摘要：在水利工程中，挡土墙的应用非常广泛，怎样选择挡土墙形式在设计工作人员前期进行设计时应做出慎重思考，文章对挡土墙选择形式和构造措施上都做出了分析，仅给挡土墙设计人员提供些许参考。
关键词：水利工程；挡土墙；设计应用
1 引言
在水利工程中，挡土墙的主要应用形式有重力式、半重力式、悬臂式和扶臂式几种。在工程实践过程中，怎样科学并且合理地选择合适的挡土墙结构形式，是工程设计工作人员非常重要的工作内容，这关乎着工程的实际施工工作。
2 挡土墙的应用作用
挡土墙顾名思义是一种建筑物，具有防止并能够阻止土体坍塌的作用。挡土墙有多种形式，重力式、悬臂式、扶臂式和空箱式等等。挡土墙具有很多优点，结构简单、占地面积小、施工方便且造价低等等，施工场地地面不平的情况适合用到挡土墙，在水利工程中得到较多的应用。挡土墙算是一种隐蔽性工程，一旦施工结束后，挡土墙的施工质量很难得到检验，而挡土墙的存在时刻影响着人们的生活，若出现质量问题，后果会很严重。所以设计人员在设计过程中，应考虑到各种形式挡土墙施工的可行性和质量的可靠性。
3 常用的挡土墙形式
3.1 重力式和半重力式挡土墙形式
重力式挡土墙，其主要是靠挡土墙的重量来确保稳定性。重力式挡土墙主要是用块石和毛石砌筑而成，靠其本身的重力作用来抵抗土的压力。这种形式在工程中得到广泛应用的原因是结构简单、施工方便而且取材非常容易。重力式挡土墙按照墙背倾角不同，可以分成仰斜、竖直以及俯斜3种形式，依据主动土压力的大小，重力式挡土墙应按照先仰斜再竖直，俯斜尽量少采用的方法。仰斜式挡土墙之后的填土比较难，多采用于护坡比较合理，墙背竖直或者俯斜的形式下填土比较省劲。而重力式挡土墙也有其缺点，在墙高超过5m情况下，想要确保挡土墙的稳定性，就一定会形成非常大的体量，会使用比较多的材料，不够经济。
当墙身较高时，为了节省材料，可采用半重力式结构。半重力式挡土墙常用混凝土建造，墙身较薄，为了使地基反力分布均匀，底板前趾往往伸出较长，当墙身或底板前趾的某些局部地方强度不够时，可适当配置一些钢筋。
3.2 悬臂式与扶臂式挡土墙形式
悬臂式和扶臂式挡土墙，大多数应用在钢筋混凝土挡土墙中，墙体的稳定性主要是靠挡土墙底板的填土重量来确保，这种形式归属于轻型结构。当墙高超过5m时，墙体的稳定性主要要靠墙踵悬臂之上的土重量来保持。墙体中多用钢筋来承受拉应力，所以墙身的截面会比较小，这种情况下选择钢筋混凝土悬臂式挡土墙是很合理的。悬臂式挡土墙的组成有立板和底板，立板主要用来承受墙后土压力和地下水的压力，内底板和外底板均以立板底部作为固定的悬臂板。当墙高超过10m时，竖臂要承受的弯矩与产生的挠度都会比较大，这时考虑到经济合理就应该选择扶壁式挡土墙。扶壁之间填土能够增大抗滑与抗倾覆的能力，大部分情况下大型土建工程会采用这种形式。在设计人员采用扶臂式挡土墙时，应把墙身和墙踵当做3边固定板来做出计算是比较正确的。
3.3 锚杆挡土墙形式
锚杆挡土墙是由钢筋混凝土墙板和固定在稳定土层的地锚组成的。锚杆能够经过钻孔灌浆和开挖预埋以及拧入等等方式方法来进行设置。它的作用是把墙体所受的土压力传递到土内部，用这种方法来保持挡土墙的稳定性。锚固段应该设置在主动状态滑动面之外，长度应为3~7m，锚杆挡土墙用作边坡和深基坑坑壁的支护结构是最为合适的。如果深基坑附近建有高层建筑，为避免影响就不适用地锚，而应用地下连续墙或者水泥土搅拌桩来进行挡土施工。
4 测验挡土墙的稳定性
挡土墙的稳定性主要取决于一定的标准要求和条件，应制定挡土墙的尺寸。然后进行验算。如果发现有些地方达不到相应的要求，就要及时调整和修改。挡土墙稳定性验算主要是对挡土墙的抗倾覆能力进行验算，因此，稳定验算是水利工程挡土墙设计中的一项重要内容。在水利工程稳定性检查过程中，要认真检查水利工程的土质，特别是土壤的收缩。由于土质软弱，挡土墙的施工容易导致挡土墙倾斜和倒塌，影响水利工程的施工质量。
5 挡土墙建造技术要求分析
一般情况下，不同挡土墙的施工工艺具有相同的特点，但差异不大。本文以重力式挡土墙为例，阐述挡土墙的施工技术要求。重力式挡土墙主要依靠自身的重力来保持土体的稳定性。挡土墙的施工看似简单，但各个环节的技术要求都很高。例如，为了控制基础埋深，选择合适的墙体和浇注料，施工环节中的任何问题都会对挡墙的安全稳定性造成很大的破坏，给整个水利工程造成很大的潜在安全隐患。因此，应充分考虑各种因素，严格控制各环节，构筑最安全的挡土墙。
5.1 基础埋置深度
埋深直接影响挡土墙的安全稳定运行，必须严格按照环境参数严格设计关键施工环节。如果挡土墙的地下层是土层，就要在适当的位置加上砾石垫层。铺装层厚度应在1m以上，如果土层较软，说明基层有较多的水，因此有必要采取适当的桩加固措施，有效地防止墙体出现各种安全隐患。同时，要彻底彻底地清理基岩层，做好排水工作，避免腐蚀和曝晒。挡土墙的墙体应采用高硬度砌块，砂浆应搅拌均匀。它必须填充密实的接缝，并且不能保留缝隙。嵌入墙的过程中，不仅要保证埋深达到相应的要求，同时必须结合进一步调查研究施工环境，挡土墙地基承载力达到设计要求，并应保证挡土墙基底层保持清洁，干净，避免寒冷的天气，腐蚀或接触会影响挡土墙强度。
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5.2 严格控制材料
材料的选择是挡土墙设计和生产的重要依据，材料和质量对挡土墙的安全性能起着直接决定性的作用。普通挡土墙砌体或混凝土毛石。选用碎石混凝土，在浇筑混凝土过程中，水泥热会在一定程度上损害混凝土结构，所以一定要加碎石，但要注意混凝土浇筑量不宜太厚。在加片石的过程中，应保证泥浆完全包裹碎石，并必须均匀地涂上，材料也应尽量选用质地坚硬、质地均匀、不风化的毛石。砌体的选择需要清洁和干净的材料，不污染和污染。厚度应该是中等厚度。在造挡土墙之前，还应保证原材料不混入任何杂质，使原材料上的杂质和灰尘预先清理干净。
5.3 建造细节
在修建挡土墙之前，必须保证每一个施工步骤都顺利进行，每一个小细节都要注意，相应的数据要准确计算。特别是要准确测量土压力系数，全面、深入地考虑各种情况下可能发生的系数差。如果有错误，我们必须几次平均测量几次。其次，结合各地区的施工规范，选择合适的覆盖深度，避免裂缝，选择与局部气候温度相结合的横向防护层。此外，建立科学有效的防水层，准确计算裂缝的界限，并参照有关部门对相应的调幅系数，并结合重量和温度，制定科学有效的对策是十分必要的。（1）墙体的深层结构。重力式挡土墙的材料通常是石头墙，墙的宽度的底部一般是在1/2 ~ 1/3壁高度范围内的墙体宽度的顶部通常在0.5m，墙顶帽堤肩型两种，前者将相同的材料和墙体砌筑。该方法也可用于水泥砂浆砌石，厚度2cm。后者需要粗糙的石头建筑或100 #混凝土，使用此外，厚度一般不小于0.4m，10cm最突出的宽度。（2）排水措施。排水孔能有效地排出积水。一般来说，最低的排水孔应高于地面30cm，将压实层在地面上，防止水的渗透。（3）沉降缝和伸缩缝。沉降缝和伸缩缝的设置可以有效地防止墙体破裂和砌体收缩和温度变化等因素引起的墙体高度和地基压力的差异。
5.4 施工企业应该加强施工管理
施工企业一定要确保施工人员能够端正自己的工作态度，认真负责每一个施工环节，确保能够跟进水利工程挡土墙施工进度。监管人员选择材料的过程中，应该尽可能不要选择对温度比较敏感、风化程度比较高的材料。填放混凝土是挡土墙建造的重要环节，但是填放混凝土的过程中一定要注意冷化薄厚、冷化形状以及融合等相关情况。当然，施工人员在实际施工过程中一定要严格根据总设计师设计的次序操作，尽可能发挥出挡土墙的防护作用及功能，最大限度的提高建设方经济效益，避免由于湿度、温度等原因而引发安全问题。
5.5 挡土墙在水利工程的价值
挡土墙形式简单，性能高，设计过程清晰，造价低廉，结构简单，适应性强。挡土墙的主要功能是保证土体的稳定性，降低成本，提高安全性能，在施工现场得到了广泛的应用。将挡土墙应用于各行各业，不仅肯定了挡土墙的价值，而且促进了各个领域的快速发展。挡土墙的压缩对水利工程的利用具有重要意义。挡土墙解决了边坡坍塌的实际问题，降低了成本成本。由于施工材料简单易得，施工难度降低到一定程度。
6 挡土墙的构造措施
挡土墙的细部构造是非常重要的，它影响着工程质量与安全。在前期工程设计工作中，大部分挡土墙计算与施工都符合规范要求，但当工程施工结束后，却经常会出现墙体裂缝和倾覆的现象，尤其是在春夏交替或者汛期，造成这种现象的主要原因还是挡土墙细部构造措施不足。
6.1 墙体分缝和止水措施
为防止地基沉陷与温度应力引起的墙体裂缝，挡土墙在长度方向上应该设置出沉降缝或是伸缩缝，这2种通常情况下会设置在一起。一般普通的水利工程可以只在墙前分缝内设置1道止水，但在重要水利工程的挡土墙施工中，墙内分缝中应该设置2道止水，封闭体系由挡土墙分缝垂直止水与墙前迎水面的底面缝之间的水平止水而构成。
6.2 墙体的排水措施
处在非防渗范围之内的挡土墙，为了使挡土墙后地下水位降低，缩小墙后的静水压力，通常情况下是设置一定数量的排水孔在墙身上，便于排出墙后积水和地下水。挡土墙的排水工作需要减小静水压力，针对填黏性土的挡土墙也可增大填土强度指标，来减小作用在墙上的土压力，尤其在严寒地区，使墙后填土含水量降低与地下水补给有所削弱，在降低挡土墙的水平冻胀力方面也有明显作用。
6.3 墙体抗冻和抗胀措施
在严寒地区，挡土墙被破坏主要是因为冻土层的冻胀破坏，这种情况大多发生在春夏交替期间。挡土墙的断面尺寸大多数是依照非冻胀土的理论进行设计的，但在墙后水平冻胀力远远超过非冻胀土压力的情况下，挡土墙会失去稳定性。从实际工程事例分析，降低墙后填土含水量与墙后地下水水位可以有效避免挡土墙冻害。
7 结束语
水利工程是十分重要基础设施，要尽可能地维护水利工程建设的安全性，而挡土墙是水利工程建设中最重要保护环节之一，所以要对挡土墙建设的每一个环节都要严格把控，只有保障挡土墙高质量，才能维护整个水利工程的安全。
参考文献：
[1]王海俊，宦国胜，沈国华，左威龙，吝江峰.信息模型技术在挡土墙设计中的应用与研究[J].重庆交通大学学报（自然科学版），2017，36（06）：75-79.
[2]陈亮.新型支挡结构—倒Y型支挡结构力学性能与工程应用分析[D].重庆交通大学，2012.
[3]孙见松.一种袋装碎石重力式挡土墙的设计理论与应用研究[D].湘潭大学，2011.
[4]李敬峰.土工格栅加筋挡土墙的有限元数值分析与性能研究[D].大连理工大学，2004.
[5]张文青.带卸荷板的板墙式挡土墙在水利工程中的设计与应用[J].甘肃水利水电技术，1996（01）：30-32.
[6]周应英.粘性土地基上挡土墙抗滑稳定问题的理论分析与验证[J].水利水电技术，1984（10）：14-16.
论文作者:陈银萍
论文发表刊物:《基层建设》2018年第6期
论文发表时间:2018/5/23
标签：挡土墙论文; 水利工程论文; 重力论文; 墙体论文; 稳定性论文; 形式论文; 悬臂论文; 《基层建设》2018年第6期论文;