淺談水利工程中擋土墻的設計應用

(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、結構簡單、施工經濟的優點，同時對地理位置要求較低，對于工程具有重要作用。因此，選擇科學的擋土墻結構在水利工程建設中具有非常重要的實際作用，研究擋土墻結構在水利工程中的應用對于進一步優化工程施工具有重要意義。

1 擋土墻概述

1.1 擋土墻

擋土墻在建筑領域中具有非常重要的作用，擋土墻的設計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、墻址等構成。擋土墻由于造價較低，占地少，操作簡單，在水利工程建設中發揮著重要的實際作用。

1.2 擋土墻的實用價值

擋土墻在水利工程中是不可替代的一種結構，在工程施工中通過充分考慮擋土墻的設計，從而在降低工程成本的同時提高安全性能。由于擋土墻在整個工程領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于進一步挖掘擋土墻的價值，推動其快速發展具有積極作用。

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

重力式擋土墻的穩定性是由擋土墻自身的重量來確保的。在現代水利工程以及各種工程建設中應用比較廣泛，其結構比較簡單，在施工中容易取材。重力式擋墻在結構上根據其背墻仰角的不同，可以分為仰斜、豎直以及俯斜 3種形式，重力式擋墻根據主動力壓力大小不同，應按照先仰斜在豎直，盡量減少俯斜的方法。

因為 3種形式的擋墻填土方式不同，仰斜式擋墻在回填土的時候相對困難，多用與護坡防護，墻被豎直和俯斜式的土質回填相對比較容易。重力式擋墻的缺點是，當墻高大于5m的時候，如要保證擋土墻的穩定性能，就必須有大的體積來保證，比較浪費材料，經濟性差。

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定性能，在擋墻結構上屬于輕型結構。一般情況下，當擋墻高于5m時，其墻體的穩定性是依靠墻踵懸臂之上的土量來保持。擋墻的墻體均會采用鋼筋承受拉應力，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，懸臂板是由內地板和外地板相互固定作為立板底部。當擋墻高度大于10m的時候，豎壁所承受的彎矩和產生的撓度會相應增大，從經濟方面考慮，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合所組成的。錨桿的設置是通過鉆孔灌漿或開挖預埋的方式將錨桿植入土層中，其作用時將墻體的受力由外向內傳遞，采用次方法保持擋土墻的穩定性。錨桿墻的錨固段一般設置在主動狀態滑動面之外，長度在3-7m，錨桿擋土墻在邊坡防護和深基坑坑壁的支護中應用較多。

2 擋土墻的構造措施

在水利工程中，擋土墻的構造措施主要體現在以下幾個方面：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，由于設計問題以及施工方面的問題，有時擋土墻會出現墻體分縫和滲水的問題。為有效避免地基淪陷導致的墻體裂縫，可以在擋土墻上設置沉降縫和伸縮縫進行止水。

2.2 墻體的排水措施

在水利工程中，擋土墻的防滲設計也是增強擋土墻使用壽命的重要方式。通常情況下通過設置一定數量的排水孔能夠方便墻后積水和地下水的排出。對于粘性材料形成的擋土墻結構，可以通過增加強度指標的方式，降低墻上的土壓力。這種方式對于寒冷環境下的擋土墻具有更加明顯的效應。

2.3 墻體抗凍和抗脹措施

對于天氣寒冷區域，擋土墻會由于溫度較低導致凍脹，這種情況在春夏交替中容易發生。在施工前進行參數計算時，是在非凍脹理論條件下進行計算，但實際中這種計算方式存在一定偏差，最終影響擋土墻穩定性。通過分析發現，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生凍害。

3 擋土墻建造技術要求

擋土墻建造技術要求主要包括以下幾個方面：基礎埋置深度、材料控制、建造細節以及施工企業應該加強施工管理。

3.1 基礎埋置深度

埋置深度是表征擋土墻安全穩定的重要參數，更是水利工程施工中的重要環節。就使用材料而言，如果采用的是土層時，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，還應該對底層進行全面的清理，保證排水性能良好。對于護墻體的材料應該使用高硬度塊體，在埋置過程中需要嚴格按照相應的規范進行操作。并注意天氣因素對墻體強度的影響，有效避免對墻體造成曝曬和腐蝕。

3.2 材料控制

在工程施工中，材料在整個過程中具有非常重要的基礎作用。在擋土墻的施工設計中，材料的選擇應該根據工程特點進行合理選擇，對于水利工程中的擋土墻結構通常采用漿砌石或者毛石混凝土結構，但在施工過程中，應該保證巖漿可以很好的包裹中毛石，對于毛石的選擇應該重視質量，提高抗腐蝕性能，延長擋土墻的使用壽命。對于漿砌石結構應該避免使用存在污垢、被污染的材料，在施工過程中應該將厚度控制在中等厚度水平。不管采用何種結構，為保證擋土墻的強度特性，在施工前應該對材料進行嚴格檢查，及時去除其中的雜質。

3.3 建造細節

整個擋土墻的建設應該按照施工方案，按部就班進行施工，同時在施工過程中還應該對其中存在的參數進行科學、合理的計算。對于數據量較大、或者數據較為重要的部分，應該通過多次測量計算等方式降低存在的誤差。對不不同規格的水利工程以及氣候條件，還應該做出合理的處理，比如通過增加外側保護層、防水層等方式通過科學舉措保證擋土墻的建設質量。

3.4 施工企業應該加強施工管理

在擋土墻的施工過程中，還應該對施工人員進行嚴格的控制和管理。施工單位在施工前應該提高對施工人員的篩選，保證施工隊伍的整體技術水平。對于施工材料的監管人員，應該提高監管，保證材料的質量。另外施工人員在整個施工過程中應該嚴格根據施工方案執行，必要時需要配合設計師，解決實際施工中存在的問題，通過控制細節，最大程度發揮擋土墻的防護作用，從而提高建設施工方的經濟效益。

4 結語

綜上所述，在水利工程建設中，通過使用擋土墻可以有效保障土地平衡，維持穩定性，從而提高施工中的安全性。擋土墻由于設計簡單、占地面積小，成本較低，因此在整個過程中能夠獲取較好的經濟效益。

[1]姜浩.談水利工程中擋土墻的設計應用[J].農業與技術,2017,37(22):75.

[2]鄒剛.水利工程中擋土墻的設計應用[J].黑龍江科技信息,2016(07):186.

[3]汪金華.水利工程中擋土墻的設計應用[J].建材與裝飾,2016(09):276-277.

[4]吳志敏.水利工程中擋土墻的設計與應用[J].產業與科技論壇,2015,14(21):66-67.