CN108867689A - 全预制装配式绿色挡土墙及构筑方法 - Google Patents
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Abstract
全预制装配式绿色挡土墙及构筑方法，其砌块构件和连接构件均可在工厂预制生产，在现场拼装即可成型形成挡土墙结构体，以克服现有拼装式挡土墙的基础和连接件需采用现浇结构所造的施工周期长和施工不便的不足。挡土墙结构体由预制砌块单元横向拼装、纵向拼装形成且座落于结构基础之上，各预制砌块具有由前板外壁向前伸出的植生板。所述横向拼装、纵向拼装的相邻预制砌块单元由设置于其两侧侧壁上的卡接结构连接且形成锁定，或者由竖向设置的预制连接件连接且形成锁定。所述各预制砌块内单元具有竖向贯通的内部空腔，横向拼装后于各内部空腔内分层填筑素土、砂卵石或碎石并压实形成填筑体，挡土墙结构体依靠各预制砌块单元和其内填筑体的自重形成自稳定。
Description
技术领域
本发明涉及土木工程中的挡土结构构件，特别涉及一种全预制装配式绿色挡土墙及构筑方法。
背景技术
重力式挡土墙结构简单，受力明确，在土建工程中的应用较为广泛。目前，重力式挡土墙以现浇结构居多，需要立模浇筑，对工期要求高，在人工作业困难，混凝土运输及养护难度大等地区(如高寒、高海拔的艰险山区)造成极大的不便。同时，随着我国对环保意识的不断增强，大体积的素混凝土挡墙绿化效果不佳，成本较高，亟待改进。
按目前挡土墙的发展现状，挡土墙结构需要需具备如下4种功能才能满足工程建设需求，即：1)可预制，结构最好为完全预制构件，减少或避免现浇混凝土用量，以缩短工期、降低成本，提高施工效率；2)装配式结构，将预制结构分割成块，小块轻型，便于运输，从工厂预制后运输至现场拼装即可成型，施工方便；3)构件连接简单化，为了使挡墙结构系统形成一个整体，需要采用连接件连接各个部件，连接件应尽量采用预制结构，最好依靠构件自身特殊构造进行自锁定，减少构件数量及施工工序；4)绿色环保，传统路堑式挡土墙一般在墙顶平台人为搁置花坛或种植爬墙虎进行绿化，植物选型单一，绿化效果不佳。目前的相关文献显示国内外工程人员对挡土墙的预制化进行了一些研究，但同时具备上述4项功能的结构还未出现。
譬如，在专利号为JP4711618B2的专利说明书公开了一种名称为“护壁”一种支挡结构，该结构采用混凝土结构围成的四周封闭，上下通透的护壁结构，结构中堆填碎石、卵石等材料形成稳定结构，挡土墙按边坡坡度分层堆砌形成挡土墙，该挡土墙具备预制装配化施工的特点，但缺点较为明显：挡土墙构件之间无连接，结构整体性较差，支挡结构的坡度不能过陡，高度不能太高；挡土墙需要依靠充填物的自重进行支挡，所以填充物必须是碎石、卵石等不宜被水流冲刷的材料以保证结构稳定，大大降低了挡墙的适用范围，且难以进行绿化，景观效果差。
再如，在专利号US2017/0284052A1的专利说明书公开了名称为“retaining wallsystem method of supporting same,and kit for use in construction same”的结构。该结构采用预制装配式构件进行拼装成型，不属于重力式挡土墙范畴，依靠预制块与底板的连接形成类似于“L型挡土墙”的轻型结构抵抗土压力，受预制块尺寸及底板限制，该结构适用的挡墙较矮，且不具备绿化功能。
在公告号CN105625261B的专利说明书公开了一种名称为“快速拼装绿色植生挡墙预制混凝土块及系统及构筑方法”。该结构为拼装式挡土墙，具备绿化功能，但基础和预制块之间依靠现浇构造柱进行连接，结构无法自稳，需要依靠基础现浇底板与构造柱之间形成的类似于悬臂式挡土墙的结构来抵抗土压力，预制块类似于桩板结构的挡土板，由于挡土墙系统由构造柱承受剪力和弯矩，受构造柱的截面积影响，挡墙不能做得过高，且基础和连接件采用现浇结构，增加了施工复杂程度，限制了工期，提高了成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种全预制装配式绿色挡土墙，其砌块构件和连接构件均可在工厂预制生产，在现场拼装即可成型形成挡土墙，以克服现有拼装式挡土墙的基础和连接件需采用现浇结构所造的施工周期长和施工不便的不足。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
本发明的全预制装配式绿色挡土墙，挡土墙结构体由预制砌块单元横向拼装、纵向拼装形成且座落于结构基础之上，各预制砌块具有由前板外壁向前伸出的植生板，其特征是：所述横向拼装、纵向拼装的相邻预制砌块单元由设置于其两侧侧壁上的卡接结构连接且形成锁定，或者由竖向设置的预制连接件连接且形成锁定；所述各预制砌块内单元具有竖向贯通的内部空腔，横向拼装后于各内部空腔内分层填筑素土、砂卵石或碎石并压实形成填筑体，挡土墙结构体依靠各预制砌块单元和其内填筑体的自重形成自稳定。
所述植生板与预制砌块单元前板外壁之间形成种植腔，该种植腔内在预制砌块单元前板上设置与内部空腔相通连的泄水孔，且在预制砌块单元前板内壁上覆盖设置反滤层。
本发明所要解决的另一技术问题是提供一种上述全预制装配式绿色挡土墙的构筑方法，该方法包括如下步骤
①整平场地，开挖基础，于基础上铺填碎石垫层并找平作为结构基础；
②在碎石垫层上放线，横向拼装第一层预制砌块单元，横向相邻两预制砌块单元形成连接且锁定；
③于该层各预制砌块单元的内部空腔内在其前板内壁上覆盖设置反滤层，并分层填筑素土、砂卵石或碎石并压实形成填筑体；
④在下一层预制砌块单元上横向拼装、纵向拼装上一层预制砌块单元，横向相邻、纵向相邻两预制砌块单元形成连接且锁定；
⑤于后拼装层的各预制砌块单元的内部空腔内在其前板内壁上覆盖设置反滤层，并分层填筑素土、砂卵石或碎石并压实形成填筑体；
⑥重复以上步骤④和步骤⑤，完成整个挡土墙结构的拼装；
⑦在各预制砌块单元的种植腔内回填种植土，在回填的种植土和顶层的各预制砌块单元的内部空腔的填土中种植绿化植物。
本发明的有益效果主要体现在如下几个方面：
一、相邻预制砌块单元可自身锁定，或者通过预制连接件连接锁定，各构件均可在工厂预制生产，在现场拼装即可成型形成挡土墙，实现构件全预制和结构全装配，运输方便，并有效克服了现有拼装式挡土墙的基础和连接件需采用现浇结构所造的施工周期长和施工不便的缺陷；
二、预制砌块横向拼装后于各内部空腔内分层填筑素土、砂卵石或碎石并压实形成填筑体，拼装形成挡土墙结构具有自稳定特征，即挡土墙结构体依靠各预制砌块单元和其内填筑体的自重形成自稳定，无需借助任何外部结构或力来维持结构或边坡的稳定,节约成本；
三、可逐层进行客土绿化，极大提升了挡土墙的长期绿化效果；
四、与传统的重力式挡土墙相比较，可节约混凝土用量70％～80％，且无需施加模板浇筑过程及混凝土养护工作，缩短工期80％以上，经济效益十分显著。
附图说明
本说明书包括如下十二幅附图：
图1是本发明全预制装配式绿色挡土墙实施例1中分体预制单元的俯视图；
图2是本发明全预制装配式绿色挡土墙实施例1中分体预制单元的左视图；
图3是本发明全预制装配式绿色挡土墙实施例1中分体预制单元的拼装方式示意图；
图4是本发明全预制装配式绿色挡土墙实施例1中中部预制连接件的断面图；
图5是本发明全预制装配式绿色挡土墙实施例1中中部预制连接件的立面图；
图6是本发明全预制装配式绿色挡土墙实施例1中端部预制连接件的断面图；
图7是本发明全预制装配式绿色挡土墙实施例1中端部预制连接件的立面图；
图8是是本发明全预制装配式绿色挡土墙实施例2中整体预制单元的俯视图；
图9是本发明全预制装配式绿色挡土墙实施例2中整体预制单元的左视图；
图10是本发明全预制装配式绿色挡土墙实施例2中整体预制单元的右视图；
图11是本发明全预制装配式绿色挡土墙实施例2中整体预制单元的拼装方式示意图；
图12是本发明全预制装配式绿色挡土墙实施例1的使用状态参考图。
图中示出构件和对应的标记：整体预制单元10、前板101、后板102、侧板103、锁定凹槽104、锁定凸榫105、前部预制单元11、前板111、侧板112、前限位凸缘113、种植腔114、泄水孔115、植生板116、反滤层117、后部预制单元12、背板121、侧板122、后限位凸缘123、内部空腔13、中部预制连接件20、中肋21、左侧边肋22、右侧边肋23、凸缘24、卡槽25、端部预制连接件30、中肋31、内侧边肋32、外侧边肋33、凸缘34、卡槽35、碎石垫层40。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
参照图3、图8和图12，本发明的全预制装配式绿色挡土墙，挡土墙结构体由预制砌块单元横向拼装、纵向拼装形成且座落于结构基础之上，各预制砌块具有由前板外壁向前伸出的植生板116。所述横向拼装、纵向拼装的相邻预制砌块单元由设置于其两侧侧壁上的卡接结构连接且形成锁定，或者由竖向设置的预制连接件连接且形成锁定。所述各预制砌块内单元具有竖向贯通的内部空腔13，横向拼装后于各内部空腔13内分层填筑素土、砂卵石或碎石并压实实形成填筑体，挡土墙结构体依靠各预制砌块单元和其内填筑体的自重形成自稳定。参照图8，相邻预制砌块单元可自身锁定，或者通过预制连接件连接锁定(参照图3)，各构件均可在工厂预制生产，在现场拼装即可成型形成挡土墙，实现构件全预制和结构全装配，有效克服了现有拼装式挡土墙的基础和连接件需采用现浇结构所造的施工周期长和施工不便的不足。预制砌块横向拼装后于各内部空腔内分层填筑素土、砂卵石或碎石并压实，拼装形成挡土墙具有自稳定特征，即挡土墙结构体依靠各预制砌块单元和其内填筑体的自重形成自稳定，无需借助任何外部结构或力来维持结构或边坡的稳定。可逐层进行客土绿化，极大提升了挡土墙的长期绿化效果。与传统的重力式挡土墙相比较，可节约混凝土用量80％～90％，且无需施加模板浇筑过程及混凝土养护工作，缩短工期80％以上，经济效益十分显著。
参照图1、图2和图8、图9、图10，所述植生板116与预制砌块单元前板外壁之间形成种植腔114，种植腔114内回填种植土且种植绿化植物。该种植腔114内在预制砌块单元前板上设置与内部空腔13相通连的泄水孔115，有利于绿化植物生长。且在预制砌块单元前板内壁上覆盖设置反滤层117，避免内部空腔13填筑的素土流失。
参照图1、图2和图3示出的实施例1，所述预制砌块单元为由前部预制单元11和后部预制单元12构成的分体式预制单元，由预制连接件连接且锁定为一体。所述后部预制单元12由背板121和两侧侧板122构成，两侧侧板122的前端具有向内凸起的后限位凸缘123，该后限位凸缘123与背板121板面平行。所述后部预制单元12包括连接为一体前板111和两侧侧板112，两侧侧板112前端具有向内凸起的前限位凸缘113，该前限位凸缘113与背板121板面平行。所述植生板116连接于前板111上，且向上倾斜和向前伸出，与中部向后内凹的前板111形成种植腔114。
参照图3，所述预制连接件包括中部预制连接件20和端部预制连接件30。参照4和图5，所述中部预制连接件20由中肋21、左侧边肋22和右侧边肋23构成工字形断面，左侧边肋22和右侧边肋23两端具有向内凸起的凸缘24，凸缘24侧壁与中肋21侧壁之间形成容纳前限位凸缘113或后限位凸缘123的卡槽25。参照图3和图12，除挡土墙横向两端外，各预制砌块单元中的前部预制单元11、后部预制单元12的连接锁定，以及相邻两预制砌块单元的横向拼装、纵向拼装均通过中部预制连接件20进行。预制连接件20的中肋21插入前部预制单元11、后部预制单元12之间，前限位凸缘113、后限位凸缘123插入卡槽25内，即可将前部预制单元11和后部预制单元12连接锁定为一体，且实现相邻两预制砌块单元的横向拼装、纵向拼装。
参照图6和图7，所述端部预制连接件30由边中肋31、内侧边肋32和外侧边肋33构成工字形断面，内侧边肋32两端具有向内凸起的内侧凸缘34，内侧凸缘34侧壁与边中肋31侧壁之间形成容纳前限位凸缘113或后限位凸缘123的内侧卡槽35。与中部预制连接件20相比较，端部预制连接件30的外侧边肋33上不设置凸缘，为平板状，与挡土墙横向两端的预制单元11和后部预制单元12的横向外侧壁密贴。
参照图8、图9、图10示出的实施例2，所述预制砌块单元由前板101、后板102和两侧侧板103构成的整体预制单元10。所述两侧侧板103上于其一侧沿板面横向间隔设置竖向延伸的锁定凹槽104，于另一侧与设置锁定凹槽104相对应且相适配的锁定凸榫105。所述植生板116连接于前板101上，且向上倾斜和向前伸出，与中部向后内凹的前板101形成种植腔114。参照图11，将一整体预制单元10上的锁定凸榫105插入另一整体预制单元10上的锁定凹槽104内，即可实现整体预制单元10的横向相拼。参照图9和图10，所述锁定凸榫105的上端竖向延伸出侧板103一定高度，下部则截去相应的高度，位于下一层的整体预制单元10的锁定凸榫105延伸入上一层整体预制单元10的锁定凹槽104内，即可实现整体预制单元10的纵向相拼。参照图8，为确保连接锁定的可靠性，所述锁定凸榫105、锁定凹槽104的断面呈燕尾型，或者其他非矩形截面。
参照图12，本发明全预制装配式绿色挡土墙的构筑方法，包括如下步骤
①整平场地，开挖基础，于基础上铺填碎石垫层40并找平作为结构基础；
②在碎石垫层40上放线，横向拼装第一层预制砌块单元，横向相邻两预制砌块单元形成连接且锁定；
③于该层各预制砌块单元的内部空腔13内在其前板内壁上覆盖设置反滤层117，并分层填筑素土、砂卵石或碎石并压实形成填筑体；
④在下一层预制砌块单元上横向拼装、纵向拼装上一层预制砌块单元，横向相邻、纵向相邻两预制砌块单元形成连接且锁定；
⑤于后拼装层的各预制砌块单元的内部空腔13内在其前板内壁上覆盖设置反滤层117，并分层填筑素土、砂卵石或碎石并压实形成填筑体；
⑥重复以上步骤④和步骤⑤，完成整个挡土墙结构的拼装；
⑦在各预制砌块单元的种植腔114内回填种植土，在回填的种植土和顶层的各预制砌块单元的内部空腔13的填土中种植绿化植物。
以上所述只是用图解说明本发明全预制装配式绿色挡土墙及构筑方法的一些原理，并非是要将本发明局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本发明所申请的专利范围。
Claims (10)
1.全预制装配式绿色挡土墙，挡土墙结构体由预制砌块单元横向拼装、纵向拼装形成且座落于结构基础之上，各预制砌块具有由前板外壁向前伸出的植生板(116)，其特征是：所述横向拼装、纵向拼装的相邻预制砌块单元由设置于其两侧侧壁上的卡接结构连接且形成锁定，或者由竖向设置的预制连接件连接且形成锁定；所述各预制砌块内单元具有竖向贯通的内部空腔(13)，横向拼装后于各内部空腔(13)内分层填筑素土、砂卵石或碎石并压实形成填筑体，挡土墙结构体依靠各预制砌块单元和其内填筑体的自重形成自稳定。
2.如权利要求1所述的全预制装配式绿色挡土墙，其特征是：所述植生板(116)与预制砌块单元前板外壁之间形成种植腔(114)，该种植腔(114)内在预制砌块单元前板上设置与内部空腔(13)相通连的泄水孔(115)，且在预制砌块单元前板内壁上覆盖设置反滤层(117)。
3.如权利要求1所述的全预制装配式绿色挡土墙，其特征是：所述预制砌块单元为由前部预制单元(11)和后部预制单元(12)构成的分体式预制单元，由预制连接件连接且锁定为一体。
4.如权利要求3所述的全预制装配式绿色挡土墙，其特征是：所述后部预制单元(12)由背板(121)和两侧侧板(122)构成，两侧侧板(122)的前端具有向内凸起的后限位凸缘(123)，该后限位凸缘(123)与背板(121)板面平行。
5.如权利要求4所述的全预制装配式绿色挡土墙，其特征是：所述后部预制单元(12)包括连接为一体前板(111)和两侧侧板(112)，两侧侧板(112)前端具有向内凸起的前限位凸缘(113)，该前限位凸缘(113)与背板(121)板面平行；所述植生板(116)连接于前板(111)上，且向上倾斜和向前伸出，与中部向后内凹的前板(111)形成种植腔(114)。
6.如权利要求5所述的全预制装配式绿色挡土墙，其特征是：所述预制连接件包括中部预制连接件(20)和端部预制连接件(30)；所述中部预制连接件(20)由中肋(21)、左侧边肋(22)和右侧边肋(23)构成工字形断面，左侧边肋(22)和右侧边肋(23)两端具有向内凸起的凸缘(24)，凸缘(24)侧壁与中肋(21)侧壁之间形成容纳前限位凸缘(113)或后限位凸缘(123)的卡槽(25)；所述端部预制连接件(30)由边中肋(31)、内侧边肋(32)和外侧边肋(33)构成工字形断面，内侧边肋(32)两端具有向内凸起的内侧凸缘(34)，内侧凸缘(34)侧壁与边中肋(31)侧壁之间形成容纳前限位凸缘(113)或后限位凸缘(123)的内侧卡槽(35)。
7.如权利要求1所述的全预制装配式绿色挡土墙，其特征是：所述预制砌块单元由前板(101)、后板(102)和两侧侧板(103)构成的整体预制单元(10)；所述两侧侧板(103)上于其一侧沿板面横向间隔设置竖向延伸的锁定凹槽(104)，于另一侧与设置锁定凹槽(104)相对应且相适配的锁定凸榫(105)；所述植生板(116)连接于前板(101)上，且向上倾斜和向前伸出，与中部向后内凹的前板(101)形成种植腔(114)。
8.如权利要求1所述的全预制装配式绿色挡土墙，其特征是：所述锁定凸榫(105)的上端竖向延伸出侧板(103)一定高度，下部则截去相应的高度。
9.如权利要求7或8所述的全预制装配式绿色挡土墙，其特征是：所述锁定凸榫(105)、锁定凹槽(104)的断面呈燕尾型。
10.如权利要求1至9任意一所述全预制装配式绿色挡土墙的构筑方法，包括如下步骤
①整平场地，开挖基础，于基础上铺填碎石垫层(40)并找平作为结构基础；
②在碎石垫层(40)上放线，横向拼装第一层预制砌块单元，横向相邻两预制砌块单元形成连接且锁定；
③于该层各预制砌块单元的内部空腔(13)内在其前板内壁上覆盖设置反滤层(117)，并分层填筑素土、砂卵石或碎石并压实形成填筑体；
④在下一层预制砌块单元上横向拼装、纵向拼装上一层预制砌块单元，横向相邻、纵向相邻两预制砌块单元形成连接且锁定；
⑤于后拼装层的各预制砌块单元的内部空腔(13)内在其前板内壁上覆盖设置反滤层(117)，并分层填筑素土、砂卵石或碎石并压实形成填筑体；
⑥重复以上步骤④和步骤⑤，完成整个挡土墙结构的拼装；
⑦在各预制砌块单元的种植腔(114)内回填种植土，在回填的种植土和顶层的各预制砌块单元的内部空腔(13)的填土中种植绿化植物。
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