CN109518717A - 一种装配式挡土墙及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种装配式挡土墙,该土挡墙包括墙面板、墙底板、若干个土工格栅以及回填料，所述的墙底板安装在墙面板的底部，所述的若干个土工格栅与土挡墙的墙面板相连接，其纵向与墙面板垂直；所述的回填料分层夯实且均匀覆盖于土工格栅之间；所述的墙面板包括交错排列拼装连接的第一墙面板和第二墙面板；以及安装在第一墙面板底部的第一墙底板和安装在第二墙面板的底部的第二墙底板；本发明的墙面板工程造价低，可有效改善土体变形以及提高整体稳定性，占地少，同时，本发明的土工格栅拉伸强度高、抗腐蚀和抗老化性能好、与土形成良好的连锁系统，且土工格栅价格低廉、质量较轻便于运输。
Description
技术领域
本发明属于土建设施及其施工方法，特别涉及一种装配式土工格栅加筋土挡土墙及施工方法。
背景技术
装配式挡土墙的墙面板、墙底板均可按标准预制，因而其具有装配工期较短、墙身轻、占地小、其施工对周边环境产生的影响较小、易控制施工质量等优点。装配式挡土墙广泛应用于受工期及周围建筑物限制、地基条件差且当地缺乏砾石料的工程。
现有技术的装配式挡土墙为刚性结构，因回填土引起的地基变形将影响挡土墙的稳定性，同时刚性结构的挡土墙的抗震性能差。装配式挡土墙的预埋件数量也远远大于现浇挡土墙；受生产设备的限制，挡土墙的构件的尺寸具有局限性；将大量的构件从生产地运往施工现场，会增加运输成本。
发明内容
发明目的:本发明提供一种稳定性及抗震性比较好，构件尺寸的不受限，工程造价低的一种装配式挡土墙。
技术方案：本发明所述的一种装配式挡土墙,该土挡墙包括墙面板、墙底板、若干个土工格栅以及回填料，所述的墙底板安装在墙面板的底部，所述的若干个土工格栅与土挡墙的墙面板相连接，其纵向与墙面板垂直；所述的回填料分层夯实且均匀覆盖于土工格栅之间；所述的墙面板包括交错排列拼装连接的第一墙面板和第二墙面板；以及安装在第一墙面板底部的第一墙底板和安装在第二墙面板的底部的第二墙底板；所述的第一墙面板包括第一上部墙面板单元、第一中部墙面板单元以及第一底部墙面板单元；所述的第二墙面板包括第二上部墙面板单元、第二中部墙面板单元以及第二底部墙面板单元；所述的第一上部墙面板单元和第一底部墙面板单元为留筋墙面板，所述的第一中部墙面板单元为留孔墙面板；所述的第二上部墙面板单元和第二底部墙面板单元为留孔墙面板；所述的第二中部墙面板单元为留筋墙面板。
进一步，所述的土工格栅为加入2％的粒径为15nm-25nm的抗腐蚀炭黑的高密度聚乙烯单向土工格栅，其土工格栅的规格大于TGDG150标准；
进一步，所述回填料为颗粒粒径小于60mm的碎石或砂砾土，其不均匀系数Cu大于或等于5，且曲率系数Cc范围为1-3；
进一步，所述的第一上部墙面板单元为三侧留筋墙面板，所述的第二中部墙面板单元为四侧留筋墙面板，所述的第一底部墙面板单元为三侧留筋与一侧留接口墙面板，所述的第一中部墙面板单元、第二上部墙面板单元和第二底部墙面板单元为四侧留孔墙面板；
进一步，所述的墙面板单元的钢筋伸出墙面板单元的长度为30cm-50cm，直径为8mm-12mm，间距为15cm-20cm；
进一步，所述的第一墙底板为两侧留接口墙底板，所述的第二墙底板为两侧留筋墙底板；
进一步，所述的第一墙底板或第二墙底板的宽度与墙面板单元的宽度相同，第一墙底板或第二墙底板的厚度为倍的墙面板单元的高度；
进一步，所述的第二墙底板的侧面钢筋伸出墙底板的长度为30cm-50cm，直径为8mm-12mm，间距为15cm-20cm。
本发明还给出一种装配式挡土墙的施工方法，其施工方法包括以下步骤：
(1)构件预制：预制第一墙面板、第二墙面板、第一墙底板和第二墙底板；
(2)土方开挖：根据设计图纸进行土方开挖；
(3)安装墙底板：吊放墙底板至设计标高处，先吊装第一墙底板，紧接着吊装第二墙底板，第一墙底板和第二墙底板间隔布置，第一、第二墙底板之间通过墙底板的侧面预埋钢筋拼装连接；
(4)安装底部墙面板单元：首先吊装第一底部墙面板单元至第一墙底板的凹槽中，将凹槽的预埋件与第一底部墙面板单元的底面的连接口对接；然后，以相同的方式吊装并拼接第二底部墙面板单元，第一底部墙面板单元与第二底部墙面板单元间隔布置，第一、第二底部墙面板单元之间通过墙面板预埋钢筋拼接连接，并将预埋钢筋进行加固连接；
(5)铺设土工格栅：土工格栅铺设时先将其平整，其纵向与第一、第二底部墙面板单元垂直，土工格栅的一端通过U型构件和连接棒与墙面板连接，对土工格栅的另一端施加拉力，待土工格栅紧绷后，将此端固定；
(6)底部墙面板单元土方回填：用回填料按先两边后中间的原则分层回填，回填料覆盖土工格栅后进行压实，其分层压实厚度为20cm-30cm；
(7)安装中部墙面板单元：首先吊装第一中部墙面板单元，接着吊装第二中部墙面板单元，第一中部墙面板单元与第一底部墙面板单元、第二中部墙面板单元与第二底部墙面板单元以及第一中部墙面板单元与第二中部墙面板单元之间通过墙面板预埋钢筋拼装连接；再重复步骤(5)和(6)，直至将中部墙面板墙单元后土方回填完成；
(8)安装上部墙面板单元：首先吊装第一上部墙面板单元，接着吊装第二上部墙面板单元，第一上部墙面板单元与第一中部墙面板单元、第二上部墙面板单元与第二中部墙面板单元以及第一上部墙面板单元与第二上部墙面板单元之间通过墙面板预埋钢筋拼装连接；再重复步骤(5)和(6)，直至将上部墙面板单元后土方回填完成。
进一步，所述的土工格栅宽度为2.5m-5m，铺设层距为0.4m-0.6m，格栅加筋长度为0.7-1.2倍的挡墙高度，土工格栅之间用连接棒连接。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、采用装配式挡土墙，墙面板和墙底板为工厂预制，既提高了施工效率，又占地少，其施工对环境的影响较小；
2、所采用的预制墙面板单元共有5类，新型预制墙底板共有2类，既方便运输与装配，又降低了工程造价；
3、土工格栅具有变形模量大、拉伸强度高，抗腐蚀和抗老化性能好等优点，且与土形成良好的连锁系统，能在短时间内发挥加筋作用。相比于钢筋，土工格栅价格较低，且土工格栅较轻，便于运输，故其具有良好的经济效益和工程效益。
附图说明：
图1是本发明的装配式挡土墙剖面图；
图2是本发明的装配式挡土墙的墙面板的示意图；
图3是本发明的挡土墙的正剖面图；
图4是本发明的三侧留筋墙面板2011示意图；
图5是本发明的四侧留筋墙面板2022示意图；
图6是本发明的三侧留筋与一侧留接口墙面板2013示意图；
图7是本发明的三侧留筋与一侧留接口墙面板2013底面示意图；
图8是本发明的留孔墙面板2012(2021)(2023)示意图；
图9是本发明的留孔墙面板2012(2021)底面示意图；
图10是本发明的留孔墙面板2023底面示意图；
图11是本发明的墙面板与土工格栅连接示意图；
图12是本发明的留筋墙底板301示意图；
图13是本发明的留孔墙底板302示意图；
图14是本发明的留孔墙底板302侧面示意图；
图15是本发明的施工流程图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实例对本发明技术方案进一步说明。
如图1-图3所示，给出一种装配式挡土墙,该土挡墙包括墙面板(2)、墙底板(3)、若干个土工格栅(1)以及回填料(6)，所述的墙底板(3)安装在墙面板的底部，所述的若干个土工格栅(1)与土挡墙的墙面板(2)相连接，其纵向与墙面板垂直，并由下而上水平铺设；所述的回填料(6)分层夯实且均匀覆盖于土工格栅之间；回填料(6)采用颗粒粒径小于60mm且级配良好的碎石或砂砾土，其不均匀系数Cu大于或等于5，且曲率系数Cc范围为1～3，使土工格栅与回填料有较大的摩擦力。
其中，土工格栅(1)铺设层距设为为0.4m～0.6m，格栅加筋长度为0.7～1.2倍的挡墙高度。为了达到抗腐蚀性和耐久性较好的效果，在土工格栅的材料高密度聚乙烯中加入2％的粒径为15nm～25nm的抗腐蚀炭黑形成单向土工格栅，且土工格栅(1)规格为TGDG150及以上。一般土工格栅(1)通过U型构件(4)和连接棒(5)与墙面板(2)相连，U型构件(4)预埋在墙面板(2)上。将垂直地面的方向定义为竖向，将平行于地面的方向定义为水平方向，U型构件(4)竖向间距与土工格栅(1)铺设层厚一致，水平间距为1m。
为了改善现有技术中刚性结构装配式挡土墙的抗震性能，本发明将墙面板分成若干个拼装连接的墙面板单元，如图3所示，本发明的墙面板包括交错排列并拼装连接的第一墙面板(201)和第二墙面板(202)；以及分别安装于第一墙面板(201)和第二墙面板(202)的底部的第一墙底板(301)和第二墙底板(302)；所述的第一墙面板(201)包括第一上部墙面板单元(2011)、第一中部墙面板单元(2012)以及第一底部墙面板单元(2013)；所述的第二墙面板(202)包括第二上部墙面板单元(2021)、第二中部墙面板单元(2022)以及第二底部墙面板单元(2023)。所述的第一上部墙面板单元(2011)和第一底部墙面板单元(2013)为留筋墙面板，所述的第一中部墙面板单元(2012)为留孔墙面板；所述的第二上部墙面板单元(2021)和第二底部墙面板单元(2023)为留孔墙面板；所述的第二中部墙面板单元(2022)为留筋墙面板。
其中，为了使墙面板占地小，便于运输，将第一上部墙面板单元(2011)、第一中部墙面板单元(2012)、第一底部墙面板单元(2013)以及第二上部墙面板单元(2021)、第二中部墙面板单元(2022)和第二底部墙面板单元(2023)设置相同的尺寸，其以上各墙面板单元的尺寸为：高度H为1.5m～2m，宽度W1为2m～2.5m，厚度D为20cm～45cm。以上墙面板单元为钢筋混凝土构件。为了使各墙面板之间拼接更坚固，将留孔墙面板采用四侧留孔墙面板，根据装配的不同部位又细分为二小类，装配在中间层的第一中部墙面板单元(2012)和最上面的第二上部墙面板单元(2021)为四侧留圆孔墙面板，如图8-9所示，该墙面板的四个侧面设有圆形接口10；装配在最底层的第二底部墙面板单元(2023)为三侧留圆孔且一侧留方形连接口墙面板，如图8和10所示，该墙面板的三侧设有圆形接口10，一侧设有方形连接口11。留筋面板根据装配的不同部位又细分为三小类，装配在最上面的第一上部墙面板单元(2011)为三侧留筋墙面板，如图4所示，该墙面板三侧埋设钢筋7，一侧设有圆形接口10；其中，钢筋7伸出第一上部墙面板单元的长度为30cm～50cm，直径为8mm～12mm，间距为15cm～20cm，所用钢筋为HRB400钢筋；圆形接口10的孔径比钢筋7的直径大2mm。装配在中间层的第二中部墙面板单元(2022)为四侧留筋墙面板，如图5所示。装配在最底层的第一底部墙面板单元(2013)为三侧留筋且一侧留方形接口墙面板，如图6-图7所示；该墙面板三侧埋设钢筋7，一侧设有方形连接口11。为便于土工格栅(1)与以上各墙面板单元进行连接，在各墙面板单元埋设有U型构件(4)，土工格栅(1)通过连接棒(5)和U型构件(4)与墙面板单元相连，如图11所示，给出土工格栅(1)与墙面板连接装配后的示意图。为便于吊装墙面板单元和墙底板，在各墙面板单元和墙底板埋设吊环。
为了加强挡土墙的墙面板的固定的稳定性，墙底板(3)包括：第一墙底板(301)和第二墙底板(302)，分别与第一墙面板的第一底部墙面板单元和第二墙面板的第二底部墙面板单元拼装连接。如图12所示，给出第一墙底板(301)的结构示意图，该墙底板包括：墙踵板(3-1)、上凸榫(3-2)和下凸榫(3-3)和墙趾板(3-4))；在上凸榫(3-2)设有一凹槽，在凹槽底部埋设有预埋件(9)，与第一底部墙面板单元地面的连接口对接。其中，第一墙底板(301)的W2宽度与墙面板宽度相同，墙底板的厚度d1为倍的墙面板单元的高度，即：上凸榫的顶部厚度d2为30cm～50cm，高度h为做成1:1的斜坡；下凸榫的厚度d3大于墙面板单元的厚度4cm，高度根据下凸榫前土体的被动土压力能够满足全墙的抗滑稳定要求确定。墙趾板的长度L为(0.3～0.42)*H。墙踵板长度由全墙抗滑稳定验算确定。
而第二墙底板(302)与第一墙底板(301)的结构几乎相同，如图13-14所示，唯一不同是第一墙底板(301)为两侧留筋的留筋墙底板，而第二墙底板(302)为两侧留接口的留孔墙底板。故，第二墙底板(302)与第一墙底板(301)的相同部分不再赘述。
本发明还给出了一种装配式挡土墙的施工方法，图15给出了具体步骤如下：
步骤1：预制构件：根据施工图纸对第一墙面板、第二墙面板、第一墙底板以及第二墙底板进行预制，质量验收合格后，将构件运输至施工现场进行分类堆放，土工格栅应避免受阳光直射；
步骤2：土方开挖：根据设计图纸进行土方开挖；放样出基底的平面位置和设计标高，将基底进行整平压实，基底承载力须达到设计要求。当地基为软弱土层时，可采用砂砾、碎石等材料予以换填；
步骤3：安装墙底板：吊放墙底板至设计标高处，先吊装留筋的第一墙底板(301)；紧接着吊装留孔底板(302)，留筋底板(301)和留孔底板(302)间隔布置，墙底板(3)之间通过墙底板侧面预埋钢筋(8)拼装连接。
步骤4：安装底部墙面板单元：采用吊车吊装，人工配合的方式安装墙面板首先，吊放三侧留筋与一侧留接口的第一底部墙面板单元(2013)至第一墙底板(301)的上凸榫(3-2)的凹槽中，凹槽底部的预埋件(9)与第一底部墙面板单元(2013)的底面的连接口11对接；然后，以相同的方式吊装并拼接留孔的第二底部墙面板单元(2023)，第一底部墙面板单元(2013)与第二底部墙面板单元(2023)间隔布置，第一、第二底部墙面板单元之间通过墙面板预埋钢筋(7)拼接连接，并将预埋钢筋进行加固连接。
步骤5：铺设土工格栅：先将场地整平压实，土工格栅(1)铺设时先将其平整，其水平方向与第一、第二墙面板单元垂直，不得卷曲，下料长度以设计长度另加2.5m-3m的富余为标准截断，叠加长度不得小于10cm，且叠加处应用连接棒(5)连接牢固。土工格栅(1)向边坡外延伸3m，以包边加固边坡，土工格栅(1)的一端通过U型构件(4)和连接棒(5)与第一墙面板(201)连接，用张拉梁对土工格栅(1)的另一端施加拉力，待土工格栅(1)紧绷后，将此端固定。
步骤6：底部墙面板单元土方回填：按“先两边，后中间”的原则分层回填，每次卸土高度不得大于1m，分层压实厚度为20cm-30cm。回填料(6)覆盖土工格栅(1)厚度不小于30cm后，方可上机械进行摊铺压实，机械摊铺时，运行方向与土工格栅垂直，距挡土墙1.5m范围内应用人工摊铺回填料；若需铺设多层土工格栅，重复上述步骤即可。
步骤7：安装中部墙面板单元：首先吊装留孔的第一中部墙面板单元(2012)，接着吊装留筋的第二中部墙面板单元(2022)，第一中部墙面板单元(2012)与第一底部墙面板单元(2013)、第二中部墙面板单元(2022)与第二底部墙面板单元(2023)以及第一中部墙面板单元(2012)与第二中部墙面板单元(2022)之间通过墙面板预埋钢筋拼装连接。中部墙面板单元的土工格栅铺设以及土方回填的方式同上述所示，故不在赘述。
步骤8：安装上部墙面板单元：首先吊装留筋的第一上部墙面板单元(2011)，接着吊装留孔的第二上部墙面板单元(2021)，第一上部墙面板单元(2011)与第一中部墙面板单元(2012)、第二上部墙面板单元(2021)与第二中部墙面板单元(2022)以及第一上部墙面板单元(2011)与第二上部墙面板单元(2021)之间通过墙面板预埋钢筋拼装连接，上部墙面板单元的土工格栅铺设以及土方回填的方式同上述所示，故不在赘述。
Claims (10)
1.一种装配式挡土墙,该土挡墙包括墙面板、墙底板、若干个土工格栅以及回填料，所述的墙底板安装在墙面板的底部，所述的若干个土工格栅与土挡墙的墙面板相连接，其纵向与墙面板垂直；所述的回填料分层夯实且均匀覆盖于土工格栅之间；其特征在于：所述的墙面板包括交错排列拼装连接的第一墙面板和第二墙面板；以及安装在第一墙面板底部的第一墙底板和安装在第二墙面板的底部的第二墙底板；所述的第一墙面板包括第一上部墙面板单元、第一中部墙面板单元以及第一底部墙面板单元；所述的第二墙面板包括第二上部墙面板单元、第二中部墙面板单元以及第二底部墙面板单元；所述的第一上部墙面板单元和第一底部墙面板单元为留筋墙面板，所述的第一中部墙面板单元为留孔墙面板；所述的第二上部墙面板单元和第二底部墙面板单元为留孔墙面板；所述的第二中部墙面板单元为留筋墙面板。
2.根据权利要求1所述的一种装配式挡土墙，其特征在于：所述的土工格栅为加入2％的粒径为15nm-25nm的抗腐蚀炭黑的高密度聚乙烯单向土工格栅，其土工格栅的规格大于TGDG150标准。
3.根据权利要求1所述的一种装配式挡土墙，其特征在于：所述回填料为颗粒粒径小于60mm的碎石或砂砾土，其不均匀系数Cu大于或等于5，且曲率系数Cc范围为1-3。
4.根据权利要求1所述的一种装配式挡土墙，其特征在于：所述的第一上部墙面板单元为三侧留筋墙面板，所述的第二中部墙面板单元为四侧留筋墙面板，所述的第一底部墙面板单元为三侧留筋与一侧留接口墙面板，所述的第一中部墙面板单元、第二上部墙面板单元和第二底部墙面板单元为四侧留孔墙面板。
5.根据权利要求4所述一种装配式挡土墙，其特征在于，所述的墙面板单元的钢筋伸出墙面板单元的长度为30cm-50cm，直径为8mm-12mm，间距为15cm-20cm。
6.根据权利要求1所述的一种装配式挡土墙，其特征在于：所述的第一墙底板为两侧留接口墙底板，所述的第二墙底板为两侧留筋墙底板。
7.根据权利要求6所述的一种装配式挡土墙，其特征在于：所述的第一墙底板或第二墙底板的宽度与墙面板单元的宽度相同，第一墙底板或第二墙底板的厚度为倍的墙面板单元的高度。
8.根据权利要求6所述的一种装配式挡土墙，其特征在于：所述的第二墙底板的侧面钢筋伸出墙底板的长度为30cm-50cm，直径为8mm-12mm，间距为15cm-20cm。
9.一种权利要求1-8所述的装配式挡土墙的施工方法，其特征在于：其施工方法包括以下步骤：
(1)构件预制：预制第一墙面板、第二墙面板、第一墙底板和第二墙底板；
(2)土方开挖：根据设计图纸进行土方开挖；
(3)安装墙底板：吊放墙底板至设计标高处，先吊装第一墙底板，紧接着吊装第二墙底板，第一墙底板和第二墙底板间隔布置，第一、第二墙底板之间通过墙底板的侧面预埋钢筋拼装连接；
(4)安装底部墙面板单元：首先吊装第一底部墙面板单元至第一墙底板的凹槽中，将凹槽的预埋件与第一底部墙面板单元的底面的连接口对接；然后，以相同的方式吊装并拼接第二底部墙面板单元，第一底部墙面板单元与第二底部墙面板单元间隔布置，第一、第二底部墙面板单元之间通过墙面板预埋钢筋拼接连接，并将预埋钢筋进行加固连接；
(5)铺设土工格栅：土工格栅铺设时先将其平整，其纵向与第一、第二底部墙面板单元垂直，土工格栅的一端通过U型构件和连接棒与墙面板连接，对土工格栅的另一端施加拉力，待土工格栅紧绷后，将此端固定；
(6)底部墙面板单元土方回填：用回填料按先两边后中间的原则分层回填，回填料覆盖土工格栅后进行压实，其分层压实厚度为20cm～30cm；
(7)安装中部墙面板单元：首先吊装第一中部墙面板单元，接着吊装第二中部墙面板单元，第一中部墙面板单元与第一底部墙面板单元、第二中部墙面板单元与第二底部墙面板单元以及第一中部墙面板单元与第二中部墙面板单元之间通过墙面板预埋钢筋拼装连接；再重复步骤(5)和(6)，直至将中部墙面板墙单元后土方回填完成；
(8)安装上部墙面板单元：首先吊装第一上部墙面板单元，接着吊装第二上部墙面板单元，第一上部墙面板单元与第一中部墙面板单元、第二上部墙面板单元与第二中部墙面板单元以及第一上部墙面板单元与第二上部墙面板单元之间通过墙面板预埋钢筋拼装连接；再重复步骤(5)和(6)，直至将上部墙面板单元后土方回填完成。
10.根据权利要求9所述的一种装配式挡土墙的施工方法，其特征在于：所述的土工格栅宽度为2.5m-5m，铺设层距为0.4m-0.6m，格栅加筋长度为0.7-1.2倍的挡墙高度，土工格栅之间用连接棒连接。
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