水工擋土墻設計研究

【摘要】在水利水電工程建設中，水工擋土墻得到了較為廣泛的應用。水工擋土墻具有較多的功能，比如：擋土、擋水、導以及和側向防滲等。擋土墻的構造和結構設計較為簡單，在大型建設項目中，常常會忽視設計優化，擋土墻設計較為簡單，但要設計出在滿足建設要求同時，又具有經濟性的水工擋土墻就較為復雜。因此，文章對水工擋土墻設計進行研究就很有必要。

【關鍵詞】水工；擋土墻；設計

引言

現今，在經濟發展的推動下，社會建設水平明顯提升，在我國很多地區為了更好地完善工程建設，已經在積極地開展水工擋土墻設計，以便推動社會的良好發展。在水工擋土墻設計中，必須要將工程的實際情況結合起來，合理地選擇擋土墻類型。因此，文章對水工擋土墻設計進行研究，以便夠準確把握設計要點，更好地完成設計工作。

1、擋土墻種類的選用

1.1懸臂式和扶壁式擋土墻

擋土墻種類的種類較多，其中，懸臂式與扶臂式擋土墻都屬于輕型結構，以鋼筋混凝土為主要材料，它也是鋼筋混凝土擋土墻中最為常見的兩種形式，在其底板上的填土重量能夠保證墻體本身的穩定性。其一，懸臂式擋土墻的主要構成為立板和底板，能適應承載力較低的地基。立板和底板各司其職，承受墻后的土壓力與地下水壓力主要依靠立板，內底板與外底板以立板底部為固定端的懸臂板。能夠維持5m以上的墻高的穩定性，適用于缺乏石料及地震地區；其二，扶壁式擋土墻。其構造較為簡單，且施工方便，而其墻身的斷面較小，自身質量輕，能夠很好地發揮材料的強度性能。

1.2重力式擋土墻

在進行水工擋土墻設計時，要想不斷地提升工程的保護程度，既可以選用重力式擋土墻。在水工擋土墻設計中，重力式擋土墻是最為簡單的模式，且在其自身的形式上，表現較為簡單；其次，相較于其它形式來講，應用重力式擋土墻時，由于其取材較為簡單，所以在施工上的便捷性較高。在實際應用重力式擋土墻的過程中，主要是以墻體的自身重力，更好的維持擋土墻作用，從而在平衡效果、穩定效果方面進一步的提升。一般而言，重力式擋土墻的應用過程中，可以按照傾斜方式應用、仰斜方式應用。但需要注意的是，在重力式擋土墻的實際應用中，不同類型所承受的土體壓力不同，因此，需要做好調查分析工作，采取有效的重力式擋土墻進行操作。

2、水工擋土墻設計要點

2.1水工擋土墻地基處理方式

由于地基條件不同，所以選用的水工擋土墻地基處理方式不同。第一，對于巖石地基來說，巖石地基的地層顆粒處于一種比較松散的狀態，因此在對巖石地基進行處理的時候，要根據水工擋土墻的受力條件和重要性對其進行處理。就當前針對巖石地基來說，常會采用固結灌漿的方式對地基進行處理，而面對弱風化的地基，只需對地基中的裂縫進行相應的處理即可；第二，土質地基。由于土質地基具有砂性土疏松的問題或者是粘性土軟弱的問題，要采用合適的方法對其進行處理，以滿足水工擋土墻對地基承載力和穩定性的參數的要求。所以對于土質地基來講，通常會采用強力夯實的方法，并運用強度較高的材料，如：砂、碎石、素土和灰土等對其進行處理，如此一來，不僅能夠改善土質地基的工程性質，還能有效保證地基的滲透性、密實度、承載力和穩定性的功能要求；第三，對其它地基進行處理時，需要結合實際情況選擇不同的處理方式。

2.2擋土墻的穩定性驗算

在水工擋土墻設計中，擋土墻的穩定性計算也是需要把握的一個設計重點，其中，還包含兩個方面的驗算：抗傾覆驗算以及抗滑移驗算。在確定擋土墻的截面尺寸時，一般會采用試算法，也就是說，首先根據擋土墻的工程地質、填土性質以及墻身材料和施工條件等，結合自身的實際經驗初步擬定截面尺寸，再進行驗算。當驗算結果顯示，不滿足要求，則修改截面尺寸或采取其他措施。特別需要注意的是在軟弱地基上傾覆時，墻趾可能陷入其中，力矩中心點內移，導致抗傾覆安全系數降低，有時甚至會沿圓弧滑動而發生整體破壞。所以在驗算時，需要注意土的壓縮性。墻體所受重力，主動土壓力以及墻底反力和墻面埋人士中部分所受被動土壓力都是作用在擋土墻上的荷載，一般來說，后者可忽略不計，其結果偏于安全。墻體按實際土的重度計算，計算土壓力時，荷載采用標準值。

2.3墻身構造

水工擋土墻類型具有多樣性，在實際操作的過程中，需要對墻身構造更好的優化處理。但就我國現階段工程建設的實際情況來看，施工范圍以及難度上都處于持續提升的狀態，因此，在對墻身構造工作進行分析和處理時，需要充分發揮水工擋土墻本身的優勢，并盡量按照合理模式來完成。依據現實情況確定采用何種擋土墻結構，接著進行該種擋土墻墻身的設計。這種設計需要按照相關的規范設計出不同結構擋土墻的墻身；此外，水工擋土墻的墻面設計多為直線形，且坡度與墻背面相協調，可能會平行或者稍緩于墻背。關于墻頂的寬度通常不小于0.5m。但要注意的是，在墻身構造工作的分析中，必須對地理環境的一些特殊狀況進行了解。現如今的自然環境破壞嚴重，某些地方破壞持續加重，某些地方在積極的保護，要結合環境本身的狀況，對墻身構造進行有效的處置，從而減少問題的發生概率，幫助工程更好的建設。

2.4排水設計

在進行排水系統的設計時，需要考慮地面排水以及強身排水兩個方面的內容。第一，地面排水中有包含著挖掘地下排水渠、減少建筑雨水影響以及拖下水滲透處理等方案。當發生特殊情況時，需要在上方設立鋪砌層；第二，墻身的排水是將墻體后方的積水全部排除。這一系統的設計工作主要依靠泄水孔，在墻身的合適位置設立泄水孔。在墻身的后方還需要使用透水性較強的材料。在選擇泄水孔的具體位置時，需要將施工現場的實際情況結合起來，最大程度上選擇合適的孔眼，并合理地降低坡度。

結語

在水工擋土墻設計中，必須要把握設計要點，而荷載以及地基處理都是其中的設計要點。因此，在實際的工程設計中，設計人員必須結合工程的實際情況，選擇質量較好的水工擋土墻材料以及最適宜的類型，設計質量達標，且水平較高的水工擋土墻。

參考文獻：

[1]張彥艷.淺談怎樣設計水工擋土墻及相關問題的處理[J].黑龍江科技信息，2017（11）：244.

[2]胡偉.關于水工結構擋土墻的設計要點的分析[J].城市建設理論研究（電子版），2017（36）：123.

[3]周祖明，沈旭華.關于水工擋土墻的設計要點分析[J].建筑工程技術與設計，2017，（10）：1410-1410.