（惠州市华禹水利水电工程勘测设计有限公司，广东惠州516000）
摘要：挡土墙结构在水利工程中具有广泛的普遍性，对于工程中的防塌、稳定陡坡及避免滑坡具有极大的作用，可以说，应用范围极其广泛，是确保水利工程安全运行并较大限度地降低工程造价的有效设计结构，但挡土墙的设计涉及知识面较广，相对比较复杂，而且极容易受到周围环境等因素影响，使其成为了水利工程中不可或缺的重要组成部分。
关键词：水利工程；挡土墙；结构设计
前言
挡土墙在水利工程中可以有效防止上游坡发生滑塌、崩塌、倒毁等，并且可以在一定程度上稳定人工建造的高、陡边坡，避免滑坡现象的发生，由此可见，挡土墙在水利工程建设中有着必不可少的重要性，另外，挡土墙结构设计对于水利工程的美学价值也有较大的影响。美观实用的挡土墙不仅可以挡土、挡水，是水利工程安全运行，维护国家及人民生命财产安全的重要保障，也是水利工程与生态环境和谐发展的亮丽景观，应用极其广泛。挡土墙具有多种应用形式，如衡重式、悬臂式、重力式、半重力式等
1重力式挡土墙的分类
重力式挡土墙一般在地层稳定且高度在5m以下的地段使用，由于构造比较简单，施工非常便捷，是经常被采用的挡土墙形式。重力式挡土墙的稳定来源是其自身的浆砌块石或混凝土墙体重量，但由于其看似简单的构造，常常被工程设计施工人员认定为简单技术，而不加以重视，导致了许多水利工程设计施工问题，所以重力式挡土墙的设计施工应用必须引起工程建设者的高度注意。
重力式挡土墙的应用一般按照其承受压力进行选择，根据挡土墙的形状结构，我们将其分为墙背土压力最小的仰斜式，墙背土压力最大的俯斜式，适用于较陡地形的垂直式，以及衡重式和凸型折线式等五种类型，其中，由于仰斜式的主动土压力小，应用更为经济，通常被优先考虑采用。
2重力式挡土墙形式的选用
重力式挡土墙在我国的应用非常广泛，在铁路、水利以及矿山等各个领域都有所涉及，我们在选择挡土墙的应用形式时，要严格按照各种挡土墙的特点及相关抗倾覆、抗滑等参数进行选择。我们在选用重力式挡土墙时，依照其墙背的倾斜程度分析，大多都选用俯斜式、仰斜式和垂直式三种形式，并且以主动土压力参数为依据，优先采用仰斜式挡土墙，尽量少用俯斜式挡土墙。由于仰斜式的墙后填方较为困难，挖方比较容易，所以多用于护坡之用，而相对俯斜式和垂直式的挡土墙填方则比较方便省力；相反，俯斜式则在填方时有自己的优势，所以，根据挡土墙前面的地形来看，平坦地形多用仰斜式，而较陡的地形可以采用垂直式，此外，当挡土墙高度较大时，还可以采用梯级式的方法来缓解挡土墙压力。
3挡土墙施工技术要求
重力式挡土墙是以自身的墙体重力来维持土体侧压力条件下墙体稳定性的，看似只是简单的浇筑工作，但实际上水利工程中对挡土墙施工的基础埋置深度、挡土墙的砌体和浇筑材料、挡土墙的构造建设以及不同的施工环境对挡土墙施工方式选择、稳定性、安全性的影响及注意事项等方面的要求都比较高，需要我们在设计施工时格外注意，以实际的施工环境为基础条件，严格设计把关，建设最为安全实用的水利工程挡土墙，在最大限度发挥其实际应用价值的条件下，合理使用建筑材料，减少经济造价，并尽可能建造美型挡土墙，使挡土墙为水利工程建设添彩。
3.1基础埋置深度。
埋置深度对于重力式挡土墙的建造是不可忽视的重要环节，直接影响着挡土墙运行的安全稳定性，是必须严格依照环境参数设计施工的关键环节。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆（1）如果挡土墙的基底层是土层，必须在适当的位置添加砂石垫层，并且深度不能少于1m；（2）较软的土壤层说明基底层含有较多的水分，采取适当的桩基加固措施是十分必要的，可以有效避免墙基不实安全隐患；（3）岩石基底层必须将岩石清除干净，并做好相应的排水工作，防止曝晒和腐蚀情况的发生，同时，选用硬度较大的块体进行挡土墙的墙体砌块，确保砂浆搅拌均匀，灰缝填充密实无缝隙残留。由此可见，在进行挡土墙的埋置工作时，仅仅确保深度是不够的，必须根据施工环境，严格调查分析，设计符合基底承载能力的挡土墙埋置深度和挡土墙材质质量，并保证基底的干净整洁，防止曝晒、腐蚀及严寒天气对挡土墙强度影响。
3.2构造措施
（1）墙身构造。重力式挡土墙的墙身一般都由片石构成，墙底宽通常在墙高的1/2～1/3之间，墙顶的宽度也要在半米以上，墙顶帽则分为路堤式和路肩式两种，路堤式可以采用与墙身相同的浇筑材料进行砌筑，也可以采用水泥砂浆拦石的方法，砌筑2cm的厚度；而路肩式墙顶帽则需要采用粗料石修筑或者是用100#砼灌注，此外，帽檐是路肩式墙顶帽的明显特征，其厚度一般都大于0.4m，突出宽度采用10cm 的居多。
（2）排水措施。适当数量的排泄孔是排出积水的有效措施，通常最下层排泄孔要高于地面30cm，并在地面铺设夯实的粘化层，以防止积水渗入。
（3）沉降缝和伸缩缝。沉降缝和伸缩缝的设置可以有效防止砌体收缩和温度变化等因素引起的墙体破裂以及墙高、墙后土、地基压力差异。
3.3材料要求
重力式挡土墙的材料主要包括石料与砂料。石料必须经过严格的挑选，避免有外壳破碎风化严重和有较大裂缝的石料参杂其中，并且石料的容重应该在2t/m3以上才符合要求；我们通常采用的砂浆都是水泥砂浆，极少采用混合砂浆，只有在特殊的环境条件下时，混合砂浆才被采用，此外，我们以6cm为界限，在挡土墙的6cm 高度之下，使用25#砂浆，6cm以上使用50#砂浆。只有严格按照设计条件选用建筑材料，才能最大限度确保挡土墙的安全稳定性，并使经济效益最大化，防止裂缝等安全隐患的发生。
4水利工程中挡土墙结构设计应用
4.1挡土墙形式的选择
挡土墙具有多种多样的形式，在形式的选择过程中要遵循一切从实际出发的原则，依据土壤性质，水利工程的需求和造价预算，现有的技术水平和设备等方面因素综合考虑，科学合理地选用挡土墙。比如，重力式挡土墙的选用。重力式挡土墙顾名思义就是利用自身重度保障土体的稳定性防止坍塌。重力式挡土墙又可以分为竖直式，倾斜式和俯倾式三类。每一类又有各自的特点以及相应的优缺点，在选择时应当科学分析慎重选用。倾斜式的主要功能是保护坡体以及维持稳定，防止坡体出现坍塌现象。因此，在重力式挡土墙的选择时，应当优先考虑倾斜式挡土墙，最后，再考虑俯倾式挡土墙。重力式挡土墙建造材料简单普通，墙体构造通俗简易并且在水利工程的应用十分广泛。但是，重力式挡土墙也有其缺陷，重力式挡土墙墙高受限不能超过5m，如果墙高超过五米就需要花费很多的材料增加基地重力，以维持整个墙体的平衡与稳定，防止墙体坍塌。这样，在建造高墙体的挡土墙时，重力式挡土墙成本过高，不如其他挡土墙经济性高。再比如锚杆挡土墙的选用。锚杆挡土墙是利用地锚维持土层稳定以提高土体的稳定性的一种挡土墙。如果是在高层建筑附近的坑中使用，不能用地锚固定而是用连续墙稳定土层，以减少危险事故的发生。所以，在挡土墙形式的选择上，要充分考虑周围地理环境，审慎思考各方面因素，力求选择出最合适的挡土墙。
4.2对挡土墙的稳定性进行测验
挡土墙的稳定性验算是按照一定的标准和条件进行挡土墙的尺寸拟定，再进行验算，对不符合要求的地方进行调整修改。其主要是对挡土墙的抗滑能力和抵抗倾覆能力的验算。一个挡土墙最重要的就是稳定性，所以，稳定性验算在水利工程中挡土墙结构设计中具有重要的意义。在进行稳定性验算时，关键是对土质的考察，尤其是土壤的伸缩性。因为，在较软的土质上建造挡土墙时容易出现墙体的翻倾倒塌，产生不利的影响。
4.3土压力计算理论影响挡土墙细部形态
依据土压力计算理论得出的数据结果运用到挡土墙的设计当中，虽然会导致主动土压力偏大，但是却提高了挡土墙的安全性，可以充分实现挡土墙的功能。如果把主动土压力计算偏小了，建造的墙体就抵挡不了原本更大的土压力，挡土墙也就失去了保护土体的功能。由于挡土墙的主动土压力与倾斜角有很大关系，倾斜式挡土墙的主动土压力最小而俯倾式挡土墙最大。这就告诉设计者在水利工程中的挡土墙结构设计时，选择墙体一定要注意考虑到挡土墙细部形态的设计。也许就是细微形态的不足导致整个挡土墙的失败。
5结语
总而言之，挡土墙在水利工程中的设计应用，不仅对于不平整的较大高差地面具有挡土、挡水的实际安全防护作用，保障国家人民的生命财产安全，还具有非常大的美观价值，极大限度地减少了水利工程的施工成本，从设计选型到施工运行的整个工作都体现着安全经济的高效原则，对于水利工程建设意义重大。
参考文献：
[1]王敏．水工挡土墙结构设计中的关键问题分析[J]．黑龙江水利科技，2014（05）
[2]刘丽娜．水工挡土墙结构设计重点分析[J]．黑龙江水利科技，2014（04）
[3]谌洪烨．论水利工程挡土墙的设计[J]．河南水利与南水北调，2013（16）
论文作者:马洪武
论文发表刊物:《建筑建材装饰》2015年12月下
论文发表时间:2016/9/19
标签：挡土墙论文; 重力论文; 水利工程论文; 墙体论文; 压力论文; 砂浆论文; 稳定性论文; 《建筑建材装饰》2015年12月下论文;