河道软基上的水工仰斜式挡土墙结构优化设计

河道软基上的水工仰斜式挡土墙结构优
化设计
摘要：现今我国更为注重工程行业的建设与发展，在其建设中施工技术的提升以及结构设计优化都是其行业发展的重要内容。

河道软基上的水工仰斜式挡土墙结构优化设计工作极为重要，会直接影响水利河道护岸工程的建设质量，结构设计优化的质量和水平更会影响人们生活的质量。

对此，笔者将重点针对河道软基上的水工仰斜式挡土墙结构优化进行分析，并对其水作用力的处理方式进行详细探究，为我国水利工程建设奠定良好的基础保障。

关键词：河道软基；水工仰斜式挡土墙；结构优化；设计
引言:
现今工程建设中各种形式的挡土墙都逐渐应用到水利工程建设中，水利工程建设投资较大，其施工规模也逐年扩大，施工技术更为复杂、多变，在工程建设中国最为常用的为仰斜式挡土墙，在实际施工建设中其挡土墙的形式相对其他挡土墙具有较多的优势，挡土墙的受力状况能够得到提高，也能够保障回填土的密度，更能够保障基础的稳定性，墙体的整体建设质量也能够得到保障，更利于为整体水利工程建设奠定基础。

1水工仰斜式挡土墙的构造布置
水工仰斜式挡土墙的构造布置是挡土墙设计中极为重要的一项内容，经常被应用在河道的纵断面或者横断面中，在布置之前，设计人员应该对施工现场的横断面数据进行了解与核对，如若与实际设计要求不相符，就要及时修改并补测，也要对墙址的地点收集水文和地质相关的资料。

挡土墙的设计构造主要以稳定性和高强度为核心要求，对此，设计人员要根据实际情况进行合理设计，确保其经济合理性，也要保障施工的便利性。

1.1挡土墙的布置
挡土墙在设计之前需要将所有相关的资料进行收集与分析，之后根据数据内
容对挡土墙进行布置。

水工挡土墙的布置主要分为平面布置、横向断面布置。

平
面布置主要是保证挡土墙在工程建设的平面坐标，以平面绘制图能够明确表示挡
土墙和河道之间的工程相对位置，尤其能够详细体现挡土墙与其他干扰物之间的
平面连接关系，设计人员要对个别连接进行特殊、具体的设计。

平面布置是设计
人员对挡土墙进行断面模拟和稳定性检验的过程，能够保障挡土墙布置的合理性
和建设强度。

横向布置主要是对挡土墙进行合理的断面控制，如若墙高最大处，
墙身断面或者出现特殊的变异情况，可以根据墙型、墙高、地基等物理力学相关
的资料对其相关的内容进行初步拟定和确定，其分析内容和结果能够为设计人员
在设计中提供更为稳定的数据参数，也能够保障挡土墙布置设计的合理性、有效性。

通常在设计过程中，其工作都需要设计人员进行初始假设或者拟定之后才能
够对其稳定性进行分析，设计人员通过假定和分析能够选择较为合理的设计方案，进而工程建设可以顺利开展。

笔者将在以下内容中对挡土墙横断面各个参数的指
标进行探究，并为设计人员提供优化设计方案，相关指标确定之后就可以针对墙体、其他指标等利用计算机进行假设，并对其稳定性进行分析，最终可以得出有效、经济、稳定的设计方案。

1.2斜式挡土墙的构造
水利工程建设中挡土墙的构造通常采用浆砌石砌筑，墙顶会选用混凝土岩石
进行建设，进而保障其稳定性和美观性。

笔者将以某工程护坡设计为例进行分析，仰斜式挡土墙的墙背坡度的比例通常控制在1:0.05或者1:0.25之间，仰斜式墙
背的坡度不能够超过1:0.3的比例，墙体高度通常控制在1.5m。

墙面通常为直线性，坡度与墙背面应该互相协调，也可以采取平行墙背的坡度进行设计构造。

另外，在设计构造的过程中也要对墙址处的地面坡度充分考虑，地面横向倾斜的过
程中，墙面坡度会对挡土墙的高度产生直接的影响，横向坡度越大其产生的影响
越大。

对此，挡土墙断面构造指标确定之后，应该确保与墙址的地面坡度进行综
合考虑，确保仰斜式挡土墙的墙背以及墙面坡度，进而保障其构造的稳定性和合
理性，也能够为后续施工建设奠定良好的基础保障。

1.3挡土墙的排水设施布置
在挡土墙的排水设施布置的过程中，设计人员在设计的过程中要避免地基不
均匀沉陷而导致墙身离开，对此，设计人员在设计的过程中要根据墙高、墙身断
面等变化合理设置沉陷缝，也要避免在施工中因为收缩硬化以及温度变化而导致
的裂缝，进而要合理设置伸缩缝。

设计中伸缩缝以及沉降缝要进行合并设置，并
在挡土墙轴线之间间隔15-25m设置，其之间的距离不能超过30m，伸缩缝之间也
可以采用沥青麻丝做填充材料，也可以根据实际情况选择胶泥进行填塞。

1.4挡土墙基础埋置深度
水工挡土墙的埋置深度也应该按照地基性质、承载力、冻胀、地形等相关条
件进行合理的设计，尤其是水对地基的冲刷深度。

冲刷深度设计人员可以按照相
关的计算公式开展，也可以按照设计经验进行取定。

设计人员可以根据经验，确
定地基的冲刷深度为1.5-2.0m，河道的挡土墙深埋深度不能够小于其数值，进而
才能够保障其施工建设质量。

2水工仰斜式挡土墙设计中水作用力的处理
2.1墙前动水位的影响
水工挡水墙的设计过程中要注重墙前动水位的影响，尤其是河道护岸仰斜式
挡土墙，挡土墙的墙前动水位变化较大，尤其是汛期的时候其动水位的涨幅会明
显提升，平齐墙顶也有可能，非汛期时期水位较低，也经常会因为干涸而出现水
流集中在河道子河内。

河内的挡土墙在水的作用下墙前水压力能够保证墙身的稳
定性，进而其时期的挡土墙最不利与工况。

挡土墙在春秋两季雨水较多的季节不
利于工况，河内没有水或者汛期河道河内水位下降，挡土墙处于水饱和的状态，
挡土墙的墙后有水对其压力，墙后的土体也处于黏性较大的状态，其抗压、抗剪
强度也会有所降低，水工挡土墙受力处于最不利工况的阶段。

对此，挡土墙的设
计过程中要充分考虑到水的作用，并针对以上提出不利于工况的情况对结构自重、土压力、水位等相关内容进行详细分析，并合理对挡土墙的设计荷载进行确定，
进而保障挡土墙的稳定性。

2.2设计工况墙前、墙后净水压力
仰斜式挡土墙在设计的过程中，墙前、墙后静水压力等分别垂直于挡土墙面上，设计人员要按照设计公式对其压力进行分析，也要根据墙高、基础埋置深度
等合理的计算。

在计算和设计的过程中也要对墙前水压力竖向和墙址稳定力矩进
行计算，在计算的过程中也要将其分别处理。

2.3作用于基底上浮力
软土地基上的仰斜式挡土墙基底的浮力可以按照墙体的水体重量进行计算，
设计荷载墙前以及墙后的水位不同，对此，基底计算的过程中要对其浮力进行设计，取墙前和墙后的水深要作为浮力计算的基础根据，并按照其基底浮力计算方
法对其数值进行计算，以保障设计的有效性，进而为整体工程建设质量奠定基础
保障。

2.4作用于基底的渗透压力
在设计的过程中，设计人员要渗透压力并将其当做基底渗流对基底作用力的
合理，并按照渗透的压力线以及基础底面围成的图形面积进行计算。

设计人员要
对基底浮力进行计算，并对墙前、墙后平均水深浮力计算，确保其数值处于安全
的范围内。

笔者在其计算和研究的过程中以基础的粘性土为主，地基渗流较小且
墙身排水设施和墙身渗水性也较好，静水压力作用下也不会产生较大的基底渗流，进而笔者对基底的渗透压力不做过多的分析。

2.5水工仰斜式挡土墙结构优化设计的条件
要想保证水工仰斜式挡土墙结构优化设计的有效性，就要从以下两点方面遵守，其一，要想保证挡土墙的稳定性，就要保证挡土墙在条件最差的荷载作用下
不会产生破坏，进而才能够保障设计优化的有效性。

其二，在实际建设中要确保
基础的构造条件，例如截面尺寸应该大于零或者一些数值，墙面、墙背等坡度也
应该小于坡度。

结束语：
在实际建设以及设计方案实施的过程中，仰斜式浆砌石挡土墙被大量的设计中和施工建设中应用，我国较大的水利工程都是以其技术进行施工建设，也没有出现事故。

其设计的优化工作较为重要，对河道工程治理和发展也具有重要的意义。

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