仰斜式挡土墙的优越性

仰斜式挡土墙的优越性
刘建学
（河北省水利工程局第一工程处，河北保定071051）
摘要：从实际对比和理论分析两方面阐述了仰斜式挡土墙的优越性，同时介绍了仰斜式挡土墙的施工过程。

关键词：墙背倾斜角；土压力系数；水沉法
1仰斜式、俯斜式挡土墙的实际对比
承德市武烈河旅游桥至热河出口段右岸防洪坝工程采用仰斜式重力墙断面型式，如图1，断面积9．69m2。

墙后坝体填筑砂砾料，开挖边坡1：1。

施工过程中，由于体育场小区规划了船型楼工程，与防洪坝相交，为了使二者相协调，其中53m防洪坝断面为俯斜式重力墙断面型式，如图2，断面积18．41m2。

墙后坝体填筑砂砾料，堤顶宽8m。

通过以上两种断面对比计算，可以看出断面面积差为8．72m2。

即每m断面可节省混凝土8．72m3，防洪坝全长580m，即可节省混凝土5057．6m3，289．12元／m3计，则节省了投资146．22万元，近50％，而其运用效果是一样的。

由引可见，如何根据所在位置的地形，地质情况，因地制宜地选出最为经济的断面形式是一个至关重要的问题。

2仰斜式挡土墙的理论分析
常用的挡土墙依其断面的几何形式及其受力特点，可分为重力式、半重力式、衡重式、悬壁式、空箱式及板桩式等。

重力式挡土墙主要依靠自重来保证土压力作用下的稳定性。

重力式挡土墙可根据其墙背的坡度分为仰斜、垂直和俯斜3种形式。

在墙体所受重力、扬压力、土压力、墙前水压力、被动土压力等所有力中，影响墙体稳定的关键力仍是墙后土压力。

土压力公式为：
式中φ——土的内摩擦角，是由土本身性质决定的
α——墙背的倾斜角，即墙背与垂线的夹角，以垂线为准，反时针为正（称俯斜），顺时针为负（称仰斜）
β——墙后填土表面的倾斜角
δ——墙背与填土间的摩擦角，它与填土性质，墙背粗糙程度，排水条件，填土表面轮廓和它上面有无荷载等因素有关，应由试验确定
上式（2）可知，在φ、α、β、δ四角中，唯有α与墙体形式有关，同时φ、β、δ都是由客观自然条件决定的。

因此α是KA的决定因素，当φ、β、δ一定时，KA随α减小而减小。

当α为负值，即为仰斜时，土压力系数最小，则土压力最小，平衡此土压力所需自身重力最小，因此挡土墙断面最小。

所需混凝土最少，这就是仰斜式挡土墙能够节省混凝土，节约投资的原因。

当φ=15°，β=10°，δ=15°时，α与KA的关系见表1。

3仰斜式挡土墙的适用范围
虽然仰斜墙截面经济，但也有其自身的不足之处，例如，墙后回填土靠近墙背部分不易夯实，仰角过大会造成施工模板支立困难等。

如何综合考虑各方面因素，选出最为合理的截面形式。

一般可考虑以下因素：①按土压力理论，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。

②当挡土墙施工需要开挖时，仰斜墙比较合理，反之，如果墙背本来就需要回填，则宜采用俯斜墙或垂直墙，以使填土易于夯实。

③在水闸、船闸的闸室岸墙及其它一些水利水电工程中，由于设置闸门或水流等条件限制，挡土墙面需做成垂直时，仍宜采用俯斜墙。

④仰斜墙坡度愈缓，主动土压力愈小，但为了避免施工困难墙背仍不宜缓于4：1。

⑤为了使地基压应力不超过地基许可承载力，可在墙底加设墙趾台阶，对挡土墙抗倾稳定是有利的。

4施工过程简介
武烈河右岸防洪坝工程，为了与左岸工程相对称呼应，12m假缝1道，依据此结构要求，混凝土浇筑分层分块进行，底板基础浇筑顺序为1、3、5…，然后2、4、6…，墙体每层3块连体跳仓浇筑。

基础底板混凝土模板采用钢模板常规法支立，搭设与原始地面齐平的高脚手马道，顺坝浇筑，用1t机动翻斗车运输混凝土熟料，挂缓降器入仓，人工平仓，用插入式振捣器振捣。

墙体混凝土模板采用钢模板支立，对销螺栓固定，钢拉线找正，内撑外拉每层3块连体浇筑，中间分缝沥青木板采用底部插短钢筋，上部铅丝对立法固定，浇筑时两侧对称下料。

墙后坝体砂砾料填筑采用混凝土浇筑一层完成后，即填筑一层的施工方法，由于靠近仰斜墙背部的砂砾料无法用机械压实，施工过程中，采用水沉法压实，经灌水法取样检测，均达到了设计要求的干容重。

5结语
仰斜式挡土墙断面最为经济，应优先考虑，综合选定。