CN109024664B - 利用废旧轮胎减震抗震的加筋挡土墙及施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用废旧轮胎减震抗震的加筋挡土墙及施工方法，能够有效提高减震抗震性能，充分利用固体垃圾减少对环境的污染。施工方法包括：减震层的铺设：采用土工织物围成的袋体结构对废旧轮胎颗粒进行包裹形成减震体，将减震体分别沿着挡墙墙背和砂垫层进行铺设形成纵向减震层和横向减震层；填料和复合筋材的铺设：在纵向减震层和横向减震层围成的区域内铺设填料，并在填料中埋设多层复合筋材；每层复合筋材都包含一层土工格栅和多个绑扎固定在该土工格栅上的废旧轮胎，在一层复合筋材铺设完毕后应立即进行填料虚铺；铺设复合筋材时应将其下面的填料整平，填料摊铺、碾压应从拉筋中部开始，平行于挡墙墙面碾压。

Description

利用废旧轮胎减震抗震的加筋挡土墙及施工方法
技术领域
本发明属于建筑领域，具体涉及一种利用废旧轮胎减震抗震的加筋挡土墙，和该加筋挡土墙的施工方法。
背景技术
挡土墙被广泛应用到交通、水利、桥梁等工程，用于稳定路面，防止水流冲刷，保护建筑物或整治塌方、滑坡等路基病害。但是，挡土墙很容易受到地震的影响，在地震中因侧向土压力的增加而产生变形、侧向移动、沉降甚至坍塌，尤其是近些年来，地壳活动的剧烈和人类活动频繁，导致了地震灾害的频发，挡土墙也受到了极大破坏。挡土墙的抗震设计也更加受到重视。
从国内外大量地震的震害中能够看到，现代公路工程中的挡土墙结构仍然十分脆弱，在地震中容易遭受破坏，影响甚至中断交通，还会给震后救灾工作带来极大困难。公路工程的震害表明，挡土结构的地震破坏，往往是造成道路受损、桥梁破坏的主要原因之一，有关研究表明在沿墙高度方向，地震加速度分布不是呈直线变化，比较复杂，总的变化趋势大体一致。从挡墙底部开始，最大地震加速度并不随高度的增加而增大，直至高度达到挡墙总高度的1/2—2/3处才开始比较迅速的增加，至项部达到最大值，约为底部的1.1-2.0倍。工程上可以通过拦截地震波的传导，减小挡墙受地震作用而发生破坏。
随着经济的高速增长和科学技术的发展，在挡土墙的抗震设计方面仍存在一些不足，无法满足现阶段公路建设发展的需要。地震作用引起的主动或被动作用在挡土墙上的土压力，是挡土结构稳定性研究中的主要因素。所以，如何通过经济有效的技术手段减小地震土压力对挡墙造成的破坏方面还存在许多技术问题。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种利用废旧轮胎减震抗震的加筋挡土墙及施工方法，能够有效提高减震抗震性能，充分利用固体垃圾减少对环境的污染。
本发明为了实现上述目的，采用了以下方案：
<施工方法>
本发明提供一种利用废旧轮胎减震抗震的加筋挡土墙的施工方法，其特征在于，包括：减震层的铺设：采用土工织物围成的袋体结构对废旧轮胎颗粒进行包裹形成多个减震体，将这些减震体分别沿着纵向和横向两个方向进行铺设，从而形成纵向减震层和横向减震层，具体地，纵向减震层是沿着挡墙墙背纵向铺设，横向减震层是沿着地基上的砂垫层进行横向铺设；纵向减震层的铺设进度应与挡墙和填料的施工进度保持一致；填料和复合筋材的铺设：在纵向减震层和横向减震层围成的区域内铺设填料，并在填料中从下至上埋设多层复合筋材；每层复合筋材都包含一层土工格栅和多个绑扎固定在该土工格栅上的废旧轮胎，在一层复合筋材铺设完毕后应立即进行填料虚铺；铺设复合筋材时应将其下面的填料整平，填料摊铺厚度要均匀一致，表面平整，填料应严格分层压实，填料摊铺、碾压应从拉筋中部开始，平行于挡墙墙面碾压，先向筋材尾部逐步进行，然后再向墙面方向进行，严禁平行于拉筋方向碾压；不断重复上述工序至铺设到挡墙顶部。
优选地，本发明所涉及的利用废旧轮胎减震抗震的加筋挡土墙的施工方法，还可以具有这样的特征：减震体中填充的废旧轮胎颗粒粒径为3～5mm。
优选地，本发明所涉及的利用废旧轮胎减震抗震的加筋挡土墙的施工方法，还可以具有这样的特征：减震层的铺设厚度T＝0.3H，H为挡墙高度。
优选地，本发明所涉及的利用废旧轮胎减震抗震的加筋挡土墙的施工方法，还可以具有这样的特征：填料由稻壳灰和黏性土按照质量比3:20均匀拌和而成。
优选地，本发明所涉及的利用废旧轮胎减震抗震的加筋挡土墙的施工方法，还可以具有这样的特征：稻壳灰中：SiO2含量为72wt.％、Al2O3含量为5.4wt.％。
优选地，本发明所涉及的利用废旧轮胎减震抗震的加筋挡土墙的施工方法，还可以具有这样的特征：每层填料的虚铺厚度不超过25cm，压实度在95％以上。
优选地，本发明所涉及的利用废旧轮胎减震抗震的加筋挡土墙的施工方法，还可以具有这样的特征：对于相邻的复合筋材层，上层的废旧轮胎与下层的废旧轮胎相互错位布置。
<加筋挡土墙>
本发明还提供一种提利用废旧轮胎减震抗震的加筋挡土墙，其特征在于，包括：挡墙；挡墙基础，设置在挡墙底部，为钢筋混凝土条形基础；减震层，包含：沿着挡墙墙背铺设的纵向减震层，和沿着地基上的砂垫层铺设的横向减震层，纵向减震层和横向减震层均采用减震体进行铺设，减震体包含土工织物围成的袋体和被包裹在袋体内的废旧轮胎颗粒；填料和复合筋材部，设置在纵向减震层和横向减震层围成的区域内，包含：填料和在填料中从下至上埋设的多层复合筋材；每层复合筋材都包含一层土工格栅和多个绑扎固定在该土工格栅上的废旧轮胎。
优选地，本发明所涉及的利用废旧轮胎减震抗震的加筋挡土墙，其特征在于，还可以具有这样的特征：挡墙基础宽度方向每侧比挡墙宽25～30cm，基础埋置深度在0.5～1.0m之间。
优选地，本发明所涉及的提利用废旧轮胎减震抗震的加筋挡土墙，其特征在于，还可以具有这样的特征：从下至上，复合筋材层的层间距逐渐减小，并且各层废旧轮胎的设置密度逐渐增大。这样可以有效提高土体抗剪强度和载荷承载力。
发明的作用与效果
1、本发明使用了大量的废旧轮胎，实现了固体垃圾的减量化和循环利用，减少了对环境的污染，提高了对空间的有效利用。
2、本发明使用了废旧轮胎与土工格栅复合加筋，降低了筋材花费成本，同时废旧轮胎的加入，大大提高了填料的抗剪强度。
3、本发明使用了废旧轮胎颗粒作为减震层，充分利用了轮胎材料的可压缩性，作为缓冲带来吸收地震或交通荷载作用带来的大部分能量，减少挡墙所受到的横向土压力和位移变形。
4、本发明使用了的稻壳灰与黏性土混合填料，提高了废物的利用效率，稻壳灰一定程度上增强了黏性土的强度，同时减轻了填料的自重，改善了筋材与填料间的界面摩擦性能。
附图说明
图1是本发明实施例中涉及的利用废旧轮胎减震抗震的加筋挡土墙的横断面示意图；
图2是本发明实施例中涉及的利用废旧轮胎减震抗震的加筋挡土墙的结构立面图；
图3是本发明实施例中涉及的复合筋材的结构示意图；
图4是本发明实施例中涉及的复合筋材的局部放大图。
上述图1至4中，各标号所表示的结构为：
11-挡墙基础、12-地基、13-沉降缝、14-挡墙、15-排水管、16-减震层、16a-纵向减震层、16b-横向减震层、161-废旧轮胎颗粒、162-土工织物、17-填料、18-砂垫层、19-复合筋材、191-土工格栅、192-废旧轮胎、193-绑扎带。
具体实施方式
以下参照附图对本发明所涉及的利用废旧轮胎减震抗震的加筋挡土墙及施工方法作详细阐述。
<实施例>
本实施例所提供的利用废旧轮胎减震抗震的加筋挡土墙10的施工方法包括：
1、挡墙基础11的施工：挡墙基础11采用钢筋混凝土条形基础，挡墙基础11宽度方向每侧都比挡墙宽25～30cm，挡墙基础11埋置深度0.5～1.0m之间；为避免因地基12不均匀沉陷而引起墙身开裂，需根据地质条件的变异和墙高、墙身断面的变化情况设置沉降缝13，同时为了防止圬工砌体因收缩硬化和温度变化而产生裂缝，应设置伸缩缝，一般沉降缝13与伸缩缝合并设置，每隔10～15m设置一道，缝宽2～3cm，缝内用涂以沥青的木板填塞。
2、挡墙14的施工：挡墙14墙体采用砌体结构，砌筑砂浆必须密实饱满，砌筑砂浆为水泥砂浆，砌块接搓处砂浆密实，砖缝平直，埋设排水管15，排水管15间距横向纵向均为2～3m一个，最下排排水管15应高出地面0.3m，排水管15进水侧应设置反滤层。
3、减震层16的施工：减震层16分为纵向和横向两个方向进行铺设，从而形成纵向减震层16a和横向减震层16b，其中纵向减震层16a位于挡墙14与填料17之间，横向减震层16b位于砂垫层18与填料17之间。
减震层16由废旧轮胎颗粒组成，废旧轮胎颗粒161大小选用3-5mm，为防止废旧轮胎颗粒161与周围填土发生彼此混合交杂，采用土工织物162围成的类似于袋体结构对废旧轮胎颗粒161进行包裹。这里将土工织物162袋体及其包裹的废旧轮胎颗粒161称为减震体，将减震体沿着挡墙14墙背铺设即形成纵向减震层16a，进一步将减震体沿着砂垫层18铺设即形成横向减震层16b。本实施例中，减震体的尺寸与沉降缝13间距相对应，将每个减震体在沉降缝13处结束(袋体封口)，再设置另一个减震体。
通过纵向减震层16a和横向减震层16b分别吸收纵向(垂直于地基12方向)和横向(平行于地基12方向)两个方向的能量，从而起到有效减震的效果。
另外，纵向减震层16a的铺设进度应与挡墙14和填料17的施工进度应保持一致，其铺设厚度T由挡墙14的高度H来确定，具体由T/H＝0.3来确定，同时对其进行一定的压实。
4、填料17的施工：填料17由稻壳灰和黏性土按照质量比3:20拌和而成，二者必须拌和均匀、稻壳灰中SiO2含量为72wt.％、Al2O3的含量为5.4wt.％。按照质量比3:20拌和、最佳含水量20％、最大干密度1.6g/cm3。
布置筋材时应将其下面的填料17整平，填料17摊铺厚度要均匀一致，表面平整，填料17应严格分层压实，每层填料17的虚铺厚度不易大于25cm，压实度应符合设计规定，且不得小于95％，填料17摊铺、碾压应从拉筋中部开始，平行于墙面碾压，先向筋材尾部逐步进行，然后再向墙面方向进行，严禁平行于拉筋方向碾压。
5、复合筋材19的施工：复合筋材19由土工格栅191和废旧轮胎192复合而成，其中土工格栅191位于废旧轮胎192的下部，用绑扎带193将废旧轮胎192绑扎到土工格栅191上进行有效连接，靠近挡墙14的土工格栅191直接压在上下砌块之间，与挡墙14面板固定拉紧，以防夯实时将面板挤出，并按设计要求进行铺设加筋间距20～30cm(相邻复合筋材19的层间距)，筋材应平顺，不得出现打折、扭曲等现象，在复合筋材19铺设完毕后应立即进行填料17虚铺；然后进行墙体排水设施的施工、检查，在上述工作完成后可铺设第二层并重复上述工序直至铺设至挡墙14顶部。
本实施例中，在每一层复合筋材19中，废旧轮胎192的铺设横向间距为一个轮胎直径大小；对于任意相邻的两层复合筋材19，位于上层复合筋材19中的废旧轮胎192与位于下层复合筋材19中的废旧轮胎相互错位布置，以便更好地减震抗震。
通过以上施工方法即可得到具有较好减震抗震性能加筋挡土墙10。
上述实施例仅仅是对本发明技术方案所做的举例说明。本发明所涉及的利用废旧轮胎减震抗震的加筋挡墙及施工方法并不仅仅限定于在以上实施例中所描述的结构，而是以权利要求所限定的范围为准。本发明所属领域技术人员在该实施例的基础上所做的任何修改或补充或等效替换，都在本发明所要求保护的范围内。
在本发明中，为了更好的提高抗剪强度和载荷承载力，按照从下至上的方向，可将每层复合筋材之间的间距依次减小，并且可以把土工格栅上面绑扎的废旧轮胎加密。

Claims (7)

1.一种利用废旧轮胎减震抗震的加筋挡土墙的施工方法，其特征在于，包括：
减震层的铺设：采用土工织物围成的袋体结构对废旧轮胎颗粒进行包裹形成减震体，将减震体沿着挡墙墙背铺设形成纵向减震层，并且将减震体沿着地基上的砂垫层进行铺设形成横向减震层；纵向减震层的铺设进度应与挡墙和填料的施工进度保持一致；减震体的尺寸与沉降缝间距相对应，将每个减震体在沉降缝处结束，再设置另一个减震体；
填料和复合筋材的铺设：在纵向减震层和横向减震层围成的区域内铺设填料，并在填料中从下至上埋设多层复合筋材；每层复合筋材都包含一层土工格栅和多个绑扎固定在该土工格栅上的废旧轮胎，在一层复合筋材铺设完毕后应立即进行填料虚铺；铺设复合筋材时应将其下面的填料整平，填料摊铺厚度要均匀一致，表面平整，填料应严格分层压实，填料摊铺、碾压应从拉筋中部开始，平行于挡墙墙面碾压，先向筋材尾部逐步进行，然后再向墙面方向进行，严禁平行于拉筋方向碾压；不断重复上述工序至铺设到挡墙顶部，
其中，减震层的铺设厚度T＝0.3H，H为挡墙高度，每层填料的虚铺厚度不超过25cm，压实度在95％以上，对于相邻的复合筋材层，上层的废旧轮胎与下层的废旧轮胎相互错位布置。
2.根据权利要求1所述的利用废旧轮胎减震抗震的加筋挡土墙的施工方法，其特征在于：
其中，减震体中填充的废旧轮胎颗粒粒径为3～5mm。
3.根据权利要求1所述的利用废旧轮胎减震抗震的加筋挡土墙的施工方法，其特征在于：
其中，填料由稻壳灰和黏性土按照质量比3:20均匀拌和而成。
4.根据权利要求3所述的利用废旧轮胎减震抗震的加筋挡土墙的施工方法，其特征在于：
其中，稻壳灰中：SiO2含量为72wt.％、Al2O3含量为5.4wt.％。
5.一种利用废旧轮胎减震抗震的加筋挡土墙，采用权利要求1至4中任意一项所述的施工方法制得，其特征在于，包括：
挡墙；
挡墙基础，设置在挡墙底部，为钢筋混凝土条形基础；
砂垫层，铺设在地基上；
减震层，包含：沿着挡墙墙背铺设的纵向减震层，和沿着砂垫层铺设的横向减震层，纵向减震层和横向减震层均采用减震体进行铺设，减震体包含土工织物围成的袋体和被包裹在袋体内的废旧轮胎颗粒；
填料和复合筋材部，设置在纵向减震层和横向减震层围成的区域内，包含：填料和在填料中从下至上埋设的多层复合筋材；每层复合筋材都包含一层土工格栅和多个绑扎固定在该土工格栅上的废旧轮胎。
6.根据权利要求5所述的利用废旧轮胎减震抗震的加筋挡土墙的施工方法，其特征在于：
其中，挡墙基础宽度方向每侧比挡墙宽25～30cm，基础埋置深度在0.5～1.0m之间。
7.根据权利要求5所述的利用废旧轮胎减震抗震的加筋挡土墙的施工方法，其特征在于：
其中，从下至上，复合筋材层的层间距逐渐减小，并且各层废旧轮胎的设置密度逐渐增大。
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