水工结构挡土墙优化策略探究

　　摘要：随着经济与科技的不断发展, 施工工程已经成为当前社会最为热门的话题之一。挡土墙通常是指能够对于山坡土体进行支撑的构造物, 当前时代其已经得到了非常广泛的应用。所以, 为了确保其自身的质量和安全性, 其设计工作逐渐变得越来越重要。本篇文章将对于水工结构挡土墙的种类进行阐述, 并对其具体设计要点展开详细的分析。

　　关键词：水工建筑物; 挡土墙; 设计要点; 工程建设;

　　引言:水工建设是当前多数建筑施工工程中最为基础的一部分内容, 其设计工作影响着整个建筑质量的多个方面。

　　1 水工结构挡土墙的实际分类

　　1.1 重力式挡土墙

　　重力式挡土墙的结构相对比较简单, 取材也十分容易, 同时整体施工也比较方便, 因此常常应用于水工结构挡土墙的设计工作中。其主要是利用自身产生的重力保持平衡, 进而起到稳定的作用。一般而言, 这种墙体可以氛围倾斜类以及仰斜类, 两种类型墙体所受到的土体压力也有很大的区别。

　　1.2 悬臂式挡土墙及扶壁挡土墙

　　悬臂式挡土墙一般主要有混凝土的墙板构成, 依靠自身重力以及地板上方的土体重力进行稳定, 其断面常常呈现为L型。而扶壁挡土墙的形状则与其大致相同, 主要依靠墙体背面的纵向位置按照一定的间距进行设置支垛进行支撑[1]。

　　2 水工挡土墙的设计要点

　　2.1 实际设计演算

　　2.1.1 浸水后荷载以及组合的具体分析

　　当建筑物浸水之后, 水工挡土墙所承受的实际荷载的计算工作将变得极为复杂, 而且在不同工况的情况下, 墙体的荷载计算也有所不同。因此, 为了尽可能减少挡土墙在实际投入使用时所受到的不明荷载的相关影响, 就需要在其前期设计过程中, 将所有荷载的具体情况以及组合的内容考虑进来。一般而言, 对水工挡土墙能够产生作用的荷载主要为两种, 第一种为基本荷载, 其一般指的是土体压力、墙面顶部的荷载情况、墙体的自重量以及填土本身的自重量。而特殊荷载一般包括静水压力和动水压力。除此之外, 如果实际施工的场所常常会受到地震的影响, 还需要将地震的荷载力全部考虑进来。而组合方面, 由基本荷载共同构成的组合可以称作为基本组合, 而由基本荷载与其他荷载共同构成的二组合则可以称作为特殊组合。

　　2.1.2 浸水后的计算工况

　　在对浸水之后的工况进行计算的时候, 理应按照挡土墙的进水种类进行区分, 然后分别展开分析。通常而言, 可以分为水位的实际控制阶段以及控制阶段以下两类。在对前者进行计算时, 需要将整个施工的完建情况、当前蓄水位以及施工的实际情况等多种因素考虑进来。而在对后者进行计算时, 则需要将排水功能是否实效、地震的影响以及泄校核洪水等情况考虑进来。虽然两者需要考虑的因素具有一定的区别, 但通常都包含基本荷载和特殊荷载两个方面。所在计算之前, 需要将其进行区分, 从而可以根据施工现场的实际情况展开相关计算的工作。

　　2.1.3 浸水后的荷载计算

　　在进行水工结构挡土墙的设计工作时, 还需要对浸水之后产生的实际荷载进行计算。一般而言, 在进行自重荷载以及水压力荷载的计算时, 可以采取常规方法进行计算。除此之外, 如果挡土墙的结构有所不同, 则需要根据其实际结构采用不同的方法进行计算。例如在对于重力式挡土墙进行计算时, 就可以采用库伦土压力的方法。然而, 如果这类挡土墙所采用的结构为凸形折线, 则计算的工作将变得十分复杂。此时则必须将上墙和下墙所承受的土压力进行区分, 然后分别展开计算的工作。

　　2.2 水工挡土墙额设计要点分析

　　2.2.1 墙身的构造

　　在对墙身的构造进行设计时, 需要根据施工现场的具体情况选择最为合适的挡土墙结构, 以此展开设计的工作。一般而言, 这种结构的设计往往需要参照相关的规范要求, 从而设计挡土墙结构的墙身。不仅如此, 水工结构挡土墙的墙面往往以直线为主, 其坡度与墙体背面相协调, 因此墙背很有可能会出现平行或者缓冲度较低的情况, 同时墙顶的实际宽度至少为0.6米。另外, 即便墙身的构造满足当前设计的需要, 还需要将其投入实际使用的相关情况考虑进来[2]。

　　2.2.2 具体排水方案

　　在进行排水系统的设计时, 需要考虑到两个方面, 其一是地面排水, 主要包括挖掘地下排水渠、减少建筑雨水影响以及拖下水渗透处理等方案。如果有特殊情况发生, 还需要在上方设立铺砌层。其二则是墙身的排水, 主要是将墙体后方的积水全部排除。这一系统的设计工作主要依靠泄水孔, 在墙身的合适位置设立泄水孔。另外, 墙身的后方还需要使用透水性较强的材料。而泄水孔的具体位置的选择工作必须结合施工现场的实际情况, 尽可能选择比较合适的孔眼, 并将坡度降低至6%左右。而排水孔眼的设置工作, 一般可以选择上下排均为梅花形状的工件, 其水与竖向之间实际距离需要控制在1.6到3.2米之间, 同时底部的排泄水孔则知识需要高出地面大约30里面作用。在实际安装时, 还需要在泄水管的四周铺满砂浆, 再在其上方堆砌毛石, 以防由于水压过大导致破损的问题出现。

　　2.3 水工结构挡土墙优化时需要考虑的问题

　　2.3.1 对工况进行考虑

　　水工结构挡土墙的设计工作必须结合施工现场的实际情况。由于环境本身具有很高的复杂性, 而且大部分时间都处于浸水的状态。如此便使得挡土墙的设计工作所需要考虑的因素不断增加。

　　2.3.2 对于填土的影响进行计算

　　由于水工挡土墙尝试处于浸水状态, 如果采取普通的方法对其荷载进行计算, 则结果往往具有一定的偏差。主要是因为墙体受到水的浮力之后将会改变土体自身的压力。然而, 水体对填土的具体影响和需要结合施工现场的实际情况。有些挡土墙尽管处于浸水状态, 在计算时却无需考虑水体产生的影响。其主要原因是挡土墙本身采用砂砾进行回填, 使得填土自身的Φ值保持不变, 因此能够在一定程度上忽略水土产生的相关影响。但是, 如果挡土墙的填土是黏土的时候, 则需要这一方面的影响考虑进来, 从而使得计算方法变得更为复杂。

　　3 结束语

　　综上所述, 水工挡土墙在水利水电工程中有着极为重要的作用, 因此其设计工作一定不能有所忽视。在设计时, 需要将各个方面不同的因素考虑进来, 注意相关事项, 从而确保其能够安全运行。

　　参考文献
　　[1]邓正金.关于水工结构挡土墙的设计要点的分析[J].工程技术:全文版, 2016 (8) :00181-00181.
　　[2]窦晓.基于水利工程中水工挡土墙设计中的要点问题分析与研究[J].中国科技投资, 2013 (A34) :17-17.