挡土墙得到了较为广泛的应用。水工挡土墙具有较多的功能，比如：挡土、挡水、导以及和侧向防渗等。挡土墙的构造和结构设计较为简单，在大型建设项目中，常常会忽视设计优化，挡土墙设计较为简单，但要设计出在满足建设要求同时，又具有经济性的水工挡土墙就较为复杂。因此，文章对水工挡土墙设计进行研究就很有必要。

关键词： 水工;挡土墙;设计;要点

【中图分类号】TU476     【文献标识码】A     【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.30.037

引言：现今，在经济发展的推动下，社会建设水平明显提升，在我国很多地区为了更好地完善工程建设，已经在积极地开展水工挡土墙设计，以便推动社会的良好发展。在水工挡土墙设计中，必须要将工程的实际情况结合起来，合理地选择挡土墙类型。因此，文章对水工挡土墙设计进行研究，以便够准确把握设41计要点，更好地完成设计工作。

1 挡土墙种类的选用

1.1 悬臂式和扶壁式挡土墙

挡土墙种类的种类较多，其中，悬臂式与扶臂式挡土墙都属于轻型结构，以钢筋混凝土为主要材料，它也是钢筋混凝土挡土墙中最为常见的两种形式，在其底板上的填土重量能够保证墙体本身的稳定性。其一，悬臂式挡土墙的主要构成为立板和底板，能适应承载力较低的地基。立板和底板各司其职，承受墙后的土压力与地下水压力主要依靠立板，内底板与外底板以立板底部为固定端的悬臂板。能够维持5m以上的墙高的稳定性，适用于缺乏石料及地震地区;其二，扶壁式挡土墙。其构造较为简单，且施工方便，而其墙身的断面较小，自身质量轻，能够很好地发挥材料的强度性能。

1.2 重力式挡土墙

在进行水工挡土墙设计时，要想不断地提升工程的保护程度，既可以选用重力式挡土墙。在水工挡土墙设计中，重力式挡土墙是最为简单的模式，且在其自身的形式上，表现较为简单;其次，相较于其它形式来讲，应用重力式挡土墙时，由于其取材较为简单，所以在施工上的便捷性较高。在实际应用重力式挡土墙的过程中，主要是以墙体的自身重力，更好的维持挡土墙作用，从而在平衡效果、稳定效果方面进一步的提升。一般而言，重力式挡土墙的应用过程中，可以按照倾斜方式应用、仰斜方式应用。但需要注意的是，在重力式挡土墙的实际应用中，不同类型所承受的土体压力不同，因此，需要做好调查分析工作，采取有效的重力式挡土墙进行操作。

2 水工挡土墙设计要点

2.1 水工挡土墙地基处理方式

由于地基条件不同，所以选用的水工挡土墙地基处理方式不同。第一，对于岩石地基来说，岩石地基的地层颗粒处于一种比较松散的状态，因此在对岩石地基进行处理的时候，要根据水工挡土墙的受力条件和重要性对其进行处理。就当前针对岩石地基来说，常会采用固结灌浆的方式对地基进行处理，而面对弱风化的地基，只需对地基中的裂缝进行相应的处理即可;第二，土质地基。由于土质地基具有砂性土疏松的问题或者是粘性土软弱的问题，要采用合适的方法对其进行处理，以满足水工挡土墙对地基承载力和稳定性的参数的要求。所以对于土质地基来讲，通常会采用强力夯实的方法，并运用强度较高的材料，如：砂、碎石、素土和灰土等对其进行处理，如此一来，不仅能够改善土质地基的工程性质，还能有效保证地基的渗透性、密实度、承载力和稳定性的功能要求;第三，对其它地基进行处理时，需要结合实际情况选择不同的处理方式。

2.2 挡土墙的稳定性验算

在水工挡土墙设计中，挡土墙的稳定性计算也是需要把握的一个设计重点，其中，还包含两个方面的验算：抗倾覆验算以及抗滑移验算。在确定挡土墙的截面尺寸时，一般会采用试算法，也就是说，首先根据挡土墙的工程地质、填土性质以及墙身材料和施工条件等，结合自身的实际經验初步拟定截面尺寸，再进行验算。当验算结果显示，不满足要求，则修改截面尺寸或采取其他措施。特别需要注意的是在软弱地基上倾覆时，墙趾可能陷入其中，力矩中心点内移，导致抗倾覆安全系数降低，有时甚至会沿圆弧滑动而发生整体破坏。所以在验算时，需要注意土的压缩性。墙体所受重力，主动土压力以及墙底反力和墙面埋人士中部分所受被动土压力都是作用在挡土墙上的荷载，一般来说，后者可忽略不计，其结果偏于安全。墙体按实际土的重度计算，计算土压力时，荷载采用标准值。

2.3 墙身构造

水工挡土墙类型具有多样性，在实际操作的过程中，需要对墙身构造更好的优化处理。但就我国现阶段工程建设的实际情况来看，施工范围以及难度上都处于持续提升的状态，因此，在对墙身构造工作进行分析和处理时，需要充分发挥水工挡土墙本身的优势，并尽量按照合理模式来完成。依据现实情况确定采用何种挡土墙结构，接着进行该种挡土墙墙身的设计。这种设计需要按照相关的规范设计出不同结构挡土墙的墙身;此外，水工挡土墙的墙面设计多为直线形，且坡度与墙背面相协调，可能会平行或者稍缓于墙背。关于墙顶的宽度通常不小于0.5m。但要注意的是，在墙身构造工作的分析中，必须对地理环境的一些特殊状况进行了解。现如今的自然环境破坏严重，某些地方破坏持续加重，某些地方在积极的保护，要结合环境本身的状况，对墙身构造进行有效的处置，从而减少问题的发生概率，帮助工程更好的建設。

2.4 排水设计

在进行排水系统的设计时，需要考虑地面排水以及强身排水两个方面的内容。第一，地面排水中有包含着挖掘地下排水渠、减少建筑雨水影响以及拖下水渗透处理等方案。当发生特殊情况时，需要在上方设立铺砌层;第二，墙身的排水是将墙体后方的积水全部排除。这一系统的设计工作主要依靠泄水孔，在墙身的合适位置设立泄水孔。在墙身的后方还需要使用透水性较强的材料。在选择泄水孔的具体位置时，需要将施工现场的实际情况结合起来，最大程度上选择合适的孔眼，并合理地降低坡度。

3 结语

鉴于水工挡土墙对水利水电工程的重要作用，对水利挡土墙的设计要素分析和研究就极为重要。在实际设计过程中，要对影响挡土墙工作的各方面因素进行演算，对挡土墙的各部分构造进行设计。同时还要抓住相关注意事项。这样才能做好挡土墙的设计工作，确保挡土墙在投产后能够安全运行，保障水利水电工程的安全性。

参考文献

[1] 郑宽新.浅析挡土墙设计要点[J].中国水运，2010，10（ 04） ： 129 - 130.

[2] 王海旭，付子刚，金旭晔.浅谈水工挡土墙设计应注意的问题[J].企业导报，2011（ 09） ： 275 - 276.

[3] 肖化文，江义兰，易思勇.浸水挡土墙设计[J].水利科技与经济，2004，10（ 05）： 276 - 279.