淺談水工擋土墻在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

1、<p>　　淺談水工擋土墻在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用</p><p>　　摘要：擋土墻是水利工程的重要部位，特別是中小型灌區(qū)建筑物，其進(jìn)出口擋土墻工程量一般占全部工程量的30%～5O%左右。所以，搞好水工擋土墻的設(shè)計(jì)與施工，對(duì)于建筑物技術(shù)上的可行，經(jīng)濟(jì)上的合理， 以及工程運(yùn)行安全，都有非常重要的意義。本文介紹了擋土墻的設(shè)計(jì)，對(duì)水工擋土墻的結(jié)構(gòu)選型、材料選型以及對(duì)影響擋土墻安全性的各種因素進(jìn)行了分析，提出擋土墻無(wú)

2、論從選型還是在具體設(shè)計(jì)或施工中部要貫穿安全、經(jīng)濟(jì)、合理的原則。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：擋土墻；選型；設(shè)計(jì) </p><p><b>　　1.擋土墻的分類(lèi) </b></p><p>　　擋土墻的分類(lèi)方法較多，一般以結(jié)構(gòu)形式的分類(lèi)為主，可分為重力式、懸臂式、扶壁式、加筋土式、板樁和錨定板式和其他形式。 </p><p&g

3、t;　　擋土墻是靠墻身自重來(lái)維持擋土墻在土壓力作用下的穩(wěn)定的，它具有形式簡(jiǎn)單，施工方便，可就地取材，適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，因而應(yīng)用十分廣泛。 </p><p>　　根據(jù)墻背傾角的不同，擋土墻又可細(xì)分為仰斜式、豎直式、衡重式、俯斜式和凸形等幾種，每種的墻面或墻背有一定的坡度要求，特點(diǎn)各異。 </p><p>　　仰斜墻背所受主動(dòng)土壓力最小，故墻身斷面較經(jīng)濟(jì)；俯斜墻背所受土壓力較大，通常在地面橫坡陡

4、峻時(shí)采用，可憑借陡直的墻面以減少墻高；俯斜墻背可做成臺(tái)階形，以增加墻背與填土間的摩擦力。豎直墻背的特點(diǎn)則介于仰斜墻背和俯斜墻背之間；凸形折線(xiàn)墻背由仰斜墻背演變而成，主要為減少上部的斷面尺寸：衡重墻背在上下墻間設(shè)有衡重臺(tái)，利用其上填土的重力使全墻重心后移，增加了墻身的穩(wěn)定。 </p><p>　　2 擋土墻型式的選用 </p><p>　　擋土墻除可按結(jié)構(gòu)型式劃分為重力式、懸臂式、扶壁式等外

5、，又可按材料的選用分為磚砌、塊石、混凝土和鋼筋混凝土等幾種。實(shí)際情況中的選用應(yīng)根據(jù)工程需要、土質(zhì)情況、材料供應(yīng)、施工技術(shù)及造價(jià)等因素合理選擇。 </p><p>　　2.1重力式擋土墻 </p><p>　　重力式擋土墻一般由塊石砌筑，它靠自身的重力來(lái)抵抗土壓力。由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施工方便，取材容易而得到廣泛應(yīng)用。根據(jù)墻背傾角的不同，重力式擋土墻可分為仰斜、豎直和俯斜三種形式。按主動(dòng)土壓力大

6、小，重力式擋土墻要優(yōu)先選用仰斜式，豎直式次之，俯斜式少用。仰斜式墻后填土較困難，用于護(hù)坡時(shí)比較合理，墻背豎直或俯斜式用于填方較方便。重力式擋土墻的頂寬不宜小于500mm，底寬約為墻高的1/2～1/3，墻高較小且填土質(zhì)量好的墻，初算時(shí)可取墻高的1/3。為了減少墻身材料，墻體在地面以下部分可做成臺(tái)階式，以增加墻體抗傾覆的穩(wěn)定性。墻底埋深應(yīng)不小于500mm，同時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足防沖刷要求，為了增大墻底抗滑能力，基底可做成逆坡。重力式擋土墻的缺點(diǎn)是當(dāng)墻高

7、超過(guò)5m時(shí)，要保證其穩(wěn)定性，勢(shì)必造成很大的體量，材料用量較多，不太經(jīng)濟(jì)。 </p><p>　　2.2懸臂式和扶壁式擋土墻 </p><p>　　懸臂式和扶壁式擋土墻在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，為了使擋土墻產(chǎn)生很好的抗傾覆和抗滑移效果，底板伸入墻內(nèi)的寬度應(yīng)大于墻外的寬度，其合理的寬度應(yīng)是墻外寬度的1.5～2倍。墻壁及底板的受力計(jì)算可根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)原理進(jìn)行。當(dāng)墻高大于10m時(shí)，為了減小造價(jià)，必須沿墻身縱向

8、，每隔一定距離（一般為墻高的O.3～0.6倍）設(shè)置一道扶壁。扶壁底部伸入土中寬度可取為墻高的1/3較為合理、經(jīng)濟(jì)。在進(jìn)行扶壁式擋土墻設(shè)計(jì)時(shí)，可將墻身及墻踵作為三邊固定的板，進(jìn)行計(jì)算較為正確。 </p><p><b>　　3 地基處理 </b></p><p>　　3.1 地基處理目的 </p><p>　　所謂人工地基處理，指的是采取人工的措

9、施進(jìn)行加固的地基，譬如采取樁基、沉井等剛性基礎(chǔ)，以及采取換土、深層攪拌等加固方法的柔性地基。進(jìn)行水工擋土墻地基處理的過(guò)程中，往往出現(xiàn)結(jié)構(gòu)傾斜和歪斜等現(xiàn)象，不僅影響地基的正常使用，還可能因地基處理污染到地表水和地下水或?qū)χ苓呉延薪ㄖ镌斐蓳p壞，一套好的地基處理方案，能夠滿(mǎn)足擋土墻的結(jié)構(gòu)安全，還能夠有效防止震動(dòng)對(duì)周?chē)h(huán)境的噪音污染。一般來(lái)說(shuō)，水工擋土墻地基處理的目的有三個(gè)：a.增加地基承受壓力的性能：b.提高基地的穩(wěn)定性，有效防止外來(lái)荷載對(duì)

10、建筑物的損害c.減少有害沉降對(duì)地基的不良影響，另 一方面還防止了地基的滲透變形。 </p><p>　　3.2土質(zhì)地基處理 </p><p>　　土質(zhì)地基是指疏松的砂性土或軟弱粘性土地基。 </p><p>　　3.2.1分析內(nèi)容： </p><p>　　a.地基處理日的和要求。砂性士疏松問(wèn)題或粘性土軟弱問(wèn)題的解決，滿(mǎn)足擋土墻對(duì)地基承載力、穩(wěn)

11、定性等的需求。 </p><p>　　b.地基條件。根據(jù)地基性質(zhì)選擇處理地基的具體方法，譬如強(qiáng)力夯實(shí)法適用于加固碎石土、砂性土、低飽和度粉土、濕陷性黃土、素填土、雜填土和工業(yè)廢渣等地基。 </p><p>　　c.材料。砂、碎石、素土和灰土等強(qiáng)度較高的材料。 </p><p>　　d.機(jī)具來(lái)源。根據(jù)工程具體需求。 </p><p>　　e.工

12、程投資。根據(jù)工程具體情況進(jìn)行預(yù)算。 </p><p>　　3.2.2 強(qiáng)力夯實(shí)法 </p><p>　　強(qiáng)力夯實(shí)法是采用一定重量的夯錘從高處自由落下，給地基以強(qiáng)大沖擊力和振動(dòng)，通過(guò)加密（使空氣或氣體排除）、固結(jié)（使水或流體排除）和預(yù)結(jié)變形（使各種顆粒成分在結(jié)構(gòu)上重新排列）的作用，從而改善地基上的工程性質(zhì)，使地基的滲透性、壓縮性降低，密實(shí)度、承載力、穩(wěn)定性得到提高，適陷性和液化可能性得以消除

13、。 </p><p>　　a.夯錘選擇。100kN一400kN之間，落距10m～26.6m之間，具體根據(jù)吊車(chē)的噸位選擇。 </p><p>　　b.平均夯沉量。強(qiáng)力夯實(shí)的加固效果與與單點(diǎn)夯擊與夯擊次數(shù)息息相關(guān)，一般通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)最佳夯擊能試驗(yàn)確定，譬如以粘性土以及濕陷土最后兩遍平均夯沉量不宜大于1.0～2.0cm，而砂性土一般不宜大于0.5～1.0cm。 </p><p>

14、;　　c.有效處理深度。反映出地基處理效果的重要參數(shù)。要全面考慮錘重、落距、土質(zhì)、地下水位埋藏深度、夯點(diǎn)差距、夯擊遍數(shù)、每遍擊數(shù)、間歇時(shí)間等強(qiáng)夯參數(shù)，主要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試夯結(jié)果和當(dāng)?shù)匾呀üこ痰慕?jīng)驗(yàn)確定。目前一般采用外擴(kuò)l～2排夯擊點(diǎn)的方式。 </p><p>　　d.地基強(qiáng)度檢測(cè)確定?？刹捎矛F(xiàn)場(chǎng)靜力觸探、鉆孔取樣的試驗(yàn)，必要時(shí)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)荷載試驗(yàn)驗(yàn)證。其中施工后地基強(qiáng)度的增強(qiáng)需要一段時(shí)問(wèn)，因此此法施工后的地基應(yīng)該留置1O～

15、3O天后再進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。 </p><p>　　3.3 巖石地基處理 </p><p>　　巖石地基在全風(fēng)化帶的顆粒處于一種松散的狀態(tài)，因此要求根據(jù)擋土墻的受力條件和重要性進(jìn)行適當(dāng)處理。一般采用圍結(jié)灌漿處理，可按梅花形或方格形布置，孔距、排距采取3～4m，孔深3～5m，并適當(dāng)采取一些防止?jié)B透破壞的加固措施。而弱風(fēng)化狀態(tài)的巖石地基，一般能夠滿(mǎn)足擋土墻的承載要求，因此只需對(duì)其中的裂縫進(jìn)行相應(yīng)的

16、處理。至于巖石地基進(jìn)行固結(jié)灌漿的各種設(shè)計(jì)參數(shù)，包括孔距、排距、孔深等，主要的依據(jù)是有關(guān)屬于巖石地基的水閘工程的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，其處理措施，也是根據(jù)上述經(jīng)驗(yàn)提出的。最常見(jiàn)的方法是挖除斷層破碎帶的一部分，才贏混凝土回填，再根據(jù)工程具體需要布置適量的鋼筋。 </p><p>　　3.4其他地基處理 </p><p>　　如果遇到溶洞、溶溝等地質(zhì)結(jié)構(gòu)，水工建筑物的選址應(yīng)該盡量避開(kāi)這些對(duì)地基整體穩(wěn)定性有影

17、響的地方：如果無(wú)法避免，則要綜合根據(jù)所處的位置、大小、埋藏深度并結(jié)合當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)條件等分析處理，常見(jiàn)地基處理方法是挖填和壓力灌漿等方法。 </p><p>　　綜上所述，搞好水工擋土墻設(shè)計(jì)，施工，不僅有重要的經(jīng)濟(jì)意義， 還可延長(zhǎng)工程使用壽命。因此，水利技術(shù)人員，都應(yīng)全面總結(jié)設(shè)計(jì)、施工管理方面的經(jīng)驗(yàn)，采取經(jīng)濟(jì)合理措施，以確保工程安全與效益。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)

18、 </b></p><p>　　[1]SL379―2007，水工擋土墻設(shè)計(jì)規(guī)范[S]. </p><p>　　[2]孫小丹，朱泊濤.賓格結(jié)構(gòu)在堤防防護(hù)工程中的應(yīng)用[J].水利科技與經(jīng)濟(jì)，2011，17（11）：94―95. </p><p>　　[3]尉希成，周美玲.支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)（第二版）[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2004. </p&g