水利工程擋土墻設計的缺陷及解決措施

曹宗楊　韓玲

【摘要】施工設計的質量與工程建設質量具有非常密切的關系，特別是對水利工程來說，其建設關系到人們的生活、生產，雖然在近幾年，我國的水利工程建設獲得了快速的發展，但在擋土墻設計方面仍然存在許多質量問題，而造成這種問題的主要原因是由于設計缺乏合理性、操作存在差異等，導致工程頻繁出現質量問題，甚至會對人們的生命財產安全造成威脅，因此，必須要對水利工程當中的擋土墻設計加以重視，使其中的缺陷問題得到有效的解決，以此來提升水利工程的整體質量。

【關鍵詞】水利工程；擋土墻設計；缺陷；解決措施

擋土墻是水利工程的重要組成部分，在對其進行設計的過程中，如果不能結合工程實際，對擋土墻的形式進行合理的選擇，容易使設計與實際出現偏離，進而出現缺陷問題，對水利工程的整體質量造成嚴重的影響，因此，有必要對其中的擋土設計加強研究，對解決缺陷的措施進行有效的編制，以此來推動水利建設事業的發展。

一、水利工程當中的擋土墻形式

（一）衡重式擋土墻

一般會使用漿砌石或者是混凝土材料對衡重式擋土墻進行建造，其穩定性主要通過衡重臺部分的填土重量或者是自身的墻身重量來保證，由于衡重臺的下部墻背為仰斜狀，會使土壓力值被大大減少，與重力擋土墻相比，衡重式擋土墻在斷面部分相對較小，主要是因為其在高度方面相對較高。

（二）重力式擋土墻

與衡重式擋土墻相同，重力式擋土墻也是使用漿砌石及混凝土進行構建的，主要使用本身的自重對外力進行平衡，以此來保證穩定性，按照墻背傾角，可以將其分為三種類型，分別是俯斜、仰斜以及豎直等形式，這種擋土墻形式具有較為簡單的結構，取材和施工都比較方便，所以在水利工程當中的應用也較為廣泛，但在高度設置較高的情況下，斷面也相對較大，需要使用大量的材料，在地基承載力以及成本投入方面具有較高的要求，因此，這種擋土墻的高度設置在6m以下時具有良好的經濟性。

（三）扶壁式擋土墻以及懸臂式擋土墻

這兩種擋土墻都是以鋼筋混凝土為基礎構成的輕型結構，在鋼筋混凝土結構的擋土墻當中屬于較為常用的形式，其穩定性主要由底板上部的填土重量來保證，扶壁式擋土墻具有結構簡單、便于施工的特點，其本身質量較輕而且墻身斷面相對較小，能夠將材料自身的強度性能充分的發揮出來，懸掛式擋土墻是由底板部分和立墻部分構成的，在地基承載力較低的情況下較為適用。

二、工程實例

某市周邊水系發達，地處水系交匯部分，為了對洪水侵襲進行有效的抵御和整治，通過水文地質條件勘察，進行水利工程建設，在進行抗洪減災的同時，對發電及航運等需求加以滿足，工程面積為105k㎡，將河道按照南北方向進行隔斷，南河岸為該市老城區，北河岸為市政中心，結合工程設計在南岸設置發電廠房，并在河床上對28孔溢流閘壩進行設置，北河岸河床使用土堤進行封堵，而北河左岸進行船閘設置，閘壩上部可以用于交通，使兩岸車輛能夠正常行駛，岸坡與南北河岸之間的高度差為15.5-20.5m之間，工程連接岸坡、閘壩、廠房以及船閘。

通過地質勘查發現工程南河右岸部分容易出現干裂和失水問題，地層以人工填土為主，其厚度為2-3m，且存在沖擊層粘土，厚度為16.5-18m，所以將擋土墻高度設置為21m，由于高度設置相對較大，考慮應用空腹衡重式擋土墻或扶壁式擋土墻，經過具體比選對結構形式進行優選。

三、對結構形式進行優選

（一）漿砌石重力式擋土墻

在對漿砌石重力式擋土墻進行應用時，還存在一定的限制問題，即依靠自重對土壓力作用下的整體穩定性加以保證時，擋土墻體體積和重量會隨著其高度的增加而增加，如果水利工程施工地點的沖擊層以粘土為主，在遇到下雨天氣時，若不能將擋土墻部分的排水問題處理好，會使粘土含水量大大提升，嚴重削弱土層粘聚力。

（二）扶壁式擋土墻

應用扶壁式擋土墻可以對較大的壓力加以承受，在擋土墻高度大于10m的情況下，其抗傾覆能力以及抗滑能力都會得到有效的提升，在一些建設規模較大的工程當中較為適用，主要通過底板部分的填土重量對土體造成的水平壓力、作用于面板的拉力以及底板與面板交接部分的拉力進行平衡，通常會將面板頂部設置為1m厚，向下逐漸加厚，到達底部位置時，其厚度能夠達到2m，而寬度則為18m，為了使面板剛度得到有效的提升，需要以4m為一個間隔進行腹肋板的設置，其厚度應該設置為0.8m，可以對更大的應力加以承受，但從經濟效益的角度來看，這種擋土墻形式并不屬于最佳選擇。

（三）空腹衡重式擋土墻

這種擋土墻整體都是應用混凝土進行澆筑的，墻體以空腹狀態為主，空腹部分的填充可以使用土渣或者是充水的方式來完成，這樣可以使擋土墻的自重得到提升，使土體壓力被降低。使用背板作為卸荷平臺，結合墻體高度，按照0.25倍進行寬度設計，具體寬度約為5m，以墻高的0.6倍對平臺與基面的間距進行設計，結合混凝土墻的設計厚度，可以將背板平臺上部以及迎面主板下部等部分的厚度設置在1.5m，按照1m的間隔將0.8m厚的腹板設置在空腹內，使擋土墻剛度得到提升，需要在擋土墻的迎水面設置進水孔，直徑設置為80mm，對滲透壓力進行平衡，使墻體總重量得到提升，在工程河岸附近存在建筑工程，對其進行拆遷需要投入較高的成本，而建筑附近居民密集度較高，所以在對邊坡進行開挖處理時，應該將平均坡度設置在1：1.5，將墻高設定為20m，應該適當縮小地基寬度，以此來保證工程的安全系數。

結語

綜上所述，在對水利工程中的擋土墻進行設計的過程中，必須要結合工程實際對擋土墻的形式進行具體的選擇，以此來保證設計的科學性及合理性，避免設計缺陷問題對工程的整體質量造成影響，使工程自身的效用能夠充分的發揮出來。

參考文獻

[1]董 厚.水利工程擋土墻設計的缺陷及解決措施[J].建筑工程技術與設計，2017，2（11）：4238-4238.

[2]蔡曉東.水利工程中擋土墻設計的缺陷及解決措施[J].房地產導刊，2015，3（4）：173-173.

[3]馮露露.水利工程擋土墻設計的缺陷及解決措施[J].科技創新與應用，2015，9（8）：132-132.

[4]胡建躍.剖析水利工程中的擋土墻設計的常遇問題[J].新材料新裝飾，2014，4（8）：426-426.