CN106759471A - 一种废旧轮胎构成的拱形挡土墙结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种废旧轮胎构成的拱形挡土墙结构及其施工方法，包括抗滑桩，在设计指定位置施工下部插入地面且间隔分布的抗滑桩，相邻抗滑桩同侧贴近地面处均设有地梁，定位桩间隔固定于地梁上端面，每个定位桩上套装有多个废旧轮胎配重块，相邻定位桩上均套装有连接板，定位桩顶部设有冠梁，抗滑桩、拱形地梁、连接板、冠梁构成一体，在废旧轮胎外露面喷射水泥砂浆并抹面最终构成拱形墙体；通过设计挡土墙构型、浇筑抗滑桩与地梁、套入废旧轮胎配重块、浇筑冠梁、水泥砂浆抹面完成墙体施工。本发明废旧轮胎配重块制作简单、造价低，废旧轮胎堆砌成拱形状，土压力通过拱形传递、分散至两侧的抗滑桩上，其符合应力扩散规律，整体强度较高。

Description

一种废旧轮胎构成的拱形挡土墙结构及其施工方法

技术领域：

本发明涉及岩土工程中的挡土墙结构及施工方法，尤其涉及一种废旧轮胎构成的拱形挡土墙结构及其施工方法。

背景技术：

挡土墙是指支承路基填土或山坡土体、防止填土或土体变形失稳的构造物。根据其刚度及位移方式不同，可分为刚性挡土墙、柔性挡土墙和临时支撑三类。按所处环境条件分为一般地区挡土墙、浸水地区挡土墙和地震地区挡土墙等。按结构特点可分为石砌重力式、石砌恒重式、加筋土重力式、混凝土半重力式、钢筋混凝土悬臂式和扶臂式、锚杆式和锚定板式、竖向预应力锚杆式等。按墙体材料可分为石砌挡土墙、混凝土挡土墙、钢筋混凝土挡土墙、钢板挡土墙等。根据受力方式，分为仰斜式挡土墙和承重式挡土墙。

我国每年产生的废旧轮胎居世界前列，2013年我国废旧轮胎产生量已经达到2.99亿条、重量达到1080万吨，并以每年约8%~10%的速度增长。到2020年，我国废旧轮胎年产量将达2000万吨。如何安全、环保的处理与日俱增的废旧轮胎，是亟待解决的问题。

若能够把废旧轮胎用于岩土工程中挡土墙的建设，一方面可以降低挡土墙的造价与施工难度，另一方面也为废旧轮胎的再利用提供新途径，显然符合资源再利用的发展需求。

可见，有必要探讨利用废旧轮胎制作挡土墙结构的设计方法，促进现有技术的革新与进步。

发明内容：

为了弥补现有技术问题的不足，本发明的目的是提供一种废旧轮胎构成的拱形挡土墙结构及其施工方法，其整体稳定性大、施工简便，为挡土墙的设计与废旧轮胎的再生利用提供一种新思路。

本发明的技术方案如下：

废旧轮胎构成的拱形挡土墙结构，其特征在于，包括废旧轮胎配重块、定位桩、连接板，根据场地环境及地质条件设计墙体尺寸，在设计指定位置施工下部插入地面且间隔分布的抗滑桩，相邻抗滑桩同侧贴近地面处均设有地梁，

所述定位桩间隔固定于地梁上端面，每个定位桩上套装有多个废旧轮胎配重块叠加构成的废旧轮胎配重块组，相邻的废旧轮胎配重块组间相邻定位桩上均套装有连接板，定位桩顶部设有压住最顶层废旧轮胎配重块组的冠梁，

所述抗滑桩、拱形地梁、连接板、冠梁构成一体，在废旧轮胎外露面喷射水泥砂浆并抹面最终构成拱形墙体。

所述的废旧轮胎构成的拱形挡土墙结构，其特征在于，所述的废旧轮胎配重块为废旧轮胎内部凹槽空间内绑扎构造钢筋并浇筑混凝土形成，且在中心处设有预留孔，预留孔直径大于定位桩外径。

所述的废旧轮胎构成的拱形挡土墙结构，其特征在于，所述的抗滑桩靠近墙体填土侧的立面为凹形弧面，其凹陷形状与废旧轮胎的圆形轮廓一致。

所述的废旧轮胎构成的拱形挡土墙结构，其特征在于，所述的地梁与抗滑桩同步现浇构成一体，地梁宽度等于废旧轮胎直径，地梁中心线长度为废旧轮胎直径的整数倍，地梁轮廓为折线形状。

所述的废旧轮胎构成的拱形挡土墙结构，其特征在于，所述的冠梁由钢筋浇筑混凝土而成，冠梁与地梁轮廓一致为折线形状；各定位桩的顶部通过冠梁连接构成一体。

所述的废旧轮胎构成的拱形挡土墙结构，其特征在于，所述的墙体中废旧轮胎配重块外露面喷射水泥砂浆并抹面。

一种废旧轮胎构成的拱形挡土墙结构的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）、设计挡土墙构型：

根据场地地质条件、地形地貌、拟建挡土墙高度、流水冲刷情况、废旧轮胎配重块尺寸等因素，设计挡土墙的构型，确定抗滑桩的打设位置及入土深度；

2）、浇筑抗滑桩与地梁：

根据设计方案，按照开挖桩孔、绑扎与沉放钢筋笼、支模、浇筑混凝土的次序，浇筑抗滑桩与地梁；地梁的钢筋与抗滑桩的钢筋相互连接形成整体；地梁上应根据定位桩的设计位置预留相应插孔，供定位、固定定位桩使用；

3）、套入废旧轮胎配重块：

先把定位桩固定于地梁上的插孔中，基于预留孔把废旧轮胎配重块组套入定位桩上，并在相邻废旧轮胎配重块组间相邻定位桩上均套装有连接板，组装构成若干废旧轮胎配重块与连接板交替分布、各相邻抗滑桩之间的多列废旧轮胎配重块呈拱形分布的整体结构；

4）、浇筑冠梁：

在每个拱形结构的废旧轮胎配重块的顶部绑扎钢筋，浇筑混凝土形成折线形冠梁。冠梁把每个拱形结构中的所有定位桩连接形成整体；

5）、水泥砂浆抹面：

对废旧轮胎的外露面喷射水泥砂浆进行抹面防护。

本发明的有益效果是：

1、本发明利用废旧轮胎制作配重块，一方面废旧轮胎为外框架可省去模板，另一方面废旧轮胎可有效保护其内槽内的钢筋混凝土，混凝土内仅配少量构造钢筋即可，且可把适度粒径的建筑垃圾、碎石等拌入混凝土中，取材方便，整体价格低廉。

2、本发明各相邻抗滑桩之间的多列废旧轮胎堆砌成拱形状，其能够把挡土墙后填土产生的土压力通过拱形传递、分散至两侧的抗滑桩上，其构型符合应力拱扩散的规律，且各废旧轮胎配重块仅承受压力，整体强度较高。

3、本发明废旧轮胎配重块的相互堆砌施工速度快，施工简单方便。

附图说明：

图1为本发明的废旧轮胎配重块结构示意图。

图2本发明的连接板结构示意图。

图3为本发明的挡土墙结构俯视图。

图4为A-A剖面图。

图5为本发明的挡土墙结构轴测图。

图6为本发明的挡土墙三维结构示意图。

图7为本发明的挡土墙隐藏轮胎后的结构示意图一。

图8为本发明的挡土墙隐藏轮胎后的结构示意图二。

附图标记说明：1、废旧轮胎；2、钢筋混凝土；3、预留孔；4、连接板；5、套孔；6、抗滑桩；7、地梁；8、冠梁；9、定位桩；10、墙后填土；11、潜在滑裂面；12、凹形弧面；A、临空面；B、填土面。

具体实施方式：

参见附图：

废旧轮胎构成的拱形挡土墙结构，包括废旧轮胎配重块、定位桩9与连接板4，根据场地环境及地质条件设计挡土墙构型尺寸后，在设计指定位置施工带凹形弧面12的钢筋混凝土抗滑桩6与折线形地梁7，把定位桩9插入、固定于地梁7上的插孔后，基于预留孔3把废旧轮胎配重块套入各定位桩9上，并选择合适位置在相邻定位桩9之间套入连接板，组装形成若干废旧轮胎配重块与连接板4交替分布、各相邻抗滑桩6之间的多列废旧轮胎配重块呈拱形分布的整体结构，并在每个拱形结构的顶部绑扎钢筋浇筑折线形冠梁8，且在废旧轮胎外露面喷射水泥砂浆形成一定厚度的抹面，由此构成拱形挡土墙。

废旧轮胎配重块为废旧轮胎1内部凹槽空间内绑扎构造钢筋并浇筑混凝土2形成，且在中心处设有预留孔3，预留孔3的直径大于定位桩9的外径，方便预留孔3套在定位桩9上。由于废旧轮胎可有效保护其内槽内的钢筋混凝土，故混凝土中可掺入适度粒径的建筑垃圾与碎石等，进一步降低造价。

连接板4的两端设置两个套孔5，套孔5的直径大于定位桩9的外径。两个套孔5之间的中心距离等于废旧轮胎的外轮廓直径。

抗滑桩6靠近填土侧的立面为凹形弧面12，其凹陷形状与废旧轮胎的圆形轮廓一致，如图6所示。该设计使紧靠抗滑桩6的废旧轮胎配重块与抗滑桩之间接触紧密，有利于荷载的传递，也能确保各拱形的稳定性。抗滑桩6的埋深应穿过潜在滑裂面位置到达强度较高的土层中，如图4所示：挡土墙承受的各类荷载最终传递给抗滑桩。

地梁7与抗滑桩6同步现浇形成整体，地梁7的宽度等于废旧轮胎的直径，地梁7的中心线长度为废旧轮胎直径的整数倍，地梁7的折线形状即为挡土墙拱形的形状。各列废旧轮胎配重块的重量，均传递给地梁7；地梁7上应根据定位桩9的设计位置预留一定深度的相应插孔，供定位、固定定位桩9使用。

冠梁8由钢筋浇筑混凝土而成，相邻抗滑桩6之间多列废旧轮胎配重块堆砌形成的拱形结构的顶部均设置冠梁8。各定位桩9的顶部通过冠梁8连接形成整体。为了方便今后的维修，也可冠梁8内预留套管，使定位桩9插入套管与冠梁8相连，即定位桩9与冠梁8之间呈活动式连接。今后可抽出定位桩9，对该列废旧轮胎进行维修与替换。

废旧轮胎配重块内部浇筑混凝土形成整体，其抗压强大；搭接成拱形形状的废旧轮胎配重块，符合应力扩散规律。土压力通过拱形传递、分散至两侧的抗滑桩上；可见，土压力仅在各废旧轮胎配重块之间传递，地梁7、冠梁8与定位桩9不承受土压力。地梁7起到承担废旧轮胎配重块自重的作用，冠梁8与定位桩9起到约束、固定废旧轮胎配重块位置的作用。

对废旧轮胎的外露面喷射水泥砂浆进行抹面防护，防止其在特殊条件发生燃烧，也可延缓橡胶的老化。

废旧轮胎构成的拱形挡土墙结构的施工方法，详细描述如下：

1）、设计挡土墙构型：

根据场地地质条件、地形地貌、拟建挡土墙高度、流水冲刷情况、废旧轮胎配重块尺寸等因素，设计挡土墙的构型，确定抗滑桩6的打设位置及入土深度。

抗滑桩6的入土深度应超过潜在滑裂面的位置，如图4所示。抗滑桩6直接控制与决定挡土墙的抗滑移与抗倾覆稳定性。

2）、浇筑抗滑桩与地梁：

根据设计方案，按照开挖桩孔、绑扎与沉放钢筋笼、支模、浇筑混凝土的次序，浇筑抗滑桩6与地梁7。地梁7的钢筋与抗滑桩6的钢筋相互连接形成整体。地梁7上应根据定位桩9的设计位置预留相应插孔，供定位、固定定位桩9使用。

地梁7的上表面呈水平状，使后续废旧轮胎的搭接非常整齐、对称，提高整体的强度与刚度。地梁7的下表面紧贴于土层，其根据地形地势可呈现非水平状。

3）、套入废旧轮胎配重块：

先把定位桩9固定于地梁7上的插孔中，基于预留孔3把废旧轮胎配重块套入定位桩9上，并选择合适位置在各相邻定位桩9上套入连接板4，组装形成若干废旧轮胎配重块与连接板4交替分布、各相邻抗滑桩6之间的多列废旧轮胎配重块呈拱形分布的整体结构。

废旧轮胎配重块为废旧轮胎1内部凹槽空间内绑扎构造钢筋并浇筑混凝土2形成。以常见小轿车轮胎型号195/60R15为例，其内腔体积约为0.055 m³，内槽浇筑钢筋混凝土后整体重量约为130kg。2~4人能把该重量的废旧轮胎配重块抬起套入定位桩9中。施工中应尽可能的较少废旧轮胎配重块对定位桩9的碰撞，以维护整体的稳定性与安全性。图7与图8给出了定位桩9与连接板4的搭接情况。

4）、浇筑冠梁：

在每个拱形结构的废旧轮胎配重块的顶部绑扎钢筋，浇筑混凝土形成折线形冠梁8。冠梁8把每个拱形结构中的所有定位桩9连接形成整体。图5与图6给出了冠梁8的具体分布情况。

5）、水泥砂浆抹面：

对废旧轮胎的外露面喷射水泥砂浆进行抹面防护，防止废旧轮胎在特殊情况下发生燃烧，阻止定位桩9及连接板4的生锈，也可有效延缓废旧轮胎中橡胶的老化。

在特殊情况下，如雷击、山火引燃等作用下，废旧轮胎可能发生燃烧，造成挡土墙结构的失效。故废旧轮胎搭接、堆砌施工结束后，应在其外露面喷射水泥砂浆形成抹面，防止废旧轮胎在特殊情况下发生燃烧。施工中，可在废旧轮胎表面附着、固定、包裹辅助土工织物，使水泥砂浆能牢固、有效的包裹住废旧轮胎外表面，形成稳定的保护层。

本发明不局限于上述具体实施方式，根据上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种废旧轮胎构成的拱形挡土墙结构，其特征在于，包括废旧轮胎配重块、定位桩、连接板，根据场地环境及地质条件设计墙体尺寸，在设计指定位置施工下部插入地面且间隔分布的抗滑桩，相邻抗滑桩同侧贴近地面处均设有地梁，

所述定位桩间隔固定于地梁上端面，每个定位桩上套装有多个废旧轮胎配重块叠加构成的废旧轮胎配重块组，相邻的废旧轮胎配重块组间相邻定位桩上均套装有连接板，定位桩顶部设有压住最顶层废旧轮胎配重块组的冠梁，

所述抗滑桩、拱形地梁、连接板、冠梁构成一体，在废旧轮胎外露面喷射水泥砂浆并抹面最终构成拱形墙体。

2.根据权利要求1所述的废旧轮胎构成的拱形挡土墙结构，其特征在于，所述的废旧轮胎配重块为废旧轮胎内部凹槽空间内绑扎构造钢筋并浇筑混凝土形成，且在中心处设有预留孔，预留孔直径大于定位桩外径。

3.根据权利要求1所述的废旧轮胎构成的拱形挡土墙结构，其特征在于，所述的抗滑桩靠近墙体填土侧的立面为凹形弧面，其凹陷形状与废旧轮胎的圆形轮廓一致。

4.根据权利要求1所述的废旧轮胎构成的拱形挡土墙结构，其特征在于，所述的地梁与抗滑桩同步现浇构成一体，地梁宽度等于废旧轮胎直径，地梁中心线长度为废旧轮胎直径的整数倍，地梁轮廓为折线形状。

5.根据权利要求1所述的废旧轮胎构成的拱形挡土墙结构，其特征在于，所述的冠梁由钢筋浇筑混凝土而成，冠梁与地梁轮廓一致为折线形状；各定位桩的顶部通过冠梁连接构成一体。

6.根据权利要求1所述的废旧轮胎构成的拱形挡土墙结构，其特征在于，所述的墙体中废旧轮胎配重块外露面喷射水泥砂浆并抹面。

7.一种废旧轮胎构成的拱形挡土墙结构的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）、设计挡土墙构型：

根据场地地质条件、地形地貌、拟建挡土墙高度、流水冲刷情况、废旧轮胎配重块尺寸等因素，设计挡土墙的构型，确定抗滑桩的打设位置及入土深度；

2）、浇筑抗滑桩与地梁：

根据设计方案，按照开挖桩孔、绑扎与沉放钢筋笼、支模、浇筑混凝土的次序，浇筑抗滑桩与地梁；地梁的钢筋与抗滑桩的钢筋相互连接形成整体；地梁上应根据定位桩的设计位置预留相应插孔，供定位、固定定位桩使用；

3）、套入废旧轮胎配重块：

先把定位桩固定于地梁上的插孔中，基于预留孔把废旧轮胎配重块组套入定位桩上，并在相邻废旧轮胎配重块组间相邻定位桩上均套装有连接板，组装构成若干废旧轮胎配重块与连接板交替分布、各相邻抗滑桩之间的多列废旧轮胎配重块呈拱形分布的整体结构；

4）、浇筑冠梁：

在每个拱形结构的废旧轮胎配重块的顶部绑扎钢筋，浇筑混凝土形成折线形冠梁。

8.冠梁把每个拱形结构中的所有定位桩连接形成整体；

5）、水泥砂浆抹面：

对废旧轮胎的外露面喷射水泥砂浆进行抹面防护。