關(guān)于港航工程擋土墻結(jié)構(gòu)選型探討

衛(wèi)琳靜

摘要：隨著現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，航運(yùn)經(jīng)濟(jì)占據(jù)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要地位，對(duì)港航工程建設(shè)的要求越來(lái)越高。擋土墻是港航工程建設(shè)的重要組成，加強(qiáng)擋土墻的穩(wěn)固、抗傾覆等性能對(duì)建設(shè)碼頭、防洪堤壩、船塢建造等起著重要作用。本文通過(guò)了解擋土墻的結(jié)構(gòu)類型、相關(guān)運(yùn)算以及影響因素，探討在內(nèi)河工程中的應(yīng)用，為有關(guān)的港航工程建設(shè)提供參考。

關(guān)鍵詞：港航工程；擋土墻；結(jié)構(gòu)選型

引言

我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和港航工程建設(shè)之間的關(guān)系飛鏟密切，同時(shí)港航工程也是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。港航工程建設(shè)過(guò)程中，擋土墻的修建是其中重要的施工內(nèi)容之一，其決定這港航工程的質(zhì)量，而在擋土墻施工中如果沒(méi)有控制好施工技術(shù)，將會(huì)造成土體不穩(wěn)定的情況出現(xiàn)，進(jìn)而影響著擋土墻結(jié)構(gòu)造型，所以在港航工程擋土墻施工與結(jié)構(gòu)選型上是非常重要的，且不能忽視。

1擋土墻主要的結(jié)構(gòu)形式

1.1重力式擋土墻

重力式擋土墻是利用自身的重力抵抗因外界擠壓而產(chǎn)生的壓力，其材質(zhì)主要是混凝土、碎石等石料，把石料熔鑄成梯形，擋土墻的尺寸大小不一，隨墻體和墻型的改變以達(dá)到一種平衡狀態(tài)，增強(qiáng)擋土墻的穩(wěn)固性。通過(guò)控制擋土墻的胸坡、背坡的坡度來(lái)調(diào)控墻體高度，使墻面平行于墻背，墻的基底壓力隨墻身增加的高度變化，控制地基承受壓力在可承受的范圍之內(nèi)須加上墻趾，這樣可以有效抵擋來(lái)自墻后的壓力，嚴(yán)格把控?fù)跬翂Y(jié)構(gòu)的施工，確保工程質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

重力式擋土墻的類型較多，按墻背的坡度劃分，可分為三種類型。一為俯斜式，其承受的壓力是所有擋土墻結(jié)構(gòu)中最大的。二為仰斜式，承受壓力最小的，與臨時(shí)邊坡結(jié)合可減少開挖填土。最后一種是直立式，直立式常用于陡峭地勢(shì)的環(huán)境，防止過(guò)高的墻身導(dǎo)致?lián)跬翂κШ狻?/p>

充分發(fā)揮擋土墻的作用必須要確保墻體的重心穩(wěn)定，這樣才可以充分發(fā)揮出重力式擋土墻的作用。

1.2錨定式擋土墻

在錨定式擋土墻中，主要有錨定板式以及錨桿式兩種，所以錨定式擋土墻比較輕。首先，錨定板式擋土墻在構(gòu)件組成上主要是錨定板、鋼拉桿以及墻面三種材料，墻面系面板要和鋼拉桿內(nèi)外端相互鏈接上，錨定板的抗拔力直接影響著擋土墻的穩(wěn)定性。錨定板擋土墻本不僅是輕型的擋土墻，更是適用于填土的擋土結(jié)構(gòu)。其次，錨桿式擋土墻，主要是由與之鋼筋混凝土制成的，立柱和水平的錨桿，或者傾斜的擋土板可以用來(lái)抵擋土體，讓土體的穩(wěn)定性更好，同時(shí)，還可以依靠埋置巖土中的錨桿抗拉力去維持土體的穩(wěn)定性。

1.3加筋土擋土墻

該類擋土墻具備適應(yīng)性強(qiáng)、抗變形、耐震、小巧、低成本的特點(diǎn)。墻體的拉帶和土存在摩擦，可增加拉筋改善土體的變形性能，加入拉筋的擋土墻適用于地勢(shì)平坦的填方路段而非地勢(shì)陡峭的環(huán)境。加筋擋土墻還可以通過(guò)增強(qiáng)中立提高穩(wěn)定性，融合了重力式擋土墻的特點(diǎn)，減少砂漿的使用可防止擋土墻的穩(wěn)固性下降。

1.4薄壁式擋土墻

在薄壁式擋土墻中主要有懸臂式擋土墻和扶臂式擋土墻兩種，懸臂式擋土墻是由墻面和底面組成的，其形狀像一個(gè)倒T型。扶臂式擋土墻要相對(duì)復(fù)雜，不光有底面和墻面，踵板和扶臂也是其中的組成部分，這些結(jié)合在一起才能夠組成扶臂式擋土墻。懸臂式擋土墻長(zhǎng)度結(jié)構(gòu)上，每間隔一段距離就要有一個(gè)扶助，這樣才能將擋土墻的作用徹底發(fā)揮出來(lái)，鞏固加強(qiáng)作用才更好。

2有關(guān)擋土墻的運(yùn)算

2.1驗(yàn)算穩(wěn)定性

符合標(biāo)準(zhǔn)的擋土墻不僅要具備穩(wěn)定、耐震、防滑、防倒的功能，還要適合各種復(fù)雜的工程環(huán)境。擋土墻的穩(wěn)定性受工程的地質(zhì)、制作擋土墻的材質(zhì)、填土的質(zhì)量、施工工藝控制。制作擋土墻的第一步是確定墻身的高度、墻頂和底部的寬度以及埋入的深度，而這些因素是根據(jù)施工環(huán)境以及工程師的經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷的。因?yàn)楦酆焦こ炭拷?，所以要考慮水的沖擊力，防止擋土墻的傾覆導(dǎo)致工程質(zhì)量不合格，必須加強(qiáng)擋土墻的防滑能力。

2.2強(qiáng)身強(qiáng)度的驗(yàn)算

擋土墻墻身強(qiáng)度一般選擇在墻截面突變處來(lái)進(jìn)行驗(yàn)算，例如墻底臺(tái)階的上截面等。對(duì)于重力式的擋土墻來(lái)說(shuō)，在進(jìn)行驗(yàn)算時(shí)，要先計(jì)算截面以上的墻體的重力，以及在這個(gè)高度的主動(dòng)土壓力，然后再計(jì)算出該截面的內(nèi)應(yīng)力，最后才進(jìn)行強(qiáng)度的驗(yàn)算。

2.3后背填土

防止擋土墻倒塌的措施是進(jìn)行排水處理，未排水導(dǎo)致地表濕度大，填土的強(qiáng)度降低，產(chǎn)生的水壓增加了擋土墻的承受壓力。在施工前期可采取設(shè)計(jì)擋土墻時(shí)增加一定數(shù)量的排水孔，距離控制在2-3m。在施工中可采用碎石過(guò)濾層，防止流失細(xì)小土粒。

2.4擋土墻基底壓力計(jì)算

擋土墻的基底壓力受重力和土壓的作用下呈現(xiàn)線性分布，計(jì)算基底壓力時(shí)按照其性質(zhì)計(jì)算，設(shè)計(jì)擋土墻要考慮基底壓力小于地基的承土壓力的各種要素，通過(guò)控制偏心距和擋土墻墻身寬度的差值來(lái)增加地基的穩(wěn)固性防止其整體發(fā)生偏移。

3影響擋土墻穩(wěn)定性的因素

外界的環(huán)境因素或者人為的因素都會(huì)對(duì)擋土墻的結(jié)構(gòu)性能產(chǎn)生影響，致使擋土墻的墻體抗剪強(qiáng)度下降，從而降低擋土墻的穩(wěn)定性。失衡的擋土墻會(huì)導(dǎo)致港航工程的質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，對(duì)運(yùn)輸、防護(hù)水庫(kù)、堤壩產(chǎn)生一定影響，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。影響擋土墻的結(jié)構(gòu)因素大致包括墻背的填土材質(zhì)、墻趾的埋土深度等，為了加強(qiáng)墻體的穩(wěn)固性，對(duì)這些因素進(jìn)行探討，防止擋土墻倒塌造成的嚴(yán)重后果。

根據(jù)有限元的計(jì)算原理，可以建立一套數(shù)值模型來(lái)分析這些因素的變化特征以及防滑、抗傾覆的變化規(guī)律。由研究結(jié)果可知：其一，墻頂?shù)姆阑⒖箖A覆性能隨著位移無(wú)論是水平還是垂直的變化而變化，位移的變化越大，墻體的性能越好。其二，在擋土墻結(jié)構(gòu)自身的重力作用下，墻頂?shù)奈灰茣?huì)隨著墻后的填土產(chǎn)生的內(nèi)摩擦角度的縮小而增大，二者呈現(xiàn)一種互為反比的關(guān)系。內(nèi)摩擦角小于10度時(shí)，擋土墻的防滑、抗傾覆性能系數(shù)下降，擋土墻出現(xiàn)偏移導(dǎo)致失衡。建立穩(wěn)定性墻的擋土墻必須要求墻后填土內(nèi)摩擦角在20度以上。

4港航工程中擋土墻結(jié)構(gòu)選型的探討

由于擋土墻在結(jié)構(gòu)上的類型之多，有重力式、錨定式、薄壁式、加筋土式、柱板式、樁板式以及垛式擋土墻。而各種擋土墻的筑造材料也是不同的。

4.1內(nèi)河港航工程中重力式擋土墻的應(yīng)用分析

重力式擋土墻作為一種傳統(tǒng)的擋土墻，其墻身主要由塊石和毛石組成。擋土墻的頂部寬度應(yīng)大于500mm，墻底寬應(yīng)保證為墻高的1/3至1/2。作為一個(gè)合格的擋土墻，還需要保證其抗傾覆的穩(wěn)定性與抗滑移的能力。

4.2內(nèi)河港航工程中錨定式擋土墻的應(yīng)用分析

錨定式擋土墻由鋼筋混凝土和地錨組成。其中地錨牢牢的固定于土層中，錨定式擋土墻區(qū)別與別的擋土墻，它將側(cè)面對(duì)它的土壓力通過(guò)鉆孔灌漿，開挖埋入或強(qiáng)行擰入傳到土體內(nèi)部，減輕了墻體的承受力，使其在內(nèi)河的建設(shè)中起著主導(dǎo)作用，作為碼頭建設(shè)，水庫(kù)擋土墻，運(yùn)河護(hù)堤的不二之選。

結(jié)語(yǔ)

港航工程一直都是高深莫測(cè)的，其內(nèi)河設(shè)置也是多種多樣的。我國(guó)航運(yùn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展比較迅速，為了確保河道的安全，需要對(duì)內(nèi)河的擋土墻進(jìn)行加固建設(shè)，當(dāng)前的港航工程中對(duì)擋土墻的要求也會(huì)越來(lái)越高，所以在施工技術(shù)上也就有著更高要求。在擋土墻結(jié)構(gòu)上主要有薄壁式結(jié)構(gòu)、重力式結(jié)構(gòu)以及錨定式結(jié)構(gòu)三種，在各種環(huán)境內(nèi)河中比較適合應(yīng)用錨定式擋土墻。在施工中應(yīng)該結(jié)合實(shí)際的工程需要，以及土質(zhì)質(zhì)量去選擇合適的擋土墻結(jié)構(gòu)，以保證港航工程擋土墻質(zhì)量達(dá)到最佳狀態(tài)。

參考文獻(xiàn)

[1]吳曉龍.松土擋土墻軟基處理施工技術(shù)[J].科技傳播，2010（21）.

[2]王華.港航工程擋土墻結(jié)構(gòu)選型之探討[J].工程技術(shù)：文摘版，2015（72）：271.

[3]張丹偉，曹澤民.關(guān)于港航工程擋土墻結(jié)構(gòu)選型探討[J].黑龍江科技信息，2016（5）：187.

（作者身份證號(hào)碼：410881198911298026）