水利工程中挡土墙的设计应用
□黄观幸（江西省水利水电建设有限公司）
【摘 要】水利工程的建设，离不开挡土墙对于工程安全的维护。如何保障工程顺利实施，是保障水利工程安全建设、运营和维护的关键。文章首先分析了挡土墙的分类，接着针对重力式挡土墙的稳定性进行了定量分析，接着从工程实际中介绍了稳定性计算在水利工程挡土墙中的应用，并对于相关问题进行了专项分析和提出了针对性解决措施，相关研究对于未来水利工程工程的设计、施工和运营维护能够提供一定的理论和工程经验。 【期刊名称】河南水利与南水北调 【年(卷),期】2017(046)012 【总页数】3
【关键词】水利工程；挡土墙；失稳；加固处理
0 引言
当前随着社会经济的持续快速增长，我国国民经济得到了较大的发展，尤其是涉及民生的水利工程。在水利工程施工过程中，会存在比较复杂的施工环境，如地形起伏较大、场地不平整等，面如复杂多变的环境，如何保障工程安全、按时完成时投资者和建设者共同关注的话题，采用挡土墙进行施工防护是维护水利工程施工安全的重要措施。水利工程施工过程中，采用挡土墙可以大幅度提高工程安全性，对潜在的崩塌、滑塌等地质灾害可以起到很到的预防和防护作用，同时对于人工建造的陡坡和斜坡也能起到较大的稳定作用。从结构上讲，挡土墙可以分为重力式挡土墙、悬臂式挡土墙和扶壁式挡土墙。对于挡土墙，尤其是重力式挡土墙，鉴于其结构简单、施工方便和就地取材的有点，在水利
工程中得到了较为广泛的应用。鉴于挡土墙在水利工程中起到较大的安全防护作用，因此对于挡土墙的安全分析显得尤为必要，当前多采用安全系数法为度量，但是定值设计方法对于土壤的各项物理力学指标的随机性无法进行定量分析，使得挡土墙的定值计算方法的安全系数偏于不安全，甚至产生破坏的现象。鉴于挡土墙的重要作用，本文首先从挡土墙的分类开始介绍，针对常用的重力式挡土墙，分别从可靠度分析模型介绍，然后结合工程经验介绍了但土墙存在的问题和改进的措施，接着从细节上介绍了挡土墙在实际水利工程中的应用，相关研究对于未来类似工程提供一定的理论和工程经验支持。
1 挡土墙的分类
鉴于挡土墙施工简便、占地面积小和施工费用少的特点，因此在水利工程中场地高差大、场地起伏大的情况下较为适用。根据挡土墙的受力形式，挡土墙主要分为重力式挡土墙、扶壁式挡土墙和衡重式挡土墙等。以下做详细介绍： 1.1 重力式挡土墙
作为水利工程中最为常见的挡土墙形式，以自身重力来维持挡土墙在土侧压力下稳定的重力式挡土墙，在水利工程中得到了较为广泛的应用。重力式挡土墙多采用石块、片石或混凝土整体浇注的形式；由于其体积和重量均较大，因此在软土地基上的应用受到了一定程度的应用；同时如果挡土墙墙体太高、需要较多的建筑材料，重力式挡土墙在经济上也并不划算。即在地基较好且挡土墙高度适中的情况下，如果当地有石料可用则重力式片石挡土墙则是挡土墙形式的首选。关于挡土墙的具体形式如图1所示。
根据图1所示，维持混凝土稳定的形式多是根据自身重量和上部填土质量进行设计的，随着挡土墙高度的增加，体积也会较大的增加。鉴于浆砌石重力式挡
土墙彼此粘结强度较弱，因此多采用延长墙趾的方式。 1.2 扶壁式挡土墙
作为挡土墙的另一种常见形式，扶壁式挡土墙主要是依靠底板上的填土质量来维持挡土墙的稳定的挡土墙。悬臂式挡土墙包括底板、直墙构成，主要构件包括立壁、趾板及踵板等。具体构件形式如图2所示。
根据图2可知，扶壁式挡土墙结构较为简单，方便施工，由于踵板的采用，在松软地基中也能得到较为广泛的应用。如果施工条件对于挡土墙的高度要求较高时，使得力臂下部弯矩较大，使得对于材料的需求较多，扶壁式挡土墙则体现了其经济性。 1.3 衡重式挡土墙
对于衡重式挡土墙，分为空腹衡重式和实心衡重式挡土墙，主要结构如图3所示。
根据图3所示，空腹式混凝土挡土墙，由于墙呈空腹状态，可以采取开孔充水或者用渣土填充，这可以较大程度的增加挡土墙的重量，大大增加挡土墙的稳定程度。
2 重力式挡土墙结构稳定性可靠度分析模型
鉴于重力式挡土墙在水利工程中较为常见，同时在水利工程病害检测中，重力式挡土墙的稳定性成为较为常见的病害，根据查阅相关文献和实际工程，稳定性是造成重力式挡土墙破坏的主要原因，以下从受力原理上计算重力式挡土墙的抗倾覆稳定性，对于重力式挡土墙的稳定性提供理论上的支持。 2.1 重力式挡土墙抗倾覆稳定性功能函数的建立
对于挡土墙的稳定性，主要是要求挡土墙不发生围绕墙趾的倾覆性破坏，计算
水利工程中挡土墙的设计应用
