挡土墙在水利水电工程中的应用浅谈

挡土墙的应用较为广泛，比如水利水电工程、航道建设、建筑工程等等，作为一种支挡结构，发挥着非常重要的作用。所以挡土墙的设计在水利水电工程专业土力学教学中的设置是及其重要的部分。尤其在当今21世纪生态水利、资源水利与环境水利的时代，水工挡土墙在传统的挡土、挡水情况之外，更多时候作为一道景观墙，兼备造景功能，创造人与自然和谐相处的生态滨水环境，为水利水电工程带来一道亮丽的风景线。

1.挡土墙的分类

1.1重力式挡土墙

我们都知道，目前在我国，重力式挡土墙是很常用的一种挡土墙，这种重力墙是以挡土墙自身重力来维持挡土墙在土体侧压力作用下稳定的设施。此款挡土墙可用石块砖块和混凝土预制块作为砌体，另外一种形式就是采用片石混凝土或混凝土进行整体浇筑；它具有体积、重量大的特点，在软弱地基上修建重力式挡土墙时往往受到承载力的限制，在国内，主要应用于铁路、公路、水利、矿山等领域。据科学检测，根据挡土墙墙背的坡度又可将重力式挡土墙分为仰斜式挡土墙、俯斜式挡土墙、直立式挡土墙三种类型。如果挡土墙墙体太高，那么需要耗费的建筑材料也就会越多，采用重力式挡土墙在经济上也不划算。在地基较好同时挡土墙高度合适，建筑所在地又有石料可用的情况下，重力式挡土墙就应该是首选。重力式挡土墙一般不配钢筋，在墙高在6m以下，地层稳定且开挖土石方时不会危及相邻建筑物安全的情况下使用时，他的经济效益是特别明显的。

　　1.2悬臂式挡土墙

　　除了重力式挡土墙，另外一种悬臂式挡土墙又称为扶臂式挡土墙，它的主要特点是主要靠底板上的填土重量来维持稳定的挡土墙。悬臂式挡土墙由底板和固定在底板上的直墙构成，构件有立壁、趾板及踵板三个钢筋混凝土。这类挡土墙墙体结构较为简单，施工起来也很方便，能适应较松软的地基，当墙很高时，立壁下部的弯矩很大大，材料用量增多，经济会有很大影响，此时应该采用扶壁式挡土墙。

　　2.挡土墙存在不确定性

　　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。

　　3.挡土墙与水利水电工程的应用结合

　　3..1挡土墙在水工的冻胀设计

　　在我国的东北地区，天气寒冷，冻胀是很常见的问题，那么它是什么原因造成的呢？是的，温度过低时，土中水分子冻结、凝结成冰体积增长就会引起土体膨胀、地面不均匀而隆起的现象。冻胀力如果作用在建筑物、构筑物和道路上，会造成很大的破坏，严重者还会造成经济损失。因此水工挡土墙在冻胀环境下的设计显得尤为重要。

　　根据《水工建筑物抗冰冻设计规范》，我们可以知道，在需要考虑水工挡土墙冻胀设计的地区需按规范要求对挡土墙的尺寸、重量进行严格设计，根据挡土墙的高度选择计算荷载，下一步确定工程设计冻深，计算点地表冻胀量、最大单位水平冻胀力标准值及墙体结构的稳定性，研究技术人员应该严格按照计算结果进行挡土墙在冻胀条件下的设计。

　　3.2承重式挡土墙在水工中的施工技术

　　承重式挡土墙在水利水电工程中的施工技术有什么需要特别注意的呢？重力式挡土墙施工时的埋置深度、施工材料及施工时所在不同场地的不同应对方法的选择对挡土墙整体的稳定性及安全性均具有较大的影响，设计时需要格外注意。

　　重力式挡土墙的埋置深度是其建造中极其重要的一个环节，与挡土墙的稳定性、安全性有紧密联系，因此施工过程中应首先严格根据实际情况设计基础埋置的深度。例如基底层为土层时，埋置深度应大于等于1m，并且在基底适当位置做砂石垫层；相同的，当基底的土壤较软时，说明着基底有很多水分，需要进行适当的桩基加固处理，否则就会对后续工作埋下较大隐患；当基底是岩石的时候，应该将其岩层进行全部清除，基坑开挖之前，为了让防止地表水对重力式挡土墙的侵蚀，还要在地面进行一定的排水工作，为了施工方便，一般大于基础外援边线一米或半米基坑开挖是最基本的原则；基坑挖至设计标高后，进行长时间的暴露是特别忌讳的，如果让基坑经受长时间的暴晒和腐蚀，就会降低基底的承载能力，所以基坑开挖后要尽快进行挡土墙的施工。基坑完成之后要进行施工材料的准备，挡土墙的砌块要选用硬度较大的块体，同时砂浆配合比与其流动性也必须满足相应严格的设计要求，并建立与其相应的检查机制，在设计的同时可以随时检查砂浆的配合比与流动性是否符合设计要求，在此前提下砂浆一定要搅拌充分并均匀，严格保证石块之间的灰缝填充密实无间。除此之外还需要注意砂浆的运输，在整个运输过程中，应该严格检查砂浆的质量和稠度，特别在冬季寒冷气候进行施工时，注意砂浆对砌筑强度的影响性，对块石进行砌筑之前，一定要保证基底已经干净整洁。

　　3.3挡土墙在水工中的排水措施

　　不管是建筑施工工程，还是水利水电工程中，排水措施都非常重要，严重者甚至影响整个工程的进度和质量，依据所施工的目标，排水甚至贯穿于整个施工过程中，是施工中需要格外注意的项目，在设计时需要依据严重程度再行详细设计，水利水电工程的排水较建筑工程更重要一些，尤其是水利水电工程中的挡土墙施工中的排水措施。

　　水利水电工程中挡土墙排水系统的设置主要包括地面排水以及墙身排水两个方面。地面排水设置主要有地面排水沟、截引地表水和地面水下渗等方法，在有需要的情况下，除上述方法外还需要设置铺砌层；墙身排水系统的设置的作用主要是排出墙后积水，此项工作设计的重点在泄水孔的孔眼大小、安装位置及安装坡度上。

　　在我国公共建筑、各大民间建筑、国家水利水电工程的发展过程中，挡土墙的地位已经越来越重要，尤其在各大水利发电站的应用上更是整个工程的主体工程。例如三峡水利工程的挡土墙高181m，长2509m，总重4000多万吨，号称“世界第一重坝”，年供电量达971亿度电，对我国的经济发展、国际地位具有重大意义。然而在挡土墙具有重大效益，运用于各大重要的建筑中时，挡土墙应用的各大问题也表现的格外突出，裂缝处理、排水措施等各问题处理的研究也成为了各大建筑、水利工作研究者的研究主题，所以，在建筑领域的各式墙体及其安全防护问题是整个领域的主导，建筑事业工作者有责任也有义务为了安全防护问题奉献自己的力量。