论文部分内容阅读
摘要：挡土墙的设计要符合其标准要求，在实际设计当中，会遇到一些具体的问题，需要根据实情进行验证。
关键词：泄洪建筑物、地基沉陷、排水孔
水工挡土墙分为有挡水要求和无挡水要求两类。除设计允许水流从墙顶漫溢的挡土墙外，其他有挡水要求的永久性挡土墙除了具有防止土体崩塌作用外，其結构稳定和墙顶超高等都与洪水标 准相关。由于这类挡土墙与所属的水工建筑物一起承担着挡水的任务，因此其设计洪水标准应与所属水工建筑物的洪水标准一致。
一、设计标准
无挡水要求的永久性挡土墙，例如位于防洪水位以上的挡土墙，当然不作设计洪水标准的规定。 位于水工建筑物上、下游河道内的挡土墙，例如作为河道护岸的挡墙等，其洪水标准应与水工 建筑物上、下游河道的设计洪水标准一致。位于挡洪建筑物上游的翼墙，属于挡洪建筑物上游的一 部分，其洪水标准只能与所属挡洪建筑物的设计洪水标准相同，而绝对不能低于挡洪建筑物的设计洪水标准。位于水工建筑物下游的翼墙，作为水工建筑物下游的一部分，其设计洪水标准亦应与所 属水工建筑物的设计洪水标准相同，只是防洪水位值与上游的防洪水位值不一样。如泄洪建筑物泄洪时下游的洪水水位较高，但许多情况下泄洪建筑物下游消能防冲设施的安全性往往受始流条件控制，而下游翼墙墙前水位的高低对其结构的稳定又有较大的影响，因此泄洪建筑物下游的翼墙还应考虑相应于下游消能防冲设施设计洪水标准时可能出现的不利情况。
设计洪水标准往往决定了水工建筑物的规模和安全标准，挡土墙作为水工建筑物的重要组成部分，其设计洪水标准应与同级水工建筑物的设计洪水标准一致。提高一个设计级别时，其面临洪水的机率却是与主体建筑物是一致的，
对于不允许水流从墙顶漫溢的水工挡土墙，兼有挡土和挡水的双重任务，如水工建筑物上游的翼墙，在所属水工建筑物关闸挡水时，无论是在正常蓄水位或最高挡水位条件下，由于风力作用，墙前均会出现波浪立波或破碎波波型，因此翼墙的墙顶高程不应低于正常蓄水位或最高挡水位加波浪计算高度与相应安全加高值之和。当所属水工建筑物系泄水建筑物，遇到设计洪水位或校核洪水位必须开闸泄水时，由于流速的影响，水面不会形成较高的波浪，至少不会形成立波波型，因此翼墙的墙顶高程不应低于设计洪水位或校核洪水位与相应安全加高值之和。
二、重力式挡土墙的构造措施
挡土墙的细部构造对工程的质量和安全有着非常重要的影响。工程设计中许多挡土墙的计算和施工都满足规范要求，但在工程完工后，尤其在汛期或冬春交替期间，却出现墙体裂缝或倾覆的现象，分析其主要原因是挡土墙的细部构造措施不够完善。
1、墙体分缝和止水
为了避免地基沉陷和温度应力引起的裂缝，挡土墙沿长度方向上应设置沉降缝或伸缩缝，这两种缝通常设置在一起。对建在软基上的混凝土挡土墙分段长度为15～20 m，对于浆砌石挡土墙分段长度不宜大于10 m。挡土墙沿长度方向的分缝还应考虑以下两种情况：挡土墙在平面和立面布置的突变折点处应设置沉降缝；挡土墙基础下地基岩性发生明显变化处也应设置沉降缝。
墙体分缝宽度约2.0～2.5 cm，内填闭孔泡沫板或嵌入沥青衫板等材料用以防止墙后填料流失。根据施工经验，由于闭孔泡沫板容易变形，因此施工时多采用沥青衫板填充。对于有侧向防渗要求范围内的分缝中应设置垂直向止水，一般水利工程可仅在墙前分缝中设置一道止水，而对于重要水利工程中的挡土墙，应在墙内分缝中设置前后两道止水。挡土墙分缝的垂直止水应和墙前迎水面的底面缝间的水平止水构成封闭系统。缝中止水可使用橡胶止水带或铜片止水（多在混凝土墙中可使用），也可用遇水膨胀止水条（多在浆砌石墙中可使用），特殊部位有时也可用双组份聚硫密封膏进行止水处理。
2、墙体排水措施
位于非防渗范围内的挡土墙，为了降低挡土墙后的地下水位，减小墙后的静水压力，通常在墙身布置适当数量的排水孔，使墙后积水或地下水易于排出。挡土墙排水除减少静水压力外，对于填黏性土的挡土墙还可以提高填土的强度指标，从而减少作用于墙上的土压力，特别是在寒冷地区，降低墙后填土的含水量和削弱地下水补给，对减少作用于挡土墙上的水平冻胀力也有显著作用。
三、计算
1、荷载计算
挡土墙结构及其上部填料的自重应按其几何尺寸及材料重度计算确定。永久性设备应 采用铭牌重量。
作用在挡土墙墙后填土破裂体范围内的车辆、人群等附加荷载，可按国家现行的有关 标准的规定确定。作用在挡土墙上的土压力应根据墙后填土性质、挡土高度、填土内的地下水位、填土 顶面坡角及超荷载等计算确定。对于有向外侧移动或转动趋势的挡土墙，可按主动土压力计 算；对于沉井基础、板桩和锚碇墙结构的土抗力，可按被动土压力计算。
作用在挡土墙底板上的水重应按其实际体积及水的重度计算确定。多泥沙河流上的挡 土墙还应考虑含沙量对水的重度的影响。作用在挡土墙上的静水压力应根据挡土墙不同运用情况时的墙前、墙后水位组合条件 计算确定。多泥沙河流上的挡土墙还应考虑含沙量对水的重度的影响。作用在挡土墙基底面的扬压力应根据地基类别、防渗与排水布置及墙前、墙后水位组 合条件计算确定。作用在挡土墙上的淤沙压力应根据墙前可能淤积的厚度及泥沙重度等计算确定。
作用在挡土墙上的风浪压力，应根据墙前风向、风速、风区长度 (吹程)、风区内的 平均水深以及墙前实际波态的判别等，按国家现行有关标准的规定计算确定。作用在挡土墙上的冰压力、土的冻胀力、地震荷载以及其它荷载，可按国家现行有关 标准的规定计算确定。施工过程中各个阶段的临时荷载应根据工程实际情况确定。
2、稳定计算
水工挡土墙的稳定计算应根据地基情况、结构特点及施工条件进行计算。在各种运用 情况下，挡土墙地基应能满足承载力、稳定和变形的要求。土质地基上挡土墙的计算应根据地基土和填料土的常规物理力学性质试验指标进行。 地基土的专门试验项目应根据工程具体情况确定。地基土的剪切试验方法可按 SL 265－2001 的规定选用。基岩物理力学性质指标的试验 方法可按 SL 264－2001 的规定选用。 挡土墙墙后填料土应根据防渗排水要求及土料来源等因素，综合选用抗剪强度指标较 高的土料。填料土抗剪强度试验指标宜通过试验或工程类比确定。
参考文献：
[1] 张大辉.对水工挡土墙设计与探讨[J]. 黑龙江科技信息. 2009(14)
[2] 程国立;. 水工挡土墙结构设计初探 [J]. 科技传播, 2013.13
[3] 任森智.重力式挡土墙结构的选型及施工探讨[J]. 科技风. 2010(16)
关键词：泄洪建筑物、地基沉陷、排水孔
水工挡土墙分为有挡水要求和无挡水要求两类。除设计允许水流从墙顶漫溢的挡土墙外，其他有挡水要求的永久性挡土墙除了具有防止土体崩塌作用外，其結构稳定和墙顶超高等都与洪水标 准相关。由于这类挡土墙与所属的水工建筑物一起承担着挡水的任务，因此其设计洪水标准应与所属水工建筑物的洪水标准一致。
一、设计标准
无挡水要求的永久性挡土墙，例如位于防洪水位以上的挡土墙，当然不作设计洪水标准的规定。 位于水工建筑物上、下游河道内的挡土墙，例如作为河道护岸的挡墙等，其洪水标准应与水工 建筑物上、下游河道的设计洪水标准一致。位于挡洪建筑物上游的翼墙，属于挡洪建筑物上游的一 部分，其洪水标准只能与所属挡洪建筑物的设计洪水标准相同，而绝对不能低于挡洪建筑物的设计洪水标准。位于水工建筑物下游的翼墙，作为水工建筑物下游的一部分，其设计洪水标准亦应与所 属水工建筑物的设计洪水标准相同，只是防洪水位值与上游的防洪水位值不一样。如泄洪建筑物泄洪时下游的洪水水位较高，但许多情况下泄洪建筑物下游消能防冲设施的安全性往往受始流条件控制，而下游翼墙墙前水位的高低对其结构的稳定又有较大的影响，因此泄洪建筑物下游的翼墙还应考虑相应于下游消能防冲设施设计洪水标准时可能出现的不利情况。
设计洪水标准往往决定了水工建筑物的规模和安全标准，挡土墙作为水工建筑物的重要组成部分，其设计洪水标准应与同级水工建筑物的设计洪水标准一致。提高一个设计级别时，其面临洪水的机率却是与主体建筑物是一致的，
对于不允许水流从墙顶漫溢的水工挡土墙，兼有挡土和挡水的双重任务，如水工建筑物上游的翼墙，在所属水工建筑物关闸挡水时，无论是在正常蓄水位或最高挡水位条件下，由于风力作用，墙前均会出现波浪立波或破碎波波型，因此翼墙的墙顶高程不应低于正常蓄水位或最高挡水位加波浪计算高度与相应安全加高值之和。当所属水工建筑物系泄水建筑物，遇到设计洪水位或校核洪水位必须开闸泄水时，由于流速的影响，水面不会形成较高的波浪，至少不会形成立波波型，因此翼墙的墙顶高程不应低于设计洪水位或校核洪水位与相应安全加高值之和。
二、重力式挡土墙的构造措施
挡土墙的细部构造对工程的质量和安全有着非常重要的影响。工程设计中许多挡土墙的计算和施工都满足规范要求，但在工程完工后，尤其在汛期或冬春交替期间，却出现墙体裂缝或倾覆的现象，分析其主要原因是挡土墙的细部构造措施不够完善。
1、墙体分缝和止水
为了避免地基沉陷和温度应力引起的裂缝，挡土墙沿长度方向上应设置沉降缝或伸缩缝，这两种缝通常设置在一起。对建在软基上的混凝土挡土墙分段长度为15～20 m，对于浆砌石挡土墙分段长度不宜大于10 m。挡土墙沿长度方向的分缝还应考虑以下两种情况：挡土墙在平面和立面布置的突变折点处应设置沉降缝；挡土墙基础下地基岩性发生明显变化处也应设置沉降缝。
墙体分缝宽度约2.0～2.5 cm，内填闭孔泡沫板或嵌入沥青衫板等材料用以防止墙后填料流失。根据施工经验，由于闭孔泡沫板容易变形，因此施工时多采用沥青衫板填充。对于有侧向防渗要求范围内的分缝中应设置垂直向止水，一般水利工程可仅在墙前分缝中设置一道止水，而对于重要水利工程中的挡土墙，应在墙内分缝中设置前后两道止水。挡土墙分缝的垂直止水应和墙前迎水面的底面缝间的水平止水构成封闭系统。缝中止水可使用橡胶止水带或铜片止水（多在混凝土墙中可使用），也可用遇水膨胀止水条（多在浆砌石墙中可使用），特殊部位有时也可用双组份聚硫密封膏进行止水处理。
2、墙体排水措施
位于非防渗范围内的挡土墙，为了降低挡土墙后的地下水位，减小墙后的静水压力，通常在墙身布置适当数量的排水孔，使墙后积水或地下水易于排出。挡土墙排水除减少静水压力外，对于填黏性土的挡土墙还可以提高填土的强度指标，从而减少作用于墙上的土压力，特别是在寒冷地区，降低墙后填土的含水量和削弱地下水补给，对减少作用于挡土墙上的水平冻胀力也有显著作用。
三、计算
1、荷载计算
挡土墙结构及其上部填料的自重应按其几何尺寸及材料重度计算确定。永久性设备应 采用铭牌重量。
作用在挡土墙墙后填土破裂体范围内的车辆、人群等附加荷载，可按国家现行的有关 标准的规定确定。作用在挡土墙上的土压力应根据墙后填土性质、挡土高度、填土内的地下水位、填土 顶面坡角及超荷载等计算确定。对于有向外侧移动或转动趋势的挡土墙，可按主动土压力计 算；对于沉井基础、板桩和锚碇墙结构的土抗力，可按被动土压力计算。
作用在挡土墙底板上的水重应按其实际体积及水的重度计算确定。多泥沙河流上的挡 土墙还应考虑含沙量对水的重度的影响。作用在挡土墙上的静水压力应根据挡土墙不同运用情况时的墙前、墙后水位组合条件 计算确定。多泥沙河流上的挡土墙还应考虑含沙量对水的重度的影响。作用在挡土墙基底面的扬压力应根据地基类别、防渗与排水布置及墙前、墙后水位组 合条件计算确定。作用在挡土墙上的淤沙压力应根据墙前可能淤积的厚度及泥沙重度等计算确定。
作用在挡土墙上的风浪压力，应根据墙前风向、风速、风区长度 (吹程)、风区内的 平均水深以及墙前实际波态的判别等，按国家现行有关标准的规定计算确定。作用在挡土墙上的冰压力、土的冻胀力、地震荷载以及其它荷载，可按国家现行有关 标准的规定计算确定。施工过程中各个阶段的临时荷载应根据工程实际情况确定。
2、稳定计算
水工挡土墙的稳定计算应根据地基情况、结构特点及施工条件进行计算。在各种运用 情况下，挡土墙地基应能满足承载力、稳定和变形的要求。土质地基上挡土墙的计算应根据地基土和填料土的常规物理力学性质试验指标进行。 地基土的专门试验项目应根据工程具体情况确定。地基土的剪切试验方法可按 SL 265－2001 的规定选用。基岩物理力学性质指标的试验 方法可按 SL 264－2001 的规定选用。 挡土墙墙后填料土应根据防渗排水要求及土料来源等因素，综合选用抗剪强度指标较 高的土料。填料土抗剪强度试验指标宜通过试验或工程类比确定。
参考文献：
[1] 张大辉.对水工挡土墙设计与探讨[J]. 黑龙江科技信息. 2009(14)
[2] 程国立;. 水工挡土墙结构设计初探 [J]. 科技传播, 2013.13
[3] 任森智.重力式挡土墙结构的选型及施工探讨[J]. 科技风. 2010(16)