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摘要：在类似使用条件、使用情况并结合当地工程实际情况来确定其经济断面。从而达到施工方便快捷、工程成本低、适应性广、安全可靠的柔性结构、耐久性能好、生态环保和美观舒适的优点和特点。
关键词：水利水电工程；挡土墙；经济断面；浅析
1、挡土墙基本情况
挡土墙是挡（水）土建筑物，在一般土木工程建筑中，挡土墙作为一种支挡结构物，得到了广泛应用。挡土墙类型多种多样，主要根据地形地质、水文资料、建筑材料、墙的用途、施工方法及技术经济条件等因素来合理选择断面型式，使设计达到安全可靠、造价经济。挡土墙在水利水电工程建设中比较常用。笔者结合长期在水利水电工程工作实践，根据挡土墙使用要求和挡土墙不同高度而采用不同形式、断面、尺寸，通过工程进行事例总结、分析得出挡土墙的经济断面的经验值。
1.1挡土墙在水利水电和桥梁工程中的应用
挡土墙是常用的挡土建筑物，用来支承土或其他散粒材料（砂、砾石、破碎石块等）的侧压力，以防止土坡或不稳定的岩体破裂和向下滑动。
在水利水电工程建设中，挡土墙的应用范围极为广泛。
1.2挡土墙的形式
按照挡土墙断面设计的几何形状及其受力特点，常用的挡土墙形式有重力式、半重力式、衡重式、悬臂式、扶壁式（支墩式）、空箱式（孔格式）及板桩式，但常用的是重力式、半重力式和悬臂式，在水利水电工程尤为常见。
1.3挡土墙的分析
下面笔者结合水利水电工程实践，详细浅析上述三种形式在何种工作状态，采用何种断面尺寸、形状，达到经济合理、安全稳定。
1.4重力式挡土墙
重力式挡土墙顾名思义，主要依靠自重来保证在水、土压力及其它力作用下仍然安全稳定的混凝土或浆砌石建筑物。一般为简单的梯形断面。又分为俯斜式、垂直式、仰斜式。
根据工作实践经验总结，重力式挡土墙在墙高5m～6m以下时采用较为经济，如俯斜式和垂直式。适宜在基础开挖比较容易，有足够的底板宽度和基础承载力达到设计要求，墙后回填是松散骨料的情况下，常采用此断面形式，并严格要求墙背斜坡坡度不宜陡于1：0.3，常取0.3～0.5，较经济的坡度0.4，在边坡开挖后，需浆砌护坡、贴坡时常采用，斜坡坡度不陡于1：0.25，且墙面与墙背平行，经济合理。
按土压力理论分析，仰斜墙的主动土压力最小，俯斜墙的主动土压力最大，垂直墙界于两者之间。
从直观上分析，当墙背需要开挖边坡才建造，宜采用仰斜式比较合理；如墙背不需要开挖面直接回填，则宜采用俯斜墙或垂直墙，但俯斜式墙背回填后有向下的土压力作用于墙背斜坡上对墙体稳定性有利，而垂直墙回填后的散粒结构无有利的土压力帮助抗滑稳定，这时需考虑设墙后趾0.3m～0.5m宽和高。挡土墙经多年历次洪水考验，一直安然无恙。
相反，如果墙高大于6m，则按墙背斜坡坡度1：0.4计算， 要求底板宽度较大，开挖也大，工程量大，造价高，这时必须采用其它形式的挡土墙。例如：阳山县城防洪堤从连江桥至阳山大桥段，堤高为8m，试图采用重力式与半重力或衡重式比较，结果工程量很大，概率为50%以上，工程造价也相应较高，从而否定了重力式挡土墙的方案。
1.5半重力式擋土墙
半重力挡土墙是将重力式挡土墙的截面减小而底脚放大，这样可以减小地基应力，以适应软弱地基的要求。
半重力挡土墙主要由立板与底板组成，它的稳定性也依靠底板上的填土重量来保证，若墙后水位很高，水平向土压力，水压力过大，要求利用墙后大量填土重才能保证稳定时，常在力板与底板加设几个转折，将墙体做成折线断面，并加大底板尺寸，加大墙后向下的压力对稳定性有利。半重力挡土墙式，常用c10混凝土做成，在局部拉应力较大之处配置少量钢筋。综合实践经验总结：当墙的高度在6m～7m以下，立板与底板之间加一个转折点即可；如墙的高度大于7m，则多设多几个转折点，在实际设计中，第一转折点宜在墙顶下3m～3.5m处，第二转折点在第一转点下1.5m～2m以内，这样断面经济合理，又安全稳定。工程上广泛应用于闸门两边岸墙、河边岸墙等建筑物。
同样道理，如果墙高大于6m，则采用其他形式挡土墙。
1.6悬臂式挡土墙
悬臂式挡土墙主要依靠板上填土重量来保证其稳定性，其特点是厚度小、自重轻，受力对称，挡土高度可以很高而且经济。
悬臂式挡土墙，由立板与底板两部分组成，且墙两面做成垂直，底板做成等厚，底面做成水平，底板宽度由稳定计算及承重等计算决定，一般取挡土高度的0.6～0.8倍。挡土墙高度为挡土高度与埋置深之和。据经验：在软基上基础埋置深，不宜小于0.8m～1.0m，遇基岩或坚实基础可适当减少。悬臂式挡土墙可为浆砌石或混凝土建造因地制宜，就地取材为原则。
但如果在8m以上挡土高度时，要求基础宽度较大，且钢筋用量较大， 工程造价也相应较高。宜采用其它形式挡土墙。
1.7衡重式挡土墙
衡重式挡土墙由直墙、减重台与底脚三部分组成。衡重式挡土墙可利用减重台上的填土重增加墙身的稳定，并使地基应力分布比较均匀，在材料用量上后者要比简单的梯形截面减少10%至20%。衡重式挡土墙是一个复合断面，底端为一个承台，高为总高的0.45～0.55倍，上部为一个重力式挡墙，5为总高的0.55～0.45倍。经验证明墙高大于6m时采用衡重式挡土墙其优点突出。
2、挡土墙与水利水电工程的应用结合
2.1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。 2.2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。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。
2.3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。
3、结束语
以上是对各类工程使用的挡土墙的经验实践总结，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。
参考文献：
[1]王涛.悬臂式挡土墙施工技术[J].建材技术与应用，2011（01）.
[2]郑红英，赵学辉.水工建筑物中挡土墙设计内容及施工质量要求的探讨[J].水利科技与经济，2011（03）.
[3]谌洪烨.论水利工程挡土墙的设计[J].河南水利与南水北调，2013（16）.
[4]解析水利水电工程施工技术及管理措施[J]. 黄德炎.建材与装饰.2017（09）.
[5]水利水电工程中施工技術及管理措施的探讨[J].陆燕斌.中国新技术新产品.2011（21）.
[6]刍议水利水电工程中的施工技术管理[J]. 余梅花.企业科技与发展.2015（15）.
（作者单位：河南新恒丰工程咨询有限公司）
关键词：水利水电工程；挡土墙；经济断面；浅析
1、挡土墙基本情况
挡土墙是挡（水）土建筑物，在一般土木工程建筑中，挡土墙作为一种支挡结构物，得到了广泛应用。挡土墙类型多种多样，主要根据地形地质、水文资料、建筑材料、墙的用途、施工方法及技术经济条件等因素来合理选择断面型式，使设计达到安全可靠、造价经济。挡土墙在水利水电工程建设中比较常用。笔者结合长期在水利水电工程工作实践，根据挡土墙使用要求和挡土墙不同高度而采用不同形式、断面、尺寸，通过工程进行事例总结、分析得出挡土墙的经济断面的经验值。
1.1挡土墙在水利水电和桥梁工程中的应用
挡土墙是常用的挡土建筑物，用来支承土或其他散粒材料（砂、砾石、破碎石块等）的侧压力，以防止土坡或不稳定的岩体破裂和向下滑动。
在水利水电工程建设中，挡土墙的应用范围极为广泛。
1.2挡土墙的形式
按照挡土墙断面设计的几何形状及其受力特点，常用的挡土墙形式有重力式、半重力式、衡重式、悬臂式、扶壁式（支墩式）、空箱式（孔格式）及板桩式，但常用的是重力式、半重力式和悬臂式，在水利水电工程尤为常见。
1.3挡土墙的分析
下面笔者结合水利水电工程实践，详细浅析上述三种形式在何种工作状态，采用何种断面尺寸、形状，达到经济合理、安全稳定。
1.4重力式挡土墙
重力式挡土墙顾名思义，主要依靠自重来保证在水、土压力及其它力作用下仍然安全稳定的混凝土或浆砌石建筑物。一般为简单的梯形断面。又分为俯斜式、垂直式、仰斜式。
根据工作实践经验总结，重力式挡土墙在墙高5m～6m以下时采用较为经济，如俯斜式和垂直式。适宜在基础开挖比较容易，有足够的底板宽度和基础承载力达到设计要求，墙后回填是松散骨料的情况下，常采用此断面形式，并严格要求墙背斜坡坡度不宜陡于1：0.3，常取0.3～0.5，较经济的坡度0.4，在边坡开挖后，需浆砌护坡、贴坡时常采用，斜坡坡度不陡于1：0.25，且墙面与墙背平行，经济合理。
按土压力理论分析，仰斜墙的主动土压力最小，俯斜墙的主动土压力最大，垂直墙界于两者之间。
从直观上分析，当墙背需要开挖边坡才建造，宜采用仰斜式比较合理；如墙背不需要开挖面直接回填，则宜采用俯斜墙或垂直墙，但俯斜式墙背回填后有向下的土压力作用于墙背斜坡上对墙体稳定性有利，而垂直墙回填后的散粒结构无有利的土压力帮助抗滑稳定，这时需考虑设墙后趾0.3m～0.5m宽和高。挡土墙经多年历次洪水考验，一直安然无恙。
相反，如果墙高大于6m，则按墙背斜坡坡度1：0.4计算， 要求底板宽度较大，开挖也大，工程量大，造价高，这时必须采用其它形式的挡土墙。例如：阳山县城防洪堤从连江桥至阳山大桥段，堤高为8m，试图采用重力式与半重力或衡重式比较，结果工程量很大，概率为50%以上，工程造价也相应较高，从而否定了重力式挡土墙的方案。
1.5半重力式擋土墙
半重力挡土墙是将重力式挡土墙的截面减小而底脚放大，这样可以减小地基应力，以适应软弱地基的要求。
半重力挡土墙主要由立板与底板组成，它的稳定性也依靠底板上的填土重量来保证，若墙后水位很高，水平向土压力，水压力过大，要求利用墙后大量填土重才能保证稳定时，常在力板与底板加设几个转折，将墙体做成折线断面，并加大底板尺寸，加大墙后向下的压力对稳定性有利。半重力挡土墙式，常用c10混凝土做成，在局部拉应力较大之处配置少量钢筋。综合实践经验总结：当墙的高度在6m～7m以下，立板与底板之间加一个转折点即可；如墙的高度大于7m，则多设多几个转折点，在实际设计中，第一转折点宜在墙顶下3m～3.5m处，第二转折点在第一转点下1.5m～2m以内，这样断面经济合理，又安全稳定。工程上广泛应用于闸门两边岸墙、河边岸墙等建筑物。
同样道理，如果墙高大于6m，则采用其他形式挡土墙。
1.6悬臂式挡土墙
悬臂式挡土墙主要依靠板上填土重量来保证其稳定性，其特点是厚度小、自重轻，受力对称，挡土高度可以很高而且经济。
悬臂式挡土墙，由立板与底板两部分组成，且墙两面做成垂直，底板做成等厚，底面做成水平，底板宽度由稳定计算及承重等计算决定，一般取挡土高度的0.6～0.8倍。挡土墙高度为挡土高度与埋置深之和。据经验：在软基上基础埋置深，不宜小于0.8m～1.0m，遇基岩或坚实基础可适当减少。悬臂式挡土墙可为浆砌石或混凝土建造因地制宜，就地取材为原则。
但如果在8m以上挡土高度时，要求基础宽度较大，且钢筋用量较大， 工程造价也相应较高。宜采用其它形式挡土墙。
1.7衡重式挡土墙
衡重式挡土墙由直墙、减重台与底脚三部分组成。衡重式挡土墙可利用减重台上的填土重增加墙身的稳定，并使地基应力分布比较均匀，在材料用量上后者要比简单的梯形截面减少10%至20%。衡重式挡土墙是一个复合断面，底端为一个承台，高为总高的0.45～0.55倍，上部为一个重力式挡墙，5为总高的0.55～0.45倍。经验证明墙高大于6m时采用衡重式挡土墙其优点突出。
2、挡土墙与水利水电工程的应用结合
2.1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。 2.2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。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。
2.3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。
3、结束语
以上是对各类工程使用的挡土墙的经验实践总结，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。
参考文献：
[1]王涛.悬臂式挡土墙施工技术[J].建材技术与应用，2011（01）.
[2]郑红英，赵学辉.水工建筑物中挡土墙设计内容及施工质量要求的探讨[J].水利科技与经济，2011（03）.
[3]谌洪烨.论水利工程挡土墙的设计[J].河南水利与南水北调，2013（16）.
[4]解析水利水电工程施工技术及管理措施[J]. 黄德炎.建材与装饰.2017（09）.
[5]水利水电工程中施工技術及管理措施的探讨[J].陆燕斌.中国新技术新产品.2011（21）.
[6]刍议水利水电工程中的施工技术管理[J]. 余梅花.企业科技与发展.2015（15）.
（作者单位：河南新恒丰工程咨询有限公司）