CN100359102C - 透水留土墙体及其用途 - Google Patents

Abstract

一种透水留土墙体，包括砌块纵向相接形成墙层，所述的墙层层层叠置，相邻墙层的砌块之间相互交错布置，所述的砌块是纵向型材，包括顶面、底面和两个端面，砌块的横截面整体上呈朝下的喇叭口状；所述的顶面有中部脊，两侧低，形成左、右支承坡；所述的顶面和底面是这样形成，当所述的砌块与下面的类似砌块叠置形成墙体时，下面砌块的顶面的左、右支承坡与所述砌块的底面接触，从而将两个砌块锁定，阻止了相对的横向移动；所述的墙体的砌筑缝中留有贯通所述的墙体两侧的缝隙。本发明提供一种具有优良的透水留土及安全稳定性能的墙体以及透水留土墙体的各种不同的应用。

Description

透水留土墙体及其用途

(一)技术领域

本发明涉及一种建筑领域的建筑墙体，尤其是具有透水留土作用的墙体及其用途。

(二)背景技术

透水留土是挡土墙、堤防、驳坎、河岸、岸墙、护坡、路堤、海堤、土石坝等建筑的重要课题，既要很好地排水，又要很好地保土，这是一对相互制约的矛盾。

现有的透水留土技术主要是：在砂浆砌筑的墙体上设置若干排水孔，土体中的水要汇流到排水孔处才有出路，存在的问题是：土体中的水不易找到排水出口，排水慢，来水多时水压力增大较快，墙体易失稳；泥砂会水一起从排水孔流失，时间长久后，土体中的流水路径越流越大，泥砂流失日益严重，墙体后面逐渐淘空而易失稳。有时在墙体后面还设置滤水层，土体中的水汇流到滤水层处再经排水孔排出；但时间长久后，滤水层要么被泥砂堵住造成更难排水，要么流径仍旧逐渐扩大、泥砂流失直至淘空。砂浆砌筑的墙体，还必须设置伸缩缝、变形缝并在其内填嵌沥青麻丝，往往由于设置不当，墙体仍然开裂，沥青麻丝也很易老化开裂，墙体整体性差。

也有一些干砌体，如采用联锁类砌块，可以不必设置伸缩缝、变形缝，但都是在排水的同时不能有效保土。

名称为“新型防崩堤坝”中国专利申请98126110.8中的防崩组件，设有“凸出的嵌插块”和“相对应的凹槽”，嵌插块和凹槽相互嵌插连接在一起。这种新型防崩堤坝在使用初期，水土从横缝排出、水土中的泥砂沉积保存在横缝的凹槽内，竖缝因嵌插设置而延长了排水路线，从而使水土中的一部分泥砂也沉积在横缝的凹槽内；但使用时间较长后，横缝的凹槽被泥砂填满，横缝不能发挥积留泥砂作用、排水功能也减弱几尽，竖缝依靠延长排水路线积留泥砂的作用更是大大减弱。

因此，水工、交通等建筑墙体的透水留土问题还是业界重大难题。

(三)发明内容

为了克服现有的墙体结构中透水留土问题不能很好的解决、抗倾覆性能差的不足，本发明提供一种具有优良的透水留土及安全稳定性能的透水留土墙体以及墙体的各种不同的应用。

本发明为解决其技术问题采用的技术方案是：

一种透水留土墙体，所述的砌块纵向相接形成的墙层，所述的墙层层层叠置，相邻墙层的砌块之间相互交错布置，所述的砌块是纵向型材，包括顶面、底面和两个端面；

所述砌块的横截面整体上呈朝下的喇叭口状；

所述的顶面有中部脊，两侧低，形成左、右支承坡；

所述的顶面和底面是这样形成，当所述的砌块与下面的具有相同特征的砌块叠置形成墙体时，下面砌块的顶面的左、右支承坡与所述砌块的底面接触，从而将两个砌块锁定，阻止了相对的横向移动；

所述的墙体的砌筑缝中留有贯通所述的墙体两侧的缝隙，使水可以通过所述的缝隙从墙体的一侧透过另一侧。

进一步，所述砌块的支承坡的下部带有肩台，所述的肩台包括上台面、台底面及横向侧面，所述的上台面与上部斜坡及中部脊构成顶面，当所述的砌块与上面的具有相同特征的砌块叠置形成墙体时，两侧斜坡构成的突起部与上面的具有相同特征的砌块底面的喇叭凹口砌合。

再进一步，所述的砌块具有这样的形状和尺寸，从而在三块具有相同特征的的砌块上下叠置时，最下面砌块的脊高于最上面砌块的底脚部；这样的砌块砌筑的墙体的留土效果较好。这里所说的底脚部指以砌块中部脊为界的砌块两侧各自的最低处。

所述的砌块以中部脊为中心成左右对称。

相邻墙层的上层砌块的底面与下层砌块的顶面之间设有粘结剂，或者所述的砌筑缝为干砌。当砌筑缝干砌时，所有的砌筑缝均可为排水出力，墙体具有极好的排水作用，同时能阻挡土的流失。

所述砌块的一侧底脚部高于另一侧底脚部。例如当墙体的一侧朝被支挡体时，希望被支挡体的水排向另一侧，而不使土流失，最好将砌块中底脚部较低的一侧朝向被支挡体。

所述的墙体侧边设有结构体，所述的墙体通过连接件与所述的结构体连接。

所述的墙体的一侧有结构体，所述的墙体通过栅网片与结构体连接。

所述的透水留土墙体的用途：所述的砌块用来砌筑透水留土的建筑墙体。所述的透水留土的建筑墙体为下列之一：①挡土墙；②堤防；③路堤；④江河海岸；⑤驳坎；⑥土石坝；⑦护坡；⑧拦沙坝；⑨地下集水库；⑩造田围堰。

本发明所述的透水留土墙体的有益效果主要表现在：

1、对于从墙体砌缝进入横缝、竖缝的水都具有疏排功能，同时能够保土。

2、相临砌块能够互相咬合连锁，即使干砌也能使结构稳固，整体性好，具有很好的抗倾覆性能，安全稳定。

3、墙体能够具有柔性，适应一定的变形，对地震力起缓冲效应，有利于取消有些伸缩缝、变形缝。

4、墙体结构简单、施工方便，有利于简化工序、简化施工技术、降低劳动强度、提高施工速度、缩短工期、降低造价。

本申请所说的浆砌指用水泥砂浆、混合沙浆等砌筑，粘砌指用化学胶合剂、粘合剂等起粘接作用的固体或浆水等砌筑；干砌是指直接叠砌，不采用粘砌、浆砌；不饱和、不饱满砌筑，是指墙体的砌筑缝中留有贯通所述的墙体两侧的缝隙。

(四)附图说明

图1是形成本发明墙体的一种砌块的结构示意图。

图2是形成本发明墙体的另一种砌块的结构示意图。

图3是带有单侧肩台的砌块结构图。

图4是带有双侧肩台的砌块结构图。

图5是中部脊呈平台形、底面的顶部呈平台形的砌块结构图。

图6是横向侧面是倾斜面的砌块结构图。

图7是两侧底脚部高度不相同的砌块结构图。

图8是两侧肩台宽度不相同的砌块的结构图。

图9是中部脊呈平台形、底面的顶部呈平台形的砌块结构图。

图10是以图9所示的砌块为基础，其两侧的肩台的宽度不相同的砌块结构图。

图11是肩台上带有竖孔的砌块结构图。

图12是带有纵向通孔的砌块结构图。

图13是肩台上带有纵向开口的砌块结构图。

图14是一种墙体结构示意图。

图15是图14所示墙体的剖面图。

图16是墙体的侧向受力结构图。

图17是一种墙体的结构示意图，该墙体的底部砌块带有较宽的肩台。

图18一种倾斜的墙体的结构示意图。

图19一种墙体的结构示意图，采用的砌块如图9所示。

图20是一种墙体的结构示意图，砌块的肩台朝向背水侧。

图21是一种用于土石坝的墙体的结构示意图。

图22是一种用于地下集水库的墙体的结构示意图。

图23是一种用于拦沙坝的墙体的结构示意图。

图24是一种用于造田围堰的墙体的结构示意图。

图25是带有连接件的墙体的结构示意图。

图26是带有栅网片的墙体结构示意图。

图27是一种设有加大的砌筑竖缝的墙体结构示意图。

图28是包括与图11具有相同特征的砌块形成的墙体结构示意图。

(五)具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

一种透水留土墙体，包括用于形成所述的墙体的砌块，所述的砌块纵向相接形成墙层，所述的墙层层层叠置，相邻墙层的砌块之间相互交错布置；砌块是纵向型材，所指的纵向型材，并非为纯几何上的横截面都相同，而是具有相同主要特征的纵向型材，砌块包括顶面1、底面2和两个端面3；砌块的横截面整体上呈朝下的喇叭口状；顶面1有中部脊6，两侧低，形成左支承坡4、右支承坡4；顶面1和底面2是这样形成，当砌块与下面的具有相同特征的砌块叠置形成墙体时，下面砌块的顶面1的左、右支承坡与砌块的底面2接触，从而将两个砌块锁定，阻止了相对的横向移动，所述的砌块纵向相接形成墙层，所述的墙层层层叠置，相邻墙层的砌块之间相互交错布置；所述墙体的砌筑缝中留有贯通所述的墙体两侧的缝隙。所指的纵向型材，并非为纯几何上的横截面都相同，而是具有相同主要特征的纵向型材，例如在砌块内部设孔，在这里仍然归纳在横截面都相同的纵向型材之内。

所述砌块的支承坡的下部带有肩台，所述的肩台包括上台面、台底面及横向侧面，所述的上台面与上部斜坡5及中部脊构成预面，两个斜坡构成的突起部可与底面的喇叭凹口砌合。

支承坡的下部带有肩台9，肩台9包括上台面10、台底面11及横向侧面12，所述的上台面与上部斜坡5及中部脊构成顶面，当所述的砌块与上面的具有相同特征的砌块叠置形成墙体时，两侧斜坡构成的突起部与上面的具有相同特征的砌块底面的喇叭凹口砌合。

砌块具有这样的形状和尺寸，从而在三块具有相同特征的的砌块上下叠置时，最下面砌块的脊6高于最上面砌块的底脚部7，底脚部指砌块两侧各自的最低处，所述的底脚部可以是线或者面。

相邻墙层中，上层砌块的底面与下层砌块的顶面之间设有粘结剂；或者所述的砌筑缝为干砌。

砌块的一侧底脚高于另一侧底脚部。

墙体侧边设有结构体，墙体通过连接件15与所述的结构体连接。

墙体的侧边设有结构体，所述的墙体通过栅网片16与被结构体连接。

所述的透水留土墙体的用途，为用来砌筑透水留土的建筑墙体。所述的透水留土的建筑墙体为下列之一：①挡土墙；②堤防；③路堤；④江河海岸；⑤驳坎；⑥土石坝；⑦护坡；⑧拦沙坝；⑨地下集水库；⑩造田围堰。

图1、图2是用于形成本发明所述的透水留土墙体的砌块的基本结构图，砌块的横截面整体上呈朝下的喇叭口状，砌块包括顶面1、底面2和两个端面3，顶面1有中部脊6，两侧低，形成左支承坡4、右支承坡4，其中部脊6的顶部呈尖角形，底面2的顶部也呈尖角形，其底脚部7是一个面，为底脚面7；图2是带有横向侧面12的砌块，其底脚部7是一条线。

图3、图4是以图2为基础的带有肩台9的砌块，肩台包括上台面10、台底面11、横向侧面12，所述的上台面与上部斜坡5及中部脊6构成顶面。图3所示的砌块一侧带有肩台，图4所示的砌块带有双侧肩台。当所述的砌块与上面的具有相同特征的砌块叠置形成墙体时，两侧斜坡构成的突起部与上面的具有相同特征的砌块底面的喇叭凹口砌合。

图5是以图2所示的砌块为基础，且中部脊呈平台形、底面的顶部呈平台形的砌块结构图。

图6、图7、图8所示的砌块，以图4所示的砌块为基础。图6所示的砌块的横向侧面是倾斜面。图7所示的砌块的两侧底脚部高度不同。图8所示的砌块的两侧肩台的宽度不相同。

图9是以图1所示的砌块为基础，且中部脊呈平台形、底面的顶部呈平台形的砌块结构图。

图10是以图3所示的砌块为基础，横向侧面是倾斜面。

图11、图12所示的砌块，其内部设有孔13。图11所示的砌块，肩台上带有竖孔13。图12所示的砌块带有纵向通孔13。

图13是肩台上带有纵向开口14的砌块结构图。

图14是本发明所述的砌块形成的一种墙体结构示意图，图15是图14所示墙体的剖面图。

本发明所述墙体的透水留土作用可以从图14、图15中见到。众所周知，泥水在流动中，流速快时沉积少，流速慢则沉积多。泥水直接从墙洞中流出时，不受阻拦，流速快、泥土带走多；若被阻拦减速，则流速慢沉积多、减少泥土流失。当墙体的砌筑缝为干砌或设有透水通道时，土体中的泥水到达墙体处进入墙体的横缝和竖缝、被砌块的支承坡阻挡而聚集升高，只有高于砌块中部脊6的水才能溢过中部脊而流出墙体；泥水在聚集升高的过程中，水中的泥土沉积下来。中部脊6越高，溢水效果越好，透水留土的效果也越好。理想的透水留土效果是：砌块具有这样的形状和尺寸，从而在三块具有相同特征的砌块上下叠置时，最下面砌块的脊6高于最上面砌块的底脚部7。此情形是进入竖缝的泥水也全部是溢流透水方式。由于墙体的每一处砌筑缝都可以成为溢水通道，因此土体中到达墙体任一处的泥水都是就近积升溢出方式，排水迅速，留土可靠。由于排水迅速，土体中的水压力降低得几乎可以忽略不计，大大提高了墙体的抗倾覆能力。由于留土可靠，墙体后面的土体稳定、难以淘空，大大提高了墙体的稳定能力。而且，砌块交错叠置、互相连锁，大大提高了墙体的整体性。

图16是墙体的一种侧向受力的砌体示意图，在墙体受侧向力时，砌块底面的倾斜趋势被下层砌块的脊6抵挡，脊6难以越过图16中所示的粗线，从而回到稳定状态；只有当侧向力大到使砌块断裂时，墙体才会失稳。因此，与仅有砂浆粘接力的墙体相比，图16所示墙体的抗倾覆能力大大提高，抗震性能大大提高。

透水留土墙体采用干砌或不饱和砌筑，墙体具有柔性，适应沉降、伸缩等形变，一般不必设置施工缝、变形缝，有利于简化工序、简化施工技术、降低劳动强度、提高施工速度、缩短工期、降低造价，还特别有利于抢建抢修。实际施工时，可以采用加大竖缝的方法，既可减少砌块用量、也有美观效果。

图17所示的透水留土墙体，其墙体下部采用了图8所示的砌块。砌块的较宽的肩台朝向被支挡的土体，压在较宽的肩台上的土体的自重起抗倾覆作用，有利于提高透水留土墙体的稳定性能。

使用中，有许多加强透水留土墙体稳定的方法。例如，采用图11所示的砌块，在其竖孔13中放入钢筋、木条等杆件、浇入混凝土；又如，采用丁字墙的砌筑方法，丁字形头部的墙体为透水留土墙体，丁字形下部的墙体为承重墙，承重墙伸入土体并让土体压住，承重墙的下部比其上部宽。

图18、图19、图20、图21、图22、图23、图24所示的是各种透水留土墙体，其透水留土作用与图14所示的墙体相同。图18所示的墙体依被挡体而倾斜。图19所示的墙体的一侧临水、另一侧挡土，是一种堤防墙体，砌块临水侧的底脚面具有消浪作用。图20所示的是另一种堤防墙体，砌筑时砌块的肩台在背水的土体一侧，砌块临水侧的横向侧面具有消浪作用，而且比图19所示的墙体稳定。

图21是一种土石坝墙体，上游坝面采用了带有双侧肩台的砌块，下游坝面采用带有单侧肩台的砌块。也可视为堤防的剖面示意图，或路堤的剖面示意图，或水中栈道的剖面示意图。

图22是一种地下集水库墙体的结构示意图。一侧面向库内，另一侧挡土并透水，其挡土透水的原理和效果与上述图17、图18、图19等墙体的透水留土原理相同。本墙体的有益效果是：墙体的每一处砌筑缝都可以成为透水通道，因此土体中到达墙体任一处的泥水都可以就近溢进集水库内，集水迅速；又因为每一处都是沉积溢水，挡土可靠，大大减少使进入库内的水的含泥量，从而大大减少库内的清淤排沙量。

图23是一种拦沙坝墙体的结构示意图。上游一侧透水拦沙，基本原理和效果与图14相同。排水迅速，挡沙可靠。在枯水期，可以使水位降到最低，便于挖取积沙。为了加强墙体抗水冲能力，墙体可以加宽，或砌为双层、多层墙体，或在下游设置支挡体。

图24是一种造田围堰墙体的结构示意图。采用了两侧肩台有高差的砌块，高肩台的一侧朝向堰外，低肩台的一侧朝向堰内。朝向堰内的一侧的作用是透水积土，排水迅速，积土可靠。朝向堰外的一侧的肩台高，支承坡的高度低，支承坡的高度一般小于肩台的高度，使堰外的水在竖缝处有一部分是直接过水、没有溢流过程，有利于透过含土的水。当采用加大竖缝的砌筑方法时，更有利于增加透过含土的水。

图25、图26所示的透水留土墙体，采取了提高稳定性的方法。图25墙体通过连接件15加强墙体与土体的连接，连接件的一端安装在砌块的的砌筑缝内，另一端安装在土体中或锚固在岩土中。连接件的与墙体连接的一端弯折成具有与砌块的顶面或底面、或横向开口可以施工配合的形状，连接件可以是钢材、铝型材等。图26是带有栅网片16的挡墙体结构示意图。采取了增强墙体安全稳定的措施。图25所示的墙体采取连接件15加强墙体与土体的拉连。图26所示的墙体采取栅网片16加强墙体与土体的拉连，栅网片的一端与墙体连接，另一端安置在土体中。栅网片与墙体连接的方法，或直接把栅网片压卡在砌筑缝内；或在栅网片一端穿上杆件、梳齿压卡在砌筑缝内；或采用图13所示的设有纵向开口的砌块，把穿上杆件、梳齿的部分栅网片嵌入纵向开口内。栅网片的材料有土工网、塑料网、金属网、编织网等。

图27、图28所示的透水留土墙体，可以用于墙体绿化，或为生态墙体，美化环境，保护有关生物。图27所示的墙体中设有加大的砌筑竖缝17，可以采用图11、图12、图13所示的砌块，加宽竖缝17、及竖孔13或纵孔13或开口14内可种植花草或让水生动物利用。图28所示的墙体采用了具有相同特征的图11所示的砌块，竖孔13内可种植花草或让水生动物利用。上述实施例已能说明，本发明墙体，在具有优异的透水留土作用的同时，还具有良好的抗倾覆能力、抗震能力、整体稳定性能，并且具有施工方便、缩短工期、提高经济效益等优点。

本发明的透水留土墙体可以用来砌筑挡土墙、堤防、路堤、江河海岸、驳坎、土石坝、护坡、拦沙坝、地下集水库、造田围堰等需要透水留土的建筑墙体，还可以用来砌筑丁坝、锁坝、潜坝等各种需要透水、并连锁稳定的建筑墙体。

Claims (9)

1.一种透水留土墙体，包括用于形成所述的墙体的砌块，所述的砌块纵向相接形成的墙层，所述的墙层层层叠置，相邻墙层的砌块之间相互交错布置；其特征在于：

所述的砌块是纵向型材，包括顶面、底面和两个端面；

所述砌块的横截面整体上呈朝下的喇叭口状；

所述的顶面有中部脊，两侧低，形成左、右支承坡；

所述的顶面和底面是这样形成，当所述的砌块与下面的具有相同特征的砌块叠置形成墙体时，下层砌块的顶面的左、右支承坡与所述砌块的底面接触，从而将两个砌块锁定，阻止了相对的横向移动；

所述墙体的砌筑缝中留有贯通所述的墙体两侧的缝隙；

所述的砌块具有这样的形状和尺寸，从而在三块具有相同特征的的砌块上下叠置时，最下面砌块的脊高于最上面砌块的底脚部。

2.如权利要求1所述的透水留土墙体，其特征在于：所述砌块的支承坡的下部带有肩台，所述的肩台包括上台面、台底面及横向侧面，所述的上台面与上部斜坡及中部脊构成顶面，当所述的砌块与上面的具有相同特征的砌块叠置形成墙体时，两侧斜坡构成的突起部与上面的具有相同特征的砌块底面的喇叭凹口砌合。

3.如权利要求1所述的透水留土墙体，其特征在于：所述的相邻墙层中，上层砌块的底面与下层砌块的顶面之间设有粘结剂。

4.如权利要求1所述的透水留土墙体，其特征在于：所述的砌筑缝为干砌。

5.如权利要求1～4之一所述的透水留土墙体，其特征在于：所述砌块的一侧底脚部高于另一侧肩台底脚部。

6.如权利要求1～4之一所述的透水留土墙体，其特征在于：所述的墙体的一侧有结构体，所述的墙体通过连接件与所述的结构体连接。

7.如权利要求1～4之一所述的透水留土墙体，其特征在于：所述的墙体的一侧有结构体，所述的墙体通过栅网片与结构体连接。

8.一种如权利要求1～4之一所述的透水留土墙体的用途，其特征在于：所述的砌块用来砌筑透水留土的建筑墙体。

9.如权利要求8所述的透水留土墙体的用途，其特征在于：所述的透水留土的建筑墙体为下列之一：①挡土墙；②堤防；③路堤；④江河海岸；⑤驳坎；⑥土石坝；⑦护坡；⑧拦沙坝；⑨地下集水库；⑩造田围堰。

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