發布時間：2019-06-13所屬分類：科技論文瀏覽：1次
摘 要： 摘 要：隨著現代化經濟建設的發展，航運經濟占據經濟建設的重要地位，對港航工程建設的要求越來越高。擋土墻是港航工程建設的重要組成，加強擋土墻的穩固、抗傾覆等性能對建設碼頭、防洪堤壩、船塢建造等起著重要作用。本文通過了解擋土墻的結構類型、相關運
摘 要：隨著現代化經濟建設的發展，航運經濟占據經濟建設的重要地位，對港航工程建設的要求越來越高。擋土墻是港航工程建設的重要組成，加強擋土墻的穩固、抗傾覆等性能對建設碼頭、防洪堤壩、船塢建造等起著重要作用。本文通過了解擋土墻的結構類型、相關運算以及影響因素，探討在內河工程中的應用，為有關的港航工程建設提供參考。
關鍵詞：港航工程 擋土墻 結構選型 運算
我國的經濟發展與出口貿易、運輸等掛鉤，而港航工程建設是促進經濟發展的主要手段之一。港航工程建設過程中最重要的是修筑擋土墻，尤其是建設的地基有較大的高度差時，建造擋土墻可以一定程度鞏固泥土和山坡上的建筑物。施工技術的水平會影響擋土墻的結構穩定性，從而導致港航工程的質量不達標，嚴格把控港航工程擋土墻的結構選型是保證港航工程質量達標的要求。
1.擋土墻的結構選型
擋土墻在結構上可分為墻背、墻面、墻基、墻頂、基底、墻趾、墻踵六個部分，其中直接接觸被支撐的土地的橫斷面即為墻背，墻背相對應的是墻面，接觸地基的是墻基，相對面為墻頂，墻趾靠近墻面，而墻踵靠近墻背，可以維持坡度的穩定。擋土墻在結構上可分為懸臂式、重力式、錨桿板樁式、扶掛式等形式。
1.1錨定式擋土墻
錨定式擋土墻可分為錨定板式、錨桿式兩種形式，相比情況下，錨定板式擋土墻相對較輕。錨定板式擋土墻的結構組成部分為墻面、錨定板、鋼拉桿，前面和鋼拉桿相互連接，錨定板可穩固擋土墻。錨桿式 擋土墻的材料是鋼筋混凝土，錨桿可分為立柱、水平、傾斜的錨桿或者擋土板都可以穩固土體。兩者相比之下，錨定板不僅材質輕便且適合填土的擋土結構。
1.2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生的壓力，其材質主要是混凝土、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到一種平衡狀態，增強擋土墻的穩固性。通 過 控制 擋土墻 的胸 坡、背 坡 的 坡度來調控墻體高度，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須加上墻趾，這樣可以有效抵擋來自墻后的壓力，嚴格把控擋土墻結構的施工，確保工程質量達到標準。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構中最大的。二為仰斜式，承受壓力最小的，與臨時邊坡結合可減少開挖填土。最后一種是直立式，直立式常用于陡峭地勢的環境，防止過高的墻身導致擋土墻失衡。充分發揮擋土墻的作用必須要確保墻體的重心穩定，這樣才可以充分發揮出重力式擋土墻的作用。
1.3懸臂式擋土墻
懸臂式擋土墻是薄壁式擋土墻的一種 類 型，其組 成部分是墻面和底面，形 狀 類似倒“ T ”型，在程 度結 構上會間隔距離出現扶 助，更 好地 發 揮擋土墻的作用，加強擋土墻的穩定性。
1.4加筋土擋土墻
該類擋土墻具備適應性強、抗變形、耐震、小巧、低成本的特點。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平坦的填方路段而非地勢陡峭的環境。加筋擋土墻還可以通過增強中立提高穩定性，融合了重力式擋土墻的特點，減少砂漿的使用可防止擋土墻的穩固性下降。
2.有關擋土墻的運算
2.1驗算穩定性
符合標準的擋土墻不僅要具備穩定、耐 震、防 滑、防倒的功 能，還要適合各種復雜的工程環境。擋土墻的穩定性受工程的地質、制作擋土墻的材質、填土的質量、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 據施 工環境以及工程師的經驗來判斷的。因為港航工程靠近 水 域，所以要考慮水的沖擊力，防止擋土墻的傾覆導致工程質量不合格，必須加強擋土墻的防滑能力。
2.2墻身的強度驗算
選擇墻截面突變處驗算擋土墻的墻身強度，計算截面受承受的墻體重力，以及相應高度的土壓和截面承受的內部壓力，再結合所有數據進行強度驗算。
2.3后背填土
防止擋土墻倒塌的措施是進行排水處理，未排水導致地表濕度大，填土的強度降低，產生的水壓增加了擋土墻的承受壓力。在施工前期可采取設計擋土墻時增加一定數量的排水孔，距離控制在2-3m。在施工中可采用碎石過濾層，防止流失細小土粒。
2.3擋土墻基底壓力計算
擋土墻的基底壓力受重力和土壓的作用下呈現線性分布，計算基底壓力時按照其性質計算，設計擋土墻要考慮基底壓力小于地基的承土壓力的各種要素，通過控制偏心距和擋土墻墻身寬度的差值來增加地基的穩固性防止其整體發生偏移。
3.影響擋土墻穩定性的因素
外界的環境因素或者人為的因素都會對擋土墻的結構性能產生影響，致使擋土墻的墻體抗剪強度下降，從而降低擋土墻的穩定性。失衡的擋土墻會導致港航工程的質量不達標，對運輸、防護水庫、堤壩產生一定影響，造成嚴重的經濟損失和人員傷亡。影響擋土墻的結構因素大致包括墻背的填土材質、墻趾的埋土深度等，為了加強墻體的穩固性，對這些因素進行探討，防止擋土墻倒塌造成的嚴重后果。
根據有限元的計算原理，可以建立一套數值模型來分析這些因素的變化特征以及防滑、抗傾覆的變化規律。由研究結果可知：其一，墻頂的防滑、抗傾覆性能隨著位移無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，在擋土墻結構自身的重力作用下，墻頂的位移會隨著墻后的填土產生的內摩擦角度的縮小而增大，二者呈現一種互為反比的關系。內摩擦角小于10度時，擋土墻 的防 滑、抗傾覆性 能 系數下降，擋土墻出現偏移導致失衡。建立穩定性墻的擋土墻必須要求墻后填土內摩擦角在20度以上。
4.港航工程擋土墻結構的選擇
擋土墻的結構類型眾多，所采用的材質也各不相同，建造的材料分別是磚石、混凝土、碎石、片石等，在實際的施工過程中，會根據環境因素或者人為因素而選擇不同的用料建造不同結構的擋土墻。
4.1內河港航工程擋土墻的結構選型
現代的擋土墻結構建設多采用重力式擋土墻和錨定式擋土墻，重力式擋土墻是較為傳統的擋土墻結構，主要材料是塊石、毛石。擋土墻的墻頂寬度范圍要大于500mm，底部寬度為墻體高度的三分之一左右。符合標準的擋土墻必須具備抗傾覆、防滑性能，如果在內河港航工程中運用重力式擋土墻，墻體內部與河岸會經受水體侵蝕，導致兩岸土質疏松，從而使墻體倒塌，這樣的原因致使重力式擋土墻不在內河建設的考慮范圍。錨定式擋土墻的組成材料是鋼筋混凝土和地錨，把地錨牢牢地固定于土層中，墻體側面打孔置漿，減輕墻體受力，增強內河港航工程的質量。錨定式擋土墻是建設碼頭、水庫、護堤的首選結構。
4.2懸臂式擋土墻的應用
懸臂式擋土墻多由鋼筋混凝土鑄造而成，其倒“T”型的設計結構適合水流緩慢的河流，對于碼頭建設、水庫、護堤等并不適用，墻體的高度必須在5米的范圍，超過規定的范圍會導致墻頂承土壓力增加，導致墻體穩定性下降。墻體高度大于10米，要求擋土墻的抗傾覆、承壓、防滑性能更高。
港航工程是建設工程中較為復雜的項目，它所考慮的因素較多，包括土壤、水流速度、河岸等。我國經濟發展較快，造船技術不斷提高，航運發展飛速，對港航工程的質量要求也越來越高。加固建設內河擋土墻，保證河道安全，要求擋土墻的建設要求也越來越高。常見的擋土墻結構是懸臂式、重力式、錨定式三種，內河工程大都采用錨定式結構擋土墻。在施工的實際工作中，應該結合施工的具體環境、工程的實際需求、土壤質量選擇合適的擋土墻結構，保證擋土墻的抗傾覆、防滑、穩定性能，確保港航工程的質量達到國家標準。
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原文是由周亞林，王梅梅創作，發表在《珠江水運》期刊。
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