谈水利工程中挡土墙的设计应用
来源:用户上传
作者:
【摘 要】我国进行水利工程施工的过程中，对挡土墙的使用已经有很长时间的历史，现如今的挡土墙设计除了对其功能进行考虑，对挡土墙的美观、柔性、经济、施工等因素都进行了考虑，一定程度上对挡土墙的质量提升有积极的影响。随着人们环保意识的不断增强，挡土墙结构在环保、景观等方面的要求逐渐的提升。基于此，本文对挡土墙的设计应用进行了具体分析。
【关键词】水利工程；挡土墙；设计应用
一、挡土墙的稳定性验算
挡土墙稳定性验算主要是抗滑和抗倾覆验算。挡土墙的稳定性验算是指先根据挡土墙的工程地质、填土性质以及墙身材料和施工条件等凭经验初步拟定截面尺寸，然后进行验算。挡尺寸不满足要求时，可以采取适当的措施进行修改。在验算时特别注意土的伸缩性，防止出现在较软的土地上发生倾覆，使得墙趾可能陷入土中，力矩中心点内移，导致抗倾覆安全系数降低，沿圆弧滑动而发生整体破坏性的问题。
挡土墙的荷载主要有墙体受的重力、主动土压力以及墙底反力和墙面埋入土中部分所受被动土压力，一般可忽略不计后者，其结果偏于安全。计算土压力时，按照土的实际重量来计算墙体，使用标准值来计算荷载。大多数的实践结果显示，挡土墙的破坏大多是因为墙体倾覆，这说明抗滑移中控制的截面和底宽有一定的安全储备
效果。
二、挡土墙的构造措施
要对挡土墙的质量进行控制，其构造措施是其质量保证的重要方面，在如今进行挡土墙计算时，相关的计算数据和方法都是比较准确的，但在实际使用的过程中，墙前水位骤降引起的挡土墙失稳的状况是比较多的，有的甚至出现了挡土墙倒塌的现象，这主要是由于对挡土墙的结构忽视造成的。一般来说，在挡土墙的前后，其水位相差比较大，因此为了对水的压力进行抵御，一般要在墙身设置很多的排水孔，这样地下水和墙后水就能很顺利的排除，同时在排水孔的进口位置要有过滤设置，这样对出现的淤塞现象能有效的防止。同时，进行施工的过程中，由于墙后土压力、墙高、地基压缩性的差异等，我们要进行沉降缝的设置，为了避免因温度变化引起裂缝的出现要进行伸缩缝的设置。
通常将这两种缝结合在一起，每隔15～25m设一道，缝宽约20mm，内填止水材料。对高度较高的挡土墙，施工时要慎重选定回填土容重、内摩擦角以及回填土的含水量。为防止墙后积水渗入基础，应在最低排水孔下部设防水层。只有这样，才能确保挡土墙的工程质量。
三、挡土墙工程的不确定性
在水利工程中，挡土墙是隐蔽工程的一种，对其质量的检测在施工完成后无法进行，由于其与人们的生活存在很大的联系，因此出现质量问题时后果会非常的严重。进行挡土墙具体设计的过程中，要保证不同类型的挡土墙的施工质量能够得到有效的保证，对其施工的可行性要进行分析。例如在某工程中，砌石挡土墙的施工，水泥砂浆出现了严重的缺失，很多的石块就会堆积在一起，再加上泄水孔和反滤层没有做好，工程的质量就会出现问题，而一般情况下，钢筋混凝土和毛石混凝土施工的相关质量则比较容易得到保证。因此进行挡土墙设计的过程中，对其施工的不确定性要进行分析，这样挡土墙的安全储备才能得到保证。
在水利工程中，挡土墙都是永久性的工程，相关的外来载荷和土压力都要进行承受，在长期使用的过程中，水灾、地震等都会频繁的给其承受的荷载造成损害，其稳定性也会大大的降低，因此进行设计的过程中，对其时效性也要进行具体的分析。
四、自嵌式景观挡土墙的施工
1.基础施工
进行基础开挖时要按照设计图来完成边线和坡度的开挖工作，避免超挖现像出现，确保开挖的安全坡度，因为基础的平整度将会影响到自嵌式挡土块的安装质量，所以地基的承载力一定要满足设计要求，基础施工一定要满足自嵌式挡土墙工程的施工要求。
2.自嵌式挡土块安装
自嵌式挡土块：将块体后缘做成凸型，在进行干垒时要求墙面与垂直水平直接形成12°然后再插入锚固棒。安装时，采用错位干垒，凸型后缘的块体能相互卡住，而锚固棒施工时插入另一块面板的预留插孔内。这种连接法比两端都是自由连接的施工方式方便，安装容易，同时施工质量也得到控制。在进行安装时要保证每一块块体都必须用水平尺来控制纵横方向的平直情况，保证每层块体都可顺利安装，在第一层块体安装完毕后即填土并夯实至第一层土工格栅处，接着把一端土工格栅铺设在块体劈裂面后的圆形孔上，用锚固棒进行锚固，再填土、夯实.然后安装第二层土工格栅直至安装第二层块体，填土压实放土工格栅.这样交替进行直至达到设计高度。
3.填料与土工格栅（拉结网片）的铺设夯实
要想确保自嵌式挡土墙的质量，其中的重要因素之一就是：填料的规格及压实度问题。其中压实度要控制在不小于92%。严格控制填料的规格并分层填筑，每填筑一层就要夯实一次，每层厚度不超过30cm为宜，墙后1.5m范围内不得使用大型设备进行碾压。
土工格栅必须在设计高程处铺设，并且其在回填土内的长度必须满足设计要求。铺设土工格栅之前下面的回填土必须夯实整平，土工格栅应该水平铺放，端部用锚杆拉平。铺设好的土工格栅上面填土之前不能走汽车或重型设备，避免发生土工格栅断裂或发生过大的变形。土工格栅在挡土块之间的夹紧长度必须≥250mm，并且必须保证土工格栅从外面看不到。
五、自嵌加筋式挡墙在水利工程中的应用
自嵌加筋式挡墙目前应用较广泛，但是在近几年才应用于水利工程，主要应用于以下方面：
1.在水位骤变河道中的应用
自嵌加筋式挡墙的碎石反滤层自我排水能力极强，在水位骤变时能有效抑制挡墙的鼓胀和倒塌；反滤土工布使回填土不被水流带走又能使墙身及墙后的水自然排出，有效降低墙后水压力，提高抗洪能力。
2.在航道防撞抗冲刷中的应用
自嵌块锚固棒具有一定的弹性，在受到水流冲刷时向后倾斜，在一定时间后可自动调整结构回复到初始状态，同时在冲击力的作用下级配碎石对自嵌块起到缓冲作用，能释放部分荷载，提高防高速水流冲刷和消浪能力。在自嵌块自动化生产过程中可以加入柔性纤维和韧性添加剂，纤维混凝土吸收动能的能力较好，能够明显改善混凝土的抗冲击性能，有利于提高混凝土结构的耐久性能。同时也可以加入废旧轮胎来提高自嵌块的高强、耐磨指标。
3.在地震活动带中的应用
自嵌加筋式挡墙并非只有少数的几个关键连接点，能够为地震力提供附加的转力路径。地震时块体、碎石反滤层和加筋土的运动会吸取较大的能量，造成振动时多部分的微碰撞，相互制约、互相吸能，从而降低整个结构的地震反应。一旦某连接点超载，其超载部分可由相邻的连接点分担。可见，自嵌加筋式挡墙在地震活动带中应用是较适合的。
4.在鱼类保护中的应用
传统河道采用混凝土固化，鱼类直接产卵在混凝土边坡上，很容易被水流冲散或被混凝土的碱性杀死，甚至成为天敌的食物。自嵌式挡墙在水下形成鱼巢，鱼巢中的碎石和泥土是鱼类产卵的最佳环境，为鱼类自然生长提供了栖息、繁殖场所。
综上所述，在水利工程中，挡土墙以自身的优势发挥了非常大的作用，应用也逐渐广泛，进行施工建造的过程中，只有做好其具体应用，才能保证其最大限度的发挥作用，在水利工程中被充分发挥。
参考文献：
[1]谌洪烨.论水利工程挡土墙的设计[J].河南水利与南水北调，2013，16：44-45.
[2]王恒.园林中挡土墙的应用与设计[D].北京林业大学，2010.
[3]王海波，刘思清.在景观工程中挡土墙的设计形式及多功能性[J].山西建筑，2006，20：117-118.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14775950.htm
