论水利工程挡土墙的设计与施工

2015-12-02重庆交通大学重庆400074

江西建材 2015年21期

■田进 ■重庆交通大学，重庆 400074

在水利施工中，施工人员常常遇到建筑场地不平整、起伏较大的情况。在这种不利于水利施工的情况下，常常要引用挡土墙。水利工程中的挡土墙不仅可以保持场地平整，改变不利的施工环境，还可以降低工程造价，保证施工安全。挡土墙结构是水利施工中较为常见的施工结构，在设计和施工中应注意技术要求，以此保证施工顺利进行。

1 挡土墙概述

挡土墙是建筑专业中常常用到的专业性用语。挡土墙的主要功能是挡住泥土，保护坡体和维持山体结构的建筑物体。挡土墙主要由墙背、墙面、基底、墙顶、墙趾和墙踵几部分组成。挡土墙虽是建筑中较为常见的一种构筑物，但其有着不可替代的作用。挡土墙依据设计的位置不同也可以分为不同的结构，例如:山坡墙、路堤墙、路肩墙。

2 水利工程中挡土墙的设计应用

2.1 挡土墙形式的选择

水利工程中的挡土墙分为多种形式。笔者认为，在选择挡土墙结构时应该依据施工环境和土壤的性质，其次还需要考虑工程造价等因素。

在水利施工中，设计人员常常选用重力式挡土墙。这种类型的挡土墙主要是利用自身的重量来保障工程的安全性，以此防止水利工程坍塌。重力式挡土墙又可以分为以下几种，如图1 所示。

图1 重力式挡土墙的分类形式

重力式挡土墙中的每一类都有各自的优势，设计者应该依据现场情况选择适宜的结构形式。例如:仰斜式挡土墙的主要优点是对坡体的保护程度较强。笔者认为，在设计中先选择保护性能较强的仰斜式重力挡土墙;然后再选择保护性次之的俯斜式重力挡土墙。虽然重力式挡土墙的保护性能较强，结构用料也十分简单，但此种类型的挡土墙也存在一定的缺陷。例如:重力式挡土墙的有效高度不能超过5 米，在实际施工中挡土墙的高度超过5 米就需要消耗更多的材料加固地基，以此保证墙体的整体牢固性。这会增加挡土墙的造价费用和施工难度，不如选择其他形式的挡土墙。

2.2 对挡土墙的稳定性进行测验

在水利施工中还要对挡土墙的稳定性进行试验，在试验过程中应该依据挡土墙的实际尺寸和施工标准进行试验，对稳定性不足的挡土墙进行整改。笔者认为，试验中还应对挡土墙的抗滑能力和抵抗倾覆能力进行测验。

在试验过程中，稳定性测试主要表现在对土质的考察上，土壤的伸缩性是稳定性试验的重点。依据笔者经验不难发现，在土质较为松软的环境中建设挡土墙会造成挡土墙的结构垮塌，对整体的施工结构产生不利影响。

2.3 挡土墙的构造措施

在对挡土墙进行稳定性试验之后，还要对挡土墙的构造进行核查。如果设计人员不重视挡土墙的构造，会给整个水利工程带来巨大的安全事故。因此，设计人员除了要对挡土墙的稳定性进行试验之外，还要对挡土墙的构造进行研究。笔者认为，挡土墙的构造措施应该从以下几个方面考虑。

在水利工程中，应考察挡土墙前后的水位差，如果水位差距较大，会引起挡土墙两侧压力不平衡，导致挡土墙的稳定性降低。因此，在挡土墙的施工中，需要在墙体上建造排水孔，墙体上的排水孔能够保持墙体两侧的压力平衡，将墙体两侧的水位差保持在安全范围之内。

在构建挡土墙过程中，还应充分考虑土质的含水量，土质的含水量过大则会降低挡土墙的安全性，为了避免这种情况发生，设计人员会在水量较大的地区设置防水层，防水层能够防止土质中的水侵蚀挡土墙，以此提升挡土墙的防灾效能和整体质量。

笔者认为，为了构筑性能更强的挡土墙，还应该在挡土墙的结构中加入伸缩缝和沉降缝。依据施工经验不难发现，挡土墙会受到温度的影响，挡土墙的地基和墙体会在温度突然变化的情况下产生裂缝，最终导致墙体崩塌、墙体的稳定性降低。为了解决这一问题，在施工过程中需要在挡土墙的结构中设置伸缩缝和沉降缝，这样就可以避免事故的发生，提升挡土墙的安全性能。

2.4 土压力计算理论影响挡土墙细部形态

设计人员依据土压力计算公式得出的数据是一个理论参考值。一般而言，依据土压力计算公式所得出的主动土压力数值偏大，虽然与实际施工中的数值有所偏差，但却提高了挡土墙的安全性能。笔者认为，在计算过程中，计算出的主动土压力数值偏大是一个较为合理的情况，这样能够发挥挡土墙的功能;而主动土压力的数值偏小，挡土墙的安全性能就无法达标，不能承受更大的压力，也就失去了其在水利工程中的保护功能。

挡土墙的主动土压力与挡土墙的倾斜角度有很大关系，例如:倾斜式挡土墙的主动土压力最小，而俯倾式挡土墙的主动土压力最大。因此，在实际施工中，应该依据施工地点的具体情况选择参数。设计人员不能忽略任何一个小细节，很多时候正是由于微不足道的形态导致安全事故的发生。

3 施工技术要求与注意事项

挡土墙的施工技术要求主要包括基础埋置深度要求、构造基本措施、材料使用三个方面。在进行施工之前，要进行挡土墙筑底工程。当基底层为耕土时，这类土质较为松软，基础埋置深度不能小于一米，同时还要在底层加入砾石或者碎石，以此增加稳定性。当基底的土壤变为较弱的土层时，就需要依据地域环境和现场环境改变基础尺寸，一般采用加深、加宽、换桩的方法加固底层;当基底为被风侵蚀的岩土层时，应该将现有的岩土层全部清除，并向下挖150 公分-250 公分的距离，以此保证底部结构的稳定性。

挡土墙的构造也有一定的技术要求。例如:片石类型的挡土墙宽度不能小于50 公分;采用路肩式墙顶可以使用粗料石进行修筑，但其厚度不能大于40 公分，其突出宽度也不能超过10 公分。为了加强挡土墙的排水措施，还要在墙体打造排水孔。排水孔的尺寸为5 公分x10公分、10 公分x10 公分的圆孔，最下方的排水孔应该高出地面30 公分左右，以此保证挡土墙的安全性能。在进行施工时，还应该注意材料的质量和尺寸。例如:石料的容重不应该小于2t/m3，施工时还应该选择质量较好的石料，避免由于温度变化产生裂缝的情况。

施工人员在施工过程中还应该注意相关事项，例如:挡墙砌筑体需待砌筑砂浆强度达到70%以上时，方可回真墙后填料，并使墙后填料内磨擦角、容重等符合设计要求;基底的发达地区层磨擦角较小时，必须在开挖后换填并将地面挖成台阶形，以防填料沿地面滑动。