CN108442404A - 装配式复合生态型挡土墙及其施工方法 - Google Patents

装配式复合生态型挡土墙及其施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及装配式复合生态型挡土墙及其施工方法,包括基础、第一挡土墙、第二挡土墙和竖向挡墙,基础通过土钉支撑在地基土层的硬土层上,竖向挡墙设置在基础上,基础的上表面设有底板;第一挡土墙沿边坡土体外侧面设置,第一挡土墙的底部与底板的上表面固定,第一挡土墙通过土钉与边坡土体连接;第二挡土墙平行设在第一挡土墙的外侧,且第二挡土墙与第一挡土墙之间存在空隙,第二挡土墙的底部与竖向挡墙的内侧面固定,第二挡土墙和第一挡土墙之间通过钢筋连接,空隙处设有回填土。本发明第一挡土墙和第二挡土墙形成复合型挡土墙,并通过特殊的土钉打入土体,提高复合型挡土墙的横向承载力,且本发明采用预制挡墙,施工速度快,施工周期短。

Description

装配式复合生态型挡土墙及其施工方法
技术领域
本发明涉及填土边坡的挡土墙的技术领域,特别涉及一种装配式复合生态型挡土墙及其施工方法。
背景技术
目前填土边坡的挡土墙主要采用重力式挡土墙、锚定式挡土墙、扶壁式挡土墙、加筋土挡土墙、桩板式挡土墙、悬臂式挡土墙。重力式挡土墙靠自身重力平衡土体,一般结构简单,施工方便,但是其挡墙圬工体积较大,对基础的要求也高,对边坡有较大的依赖性;锚定式挡土墙属于轻型挡土墙,通长包括锚杆式和锚定式两种,其主要依靠埋置岩土中的锚杆的抗拉力拉住立柱,保证土体的稳定,但是其对地层条件要求较高,在富水地区及会对钢材造成腐蚀的地层,耐久性较差;扶壁是挡土墙采用预制与现浇相结合的施工方法,其基础现浇,外形美观,体积小,自重轻,但是对基础的承载力要求高,施工工期相对较长;桩板式挡土墙结构较为简单,对不同的基础有较好的适应性,但是其结构受力简单,对高度较大的土坡的效果有限,墙顶的变形较大,且造价较高,经济性差;悬臂式挡土墙适用高度较重力式而言,有了较大的提高,但是不适用于地基条件较差的土层,且工作面较大。
因此,目前亟需寻求一种施工速度快、适用高度较高、节约配制成本且能够适应各种地基及土体的挡土墙及其施工方法显得十分重要。
发明内容
本发明的目的就是克服上述缺陷,提供一种装配式复合生态型挡土墙及其施工方法。本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
本发明涉及的一种装配式复合生态型挡土墙,其包括基础、第一挡土墙、第二挡土墙和竖向挡墙,所述的基础埋设于地基土层内,且通过土钉支撑在地基土层的硬土层上;所述的竖向挡墙设置在基础上表面的最外侧,基础的上表面位于竖向挡墙内侧位置设有底板;所述的第一挡土墙沿边坡土体外侧面设置,第一挡土墙的底部与底板的上表面固定,第一挡土墙通过土钉与边坡土体连接;所述的第二挡土墙平行设在第一挡土墙的外侧,且第二挡土墙与第一挡土墙之间存在空隙,第二挡土墙的底部与竖向挡墙的内侧面固定,第二挡土墙和第一挡土墙之间通过钢筋连接,第二挡土墙和第一挡土墙之间的空隙处设有回填土。
优选地,所述的回填土和边坡土体内均设有排水装置,排水装置包括埋设于回填土或边坡土体内的容器,容器的外圈设置有若干均匀布置的塑料排水板,塑料排水板与容器通过固定板连接,容器上配套设有排水管,所述的第一挡土墙、第二挡土墙和竖向挡墙上设有泄水孔,排水管穿过泄水孔,并延伸至竖向挡墙的外侧。
优选地,所述的土钉包括混凝土土钉本体,混凝土土钉本体的内部设有纵筋和箍筋,混凝土土钉本体的底部设有削土尖端,混凝土土钉本体的外圈设有侧壁螺旋刀,混凝土土钉本体的顶部设有扩径侧壁,扩径侧壁的外圈设有螺纹,螺纹外圈配套设有螺帽,扩径侧壁的顶部设有钉帽,钉帽设置与基础内部。
优选地,所述的第一挡土墙的内侧设有土工格栅,土工格栅与第一挡土墙平行间隔设置。
优选地,所述的第一挡土墙的顶部设有第一顶板,第二挡土墙的顶部设有第二顶板,第一顶板和第一挡土墙、第二顶板和第二挡土墙之间通过连接板和螺栓固定。
优选地,所述的第一挡土墙的外侧面以及所述的第二挡土墙的内侧面设有相互对应的钢筋固定槽,所述的钢筋的两端固定在相对应的钢筋固定槽内,钢筋与第一挡土墙垂直布置。
优选地,所述的基础的外侧设有固化层,所述的竖向挡墙的外侧设有若干等间距间隔设置的扶壁。
优选地,所述的基础的底部设有垫层。
一种基于上述装配式复合生态型挡土墙的施工方法,其特征在于,包括以下的步骤:
(1)将部分边坡土体开挖至埋设土工格栅位置,在开挖面外侧开挖基坑,在基坑底部制作垫层,在垫层上开挖土钉孔,并将土钉沿土钉孔打入硬土层中;
(2)沿基坑内侧壁制作基础模板,在模板内浇筑混凝土形成基础;
(3)在基础上方建筑竖向墙体,并在竖向墙体外侧建筑扶壁,竖向墙体的内侧沿基础上表面铺设底板,并将底板与竖向墙体固定;
(4)沿开挖面布置土工格栅,回填部分开挖土至第一挡土墙布置位置,在边坡土体内埋设的排水装置中的容器和塑料排水板;
(5)将预制好的第一挡土墙沿着边坡土体的侧面铺设,通过连接板和螺栓将第一挡土墙与底板固定,然后在第一挡土墙顶部安装第一顶板,并将排水装置的排水管穿过第一挡土墙上的泄水孔,然后在第一挡土墙预留的土钉孔上斜向打设土钉;
(6)通过连接板和螺栓将预制好的第二挡土墙固定在竖向墙体上,并在第二挡土墙上设置第二顶板;
(7)在第一挡土墙和第二挡土墙之间设置钢筋以及两者之间的排水装置,延长步骤5中排水管至其穿过第二挡土墙上的泄水孔,然后在第一挡土墙和第二挡土墙之间填入回填土。
采用本发明提供的技术方案,与现有技术相比,具有如下有益效果:
1、本发明采用两道挡土墙,第一挡土墙在土体内部,第二挡土墙在边坡外部,第一挡土墙通过螺栓与底板相连接,第二挡土墙通过螺栓与竖向挡墙连接最后通过钢筋连接形成一个整体,这种方式可以提供两道安全措施,增加了土体的安全性。
2、本发明采用的两道挡土墙、底板、顶板都是在场外预制的,在施工现场,只需要通过螺栓与预制挡土墙内部预留的螺栓孔连接,与传统的施工方法相比较,本发明的施工速度快,工期短。
3、本发明在制作基础前打入土钉,混凝土土钉本体外侧包裹着一层侧壁螺旋刀,土钉端部为削土尖端,该土钉相较于桩板式挡土墙中的桩,一方面侧壁螺旋刀及削土尖端有利于将土钉打入土体中,另一方面侧壁螺旋刀拥有类似螺钉的螺纹的效果,在土体中会形成一定的抗拔、抗拉力。
4、与传统的锚杆式挡土墙相比,本发明采用的混凝土土钉本体由混凝土制成,为钢筋混凝土结构,混凝土具有较好的抗腐蚀性,避免了锚杆式挡土墙应锚杆被土体内的水或其他易腐蚀钢材的元素损坏而造成挡土墙存在隐患的缺点。
5、本发明在挡土墙上预留泄水孔,在施工时,安装排水装置,并通过排水管连接至泄水孔,将土体内部的水分排出竖向挡墙外侧,相较与传统的挡土墙,本发明提供了排水装置,在一定程度上增加了土体的稳定性及安全性。
附图说明
图1是装配式复合生态型挡土墙的构造图;
图2是图1中的土钉的结构示意图;
图3是扶壁与竖向挡墙连接结构的示意图;
图4是底板与竖向挡墙的连接节点示意图;
图5是第一挡土墙与底板的连接节点示意图;
图6是排水装置的结构示意图;
图7是第二挡土墙与竖向挡墙的连接节点示意图;
图中:1-钉帽;2-纵筋;3-箍筋;4-削土尖端;5-混凝土土钉本体;6-侧壁螺旋刀;7-第二顶板;8-螺帽;9-扩径侧壁;10-第二挡土墙;11-回填土;12-边坡土体;13-第一顶板;14-底板;15-连接板;16-螺栓;17-泄水孔;19-排水管;20-塑料排水板;21-容器;23-固定板;24-竖向挡墙;25-螺纹;26-固化层;27-扶壁;28-基础;29-垫层;30-地基土层;31-硬土层;32-土钉;33-钢筋固定槽;34-钢筋;35-土工格栅;36-第一挡土墙。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容,结合附图和实施例对本发明作详细描述,以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
结合附图1所述,本发明涉及的一种装配式复合生态型挡土墙,其包括基础28、第一挡土墙36、第二挡土墙10和竖向挡墙24,所述的基础28采用钢筋混凝土结构,其埋设于地基土层30内,基础28的底部设有垫层29,垫层29采样钢筋混凝土结构或者采用钢板,基础28的外侧设有固化层26,固化层的作用在于防止基础28整体向外移动,基础通过土钉32支撑在地基土层30的硬土层31上。本发明所用的土钉32的结构如附图2所示,包括混凝土土钉本体5,混凝土土钉本体5采用钢筋混凝土结构,其内部设有纵筋2和箍筋3,以提高混凝土土钉本体5的抗拉强度和承载能力,且采用混凝土作为土钉32的主要材料,是利用了混凝土的抗腐蚀性,防止地基土体内的水腐蚀土钉,混凝土土钉本体5的底部设有削土尖端4,削土尖端4的作用在于便于土钉钻入地基土层,尤其是钻入硬土层31中,混凝土土钉本体5的外圈设有侧壁螺旋刀6,侧壁螺旋刀6的一方面有助于混凝土土钉本体5钻入地基土层,另一方面侧壁螺旋刀6拥有类似螺钉的螺纹的效果,在土体中会形成一定的抗拔、抗拉力,混凝土土钉本体5的顶部设有扩径侧壁9,扩径侧壁9的外圈设有螺纹25,螺纹25外圈配套设有螺帽8,螺帽8拧紧时螺帽8的底面与垫层29的上表面紧密连接,使混凝土土钉本体5和垫层29形成一个整体,扩径侧壁9的顶部设有钉帽1,基础28浇筑成型后,钉帽1设置与基础28内部,如此混凝土土钉本体5与基础28也形成一个整体。
如附图1或3所示,所述的竖向挡墙24设置在基础28上表面的最外侧,竖向挡墙24的外侧设有若干等间距间隔设置的扶壁27。基础24的上表面位于竖向挡墙24内侧位置设有底板14,如附图4所示,底板14与竖向挡墙24呈直角布置,底板14与竖向挡墙24的连接位置均设有螺孔,底板14与竖向挡墙24的连接位置布设有L形的连接板15,连接板15上也设有螺孔且与,底板14以及竖向挡墙24上的螺孔对应,螺孔处设有螺栓16,通过连接板15和螺栓16将底板14与竖向挡墙24连接成一个整体。
所述的第一挡土墙36沿边坡土体12外侧面设置,第一挡土墙36为工厂预制的挡土墙,且工厂预制第一挡土墙36时,预先留设了土钉孔和泄水孔,第一挡土墙36的顶部设有第一顶板13,第一顶板13与第一挡土墙36之间的连接方式与底板14与竖向挡墙24的连接方式相同,此处不再阐述,第一挡土墙36的底部以及底板14对应安装第一挡土墙36的位置都预留有螺孔16,如附图5所示,第一挡土墙36通过连接板15配合螺栓16的方式连接,并且第一挡土墙36通过土钉32与边坡土体12连接。第一挡土墙36的内侧设有土工格栅35,土工格栅35与第一挡土墙36平行间隔设置,土工格栅35的上下两端分别与第一顶板13以及底板14连接,其作用在于防止边坡土体12塌陷以及出现裂缝。边坡土体12内布设有排水装置,如附图6所示,排水装置包括容器21,容器21的外圈设置有若干均匀布置的塑料排水板20,塑料排水板20用于吸收边坡土体12内的水并将水排到容器21内,塑料排水板20与容器21通过固定板23连接,容器21上配套设有排水管19,排水管19采用PVC管,排水管19由内向外存在向下的倾斜角度,且依次穿过预留在第一挡土墙36的泄水孔、后来填筑的回填土以及竖向挡墙24上预留的泄水孔,用于将边坡土体12内的水直接排到竖向挡墙24的外侧。
所述的第二挡土墙10平行设在第一挡土墙36的外侧,第二挡土墙10采用预制的结构,预制第二挡土墙10时预留了泄水孔和螺栓孔,第二挡土墙10与第一挡土墙36之间存在空隙,结合附图7所示,第二挡土墙10的底部与竖向挡墙24的内侧也通过连接板15以及螺栓16固定连接,第二挡土墙10的顶面设有第二顶板7,第二挡土墙10的内侧面以及第一挡土墙36的外侧面设有相对应的钢筋固定槽33,第二挡土墙10和第一挡土墙36通过钢筋34连接形成整体,钢筋34与第二挡土墙10和第一挡土墙36垂直,并且钢筋34的两端固定在钢筋固定槽33上。第二挡土墙10和第一挡土墙36之间的空隙处设有回填土11。回填土11内也埋设有排水装置,该排水装置的结构与埋设与边坡土体12内的排水装置的结构相同,其排水管依次穿过回填土11、第二挡土墙10上的泄水孔17以及竖向挡墙24,可将回填土11内的水直接排到竖向挡墙24的外侧。
上述装配式复合生态型挡土墙的施工方法为:
步骤一:将部分边坡土体12开挖并搬运到别处,开挖量至埋设土工格栅35的位置处,开挖面应与原来的边坡平行,然后在距离开挖面3m处开挖基坑,基坑长高分别为3.5m,1.2m,基坑开挖完成后,在基坑底面制作垫层29,垫层厚度为0.3m,然后在垫层29上开挖土钉孔,并将土钉32沿着土钉孔打入硬土层31中。
步骤二:制作基础模板,模板沿着基坑边缘制作即可,土钉32的扩径侧壁9应在垫层29上部,即在模板内部,然后往模板内部灌注混凝土,形成基础28。
步骤三:基础制作完成后,在其上建造竖向墙体,并在竖向墙体外侧建造扶壁27,在竖向墙体24与基础28的夹角间,布置预制好的底板14,底板14通过螺栓22与连接板15固定在竖向墙体24上。
步骤四:沿着开挖面布置土工格栅35,然后回填部分之前开挖的土体,回填厚度为0.5m,回填后形成第一挡土墙35对应的边坡,确定并布置排水装置,排水装置应当在第一挡土墙36的泄水孔17相对应位置处,因而需提前确定排水装置的位置,待位置确定好后,将排水装置中的容器21以及塑料排水板23埋设在边坡土体12内部。
步骤五:沿着回填面铺设第一挡土墙35,将预制好的挡土墙35沿着边坡铺设,第一挡土墙35与底板14、第一顶板13之间利用螺栓16与连接板15连接,并将排水装置的排水管19穿过第一挡土墙35的泄水孔;然后在第一挡土墙35预留的土钉孔的位置打入土钉32,土钉32打入方向和水平面呈一定的夹角,倾斜向下。
步骤六:设置第二挡土墙10,第二挡土墙10与开挖面相平行,且利用螺栓16与连接板15将其与竖向墙体24相连接,在第二挡土墙10的顶部处利用相同的方法将其与第二顶板7相连接。
步骤七:在第一挡土墙36与第二挡土墙10之间设置多排钢筋34,钢筋34嵌入第一挡土墙36和第二挡土墙10内部,由于钢筋34位于钢筋固定槽33内,钢筋34的长度长于两道挡土墙的垂直距离,因而不会脱离。第一挡土墙36上泄水孔17连接出来的排水管19通过弯头连接到第二挡土墙10的泄水孔17上,同时穿过竖向墙体24上的泄水孔17,并且在第一挡土墙36和第二挡土墙10之间也设置排水装置,其排水管19依次穿过第二挡土墙10的泄水孔17以及竖向挡墙24上的泄水孔,由于此处排水装置的安装是在填土之前完成的,因而可轻易的设置排水装置。最后回填开挖土体,形成回填土11,由于两道挡土墙之间存在排水装置,所以缓慢且少量的回填土体,以免排水装置被损坏。
以上结合实施例对本发明进行了详细说明,但所述内容仅为本发明的较佳实施例,不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等,均应仍属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (9)

1.装配式复合生态型挡土墙,其特征在于:其包括基础、第一挡土墙、第二挡土墙和竖向挡墙,所述的基础埋设于地基土层内,且通过土钉支撑在地基土层的硬土层上;所述的竖向挡墙设置在基础上表面的最外侧,基础的上表面位于竖向挡墙内侧位置设有底板;所述的第一挡土墙沿边坡土体外侧面设置,第一挡土墙的底部与底板的上表面固定,第一挡土墙通过土钉与边坡土体连接;所述的第二挡土墙平行设在第一挡土墙的外侧,且第二挡土墙与第一挡土墙之间存在空隙,第二挡土墙的底部与竖向挡墙的内侧面固定,第二挡土墙和第一挡土墙之间通过钢筋连接,第二挡土墙和第一挡土墙之间的空隙处设有回填土。
2.根据权利要求1所述的装配式复合生态型挡土墙,其特征在于:所述的回填土和边坡土体内均设有排水装置,排水装置包括埋设于回填土或边坡土体内的容器,容器的外圈设置有若干均匀布置的塑料排水板,塑料排水板与容器通过固定板连接,容器上配套设有排水管,所述的第一挡土墙、第二挡土墙和竖向挡墙上设有泄水孔,排水管穿过泄水孔,并延伸至竖向挡墙的外侧。
3.根据权利要求1所述的装配式复合生态型挡土墙,其特征在于:所述的土钉包括混凝土土钉本体,混凝土土钉本体的内部设有纵筋和箍筋,混凝土土钉本体的底部设有削土尖端,混凝土土钉本体的外圈设有侧壁螺旋刀,混凝土土钉本体的顶部设有扩径侧壁,扩径侧壁的外圈设有螺纹,螺纹外圈配套设有螺帽,扩径侧壁的顶部设有钉帽,钉帽设置与基础内部。
4.根据权利要求1所述的装配式复合生态型挡土墙,其特征在于:所述的第一挡土墙的内侧设有土工格栅,土工格栅与第一挡土墙平行间隔设置。
5.根据权利要求1所述的装配式复合生态型挡土墙,其特征在于:所述的第一挡土墙的顶部设有第一顶板,第二挡土墙的顶部设有第二顶板,第一顶板和第一挡土墙、第二顶板和第二挡土墙之间通过连接板和螺栓固定。
6.根据权利要求1所述的装配式复合生态型挡土墙,其特征在于:所述的第一挡土墙的外侧面以及所述的第二挡土墙的内侧面设有相互对应的钢筋固定槽,所述的钢筋的两端固定在相对应的钢筋固定槽内,钢筋与第一挡土墙垂直布置。
7.根据权利要求1所述的装配式复合生态型挡土墙,其特征在于:所述的基础的外侧设有固化层,所述的竖向挡墙的外侧设有若干等间距间隔设置的扶壁。
8.根据权利要求1所述的装配式复合生态型挡土墙,其特征在于:所述的基础的底部设有垫层。
9.一种基于权利要求1~8任一项所述的装配式复合生态型挡土墙的施工方法,其特征在于,包括以下的步骤:
(1)将部分边坡土体开挖至埋设土工格栅位置,在开挖面外侧开挖基坑,在基坑底部制作垫层,在垫层上开挖土钉孔,并将土钉沿土钉孔打入硬土层中;
(2)沿基坑内侧壁制作基础模板,在模板内浇筑混凝土形成基础;
(3)在基础上方建筑竖向墙体,并在竖向墙体外侧建筑扶壁,竖向墙体的内侧沿基础上表面铺设底板,并将底板与竖向墙体固定;
(4)沿开挖面布置土工格栅,回填部分开挖土至第一挡土墙布置位置,在边坡土体内埋设的排水装置中的容器和塑料排水板;
(5)将预制好的第一挡土墙沿着边坡土体的侧面铺设,通过连接板和螺栓将第一挡土墙与底板固定,然后在第一挡土墙顶部安装第一顶板,并将排水装置的排水管穿过第一挡土墙上的泄水孔,然后在第一挡土墙预留的土钉孔上斜向打设土钉;
(6)通过连接板和螺栓将预制好的第二挡土墙固定在竖向墙体上,并在第二挡土墙上设置第二顶板;
(7)在第一挡土墙和第二挡土墙之间设置钢筋以及两者之间的排水装置,延长步骤5中排水管至其穿过第二挡土墙上的泄水孔,然后在第一挡土墙和第二挡土墙之间填入回填土。
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