水利工程中挡土墙的设计与应用

水利工程中挡土墙的设计与应用

摘要：挡土墙的作用主要是为了避免土体坍塌而建成的一种构筑物，其有利于

维持土体平衡，支持山坡土体，目前主要包括板桩式、重力式、扶臂式、悬臂式、装配式以及空箱式等挡土墙方式，其中扶臂式、悬臂式以及重力式等挡土墙方式

比较常用。一般，挡土墙具有施工简便、占地面积小、结构简单、施工经济等多

种优点，对于建筑场地高差较大、场地起伏不平等情况比较适用，因此被广泛应

用于水利工程建设中。

关键词：水利工程；挡土墙；设计；应用；分析

1导言

挡土墙在水利工程中可以有效防止上游坡发生滑塌、崩塌、倒毁等，并且可

以在一定程度上稳定人工建造的高、陡边坡，避免滑坡现象的发生，由此可见，

挡土墙在水利工程建设中有着必不可少的重要性，另外，挡土墙设计对于水利工

程的美学价值也有较大的影响。美观实用的挡土墙不仅可以挡土、挡水，是水利

工程安全运行，维护国家及人民生命财产安全的重要保障，也是水利工程与生态

环境和谐发展的亮丽景观，应用极其广泛。挡土墙具有多种应用形式，如衡重式、悬臂式、重力式、半重力式等，本文就其中的重力挡土墙的设计应用进行了论述，并详细介绍了施工过程中的重点技术要求。

2挡土墙的概述

2.1挡土墙的定义

挡土墙是建筑学专业术语，一般来说就是为了阻止填土，保护支持山坡土体

和维持土体平衡而专门构建的物体。由墙背，墙面，基底，墙顶，墙趾和墙踵构成。挡土墙是建筑物中重要的组成部分并以其独特的优势在工程建设中发挥着不

可替代的作用。

2.2挡土墙的分类

首先，根据挡土墙的设计位置可以将挡土墙分为山坡墙，路堤墙，路肩墙和

路堑墙；再者，可以依据受力方式不同将挡土墙分为仰斜式挡土墙和承重式挡土

墙两大类；最后，可以依据刚度和位移方式将挡土墙分为柔性挡土墙，刚性挡土

墙以及临时支撑挡土墙三种。

3选择挡土墙形式

当前，挡土墙的形式有多种，选择挡土墙的时候一定要结合水利工程实际情况，结合土壤的性质、水利工程的造价预算、实际需求、工程建设设备以及当前

的技术水平等多方面情况进行考虑，选择最合适的挡土墙形式。

3.1重力式挡土墙

这种挡土墙主要是通过自身的重量确保土体的整体稳定性，避免土体坍塌。

重力式挡土墙也包括俯倾式、倾斜式、竖直式等几种类型，不同的类型都会有其

自身的特点，也有各自的优点和不足之处，因此选择的时候一定要慎重。倾斜式

挡土墙的作用主要是为了维持坡体的稳定性，避免坡体坍塌。选择重力式挡土墙时，第一选择应该是倾斜式挡土墙，如果倾斜式挡土墙不适用的情况下，可以选

择俯倾式挡土墙。由于重力式挡土墙的取材简便，而且墙体构造较为简易，因此

被广泛应用于水利工程建设中。但是，重力式挡土墙的高度会有所限制，通常会

要求低于5m，假如挡土墙高度高于5m的话，需要增加施工材料来增加地基重力，才可以有效维持挡土墙的稳定性及平衡性，避免墙体坍塌。这样并不满足经济性

的原则。

3.2锚杆挡土墙

锚杆挡土墙主要是通过地锚来维护土层的稳定性，从而增强土体的稳定性。

假如高层建筑周围的坑中应用锚杆挡土墙，不可以采用地锚进行固定，应该采用

连续墙提高土层的稳定性，尽可能降低危险事故的发生率。因此，选择挡土墙的

时候，一定要全面考虑到水利工程施工建设周围的地理环境，而且应该综合考虑

各方面因素，尽可能选择出一种最合适的挡土墙。

4水利工程中挡土墙的设计应用

4.1挡土墙形式的选择

挡土墙具有多种多样的形式，在形式的选择过程中要遵循一切从实际出发的

原则，依据土壤性质，水利工程的需求和造价预算，现有的技术水平和设备等方

面因素综合考虑，科学合理地选用挡土墙。比如，重力式挡土墙的选用。重力式

挡土墙顾名思义就是利用自身重度保障土体的稳定性防止坍塌。重力式挡土墙又

可以分为竖直式，倾斜式和俯倾式三类。每一类又有各自的特点以及相应的优缺点，在选择时应当科学分析慎重选用。倾斜式的主要功能是保护坡体以及维持稳定，防止坡体出现坍塌现象。因此，在重力式挡土墙的选择时，应当优先考虑倾

斜式挡土墙，最后，再考虑俯倾式挡土墙。重力式挡土墙建造材料简单普通，墙

体构造通俗简易并且在水利工程的应用十分广泛。但是，重力式挡土墙也有其缺陷，重力式挡土墙墙高受限不能超过5米，如果墙高超过五米就需要花费很多的

材料增加基地重力，以维持整个墙体的平衡与稳定，防止墙体坍塌。这样，在建

造高墙体的挡土墙时，重力式挡土墙成本过高，不如其他挡土墙经济性高。再比

如锚杆挡土墙的选用。锚杆挡土墙是利用地锚维持土层稳定以提高土体的稳定性

的一种挡土墙。如果是在高层建筑附近的坑中使用，不能用地锚固定而是用连续

墙稳定土层，以减少危险事故的发生。所以，在挡土墙形式的选择上，要充分考

虑周围地理环境，审慎思考各方面因素，力求选择出最合适的挡土墙。

4.2对挡土墙的稳定性进行测验

挡土墙的稳定性验算是按照一定的标准和条件进行挡土墙的尺寸拟定，再进

行验算，对不符合要求的地方进行调整修改。其主要是对挡土墙的抗滑能力和抵

抗倾覆能力的验算。一个挡土墙最重要的就是稳定性，所以，稳定性验算在水利

工程中挡土墙设计中具有重要的意义。在进行稳定性验算时，关键是对土质的考察，尤其是土壤的伸缩性。因为，在较软的土质上建造挡土墙时容易出现墙体的

翻倾倒塌，产生不利的影响。

4.3挡土墙的构造措施

在挡土墙的选择，稳定性测验在施工过程中都符合要求时，不重视挡土墙的

构造也会引起不良影响造成墙体的不稳定，发生墙体的坍塌，给整个工程建设带

来重大的损失，所以，挡土墙的构造质量在墙体的稳定性中起着至关重要的作用。第一，墙体前后存在较大水位差，给整个墙体带来不平衡的压力加剧了墙体的不

安全性，使整个墙体容易发生倾覆。因此，在建造挡土墙时，要在墙体上建造适

当的排水孔，以维持墙体前后的水压平衡，将高水位的水顺利通过排水孔排除，

增加墙体的安全性。第二，水利工程中要充分考虑含水量，以防水量过多使墙体

发生松软降低坚固性。还需要在挡土墙的构造中设计防水层，阻止水的侵害来提

高挡土墙的效能和质量。第三，在挡土墙的设计中需要伸缩缝和沉降缝的存在。

因为，地基以及混凝土墙板的伸缩性和收缩性，在遇到温度变化时发生裂缝导致

墙体松懈，不牢固，容易发生墙体倒塌。当在挡土墙构造中设置伸缩缝和沉降缝时，就可以很好地避免上述危险事故的发生，提高挡土墙的实用性。