CN110387904B - 一种生态复合挡土墙结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种生态复合挡土墙结构及其施工方法，所述生态复合挡土墙结构包括墙体一和墙体二，所述墙体一和墙体二均包括地基、设置在地基上的支撑柱和设置在支撑柱之间的水泥板，水泥板上均匀设置透水缝一，所述墙体二的支撑柱上设置延伸部，所述延伸部上设置V形通槽，所述V形通槽内设置挡土板，所述挡土板上设置多个透水缝二；所述墙体一和墙体二之间设置多个橡胶块，所述橡胶块之间设置碎石层；所述墙体二与挡土板之间填充混凝土形成混凝土墙体一，所述混凝土墙体一内设置排水管，所述墙体一前端面设置砌砖墙体二，所述砌砖墙体二底部设置排水通道，所述砌砖墙体二上部设置土层。安装和施工方便，抗压和排水性能高，稳定性高，使用寿命长。

Description

一种生态复合挡土墙结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，尤其是涉及一种生态复合挡土墙结构及其施工方法。

背景技术

挡土墙是工程建设中常用的土体支档结构，广泛用于边坡、河道、水库、山体、城市公园、绿地等的防护中，挡土墙的结构形式可以分为重力式、悬臂式、扶壁式、板桩式以及砌墙式等等，现代挡土墙的设计理念是将生态建设的理念融入到挡土墙建设中，不仅具有防护作用，还能使挡土墙周边的植物自由生长。

现有技术中对挡土墙的结构进行改进和优化，中国专利文献（CN209011156 U）公开一种生态挡土墙，包括透水地基和固定设置在透水地基上的多个挡墙单元，相邻挡墙单元之间设置有挡土层，挡墙单元远离透水地基的一侧固定设置有固土组件，固土组件设置有用于种植植物的种植土层，挡土层由多个挡墙单元之间的空隙所限制和留存，通过固土组件将表层的土壤固定，再通过在种植土层中种植植物，避免水土流失的情况发生。该专利是通过多个挡墙单元进行防护，没有考虑到对外界冲击作用的缓冲作用，应对滑坡等情况的防护作用偏弱。

中国专利文献（公开号CN 108343084 A）公开一种装配式生态透水混凝土挡土墙及其墙体的制备方法，包括墙体、立柱和底座，所述立柱两侧设有用于插接墙体的插槽，立柱底部通过所述底座与地基连接，所述墙体的墙面设有用于种植植物的凸台，墙体由骨料粒径不大于16mm、抗压强度大于20兆帕、孔隙宽度小于1mm、透水系数大于5mm的陶粒透水混凝土加配筋预制而成。通过采用装配式的生产施工方式，所有预制件在工厂预制成型，运输到现场直接进行装配，容易操作，性能良好，施工周期短，施工安全性高，符合绿色生态发展的需求。解决水土过饱和发生泥石流的问题，调节大气温度、湿度；陶粒内部储存的水分还可以滋养墙体凹槽中的植物，既有利于生态绿化，又能增强挡土墙的景观性；该专利是通过一层预制的透水墙体进行防护，抗冲击力较弱，对于应对雨水等导致的滑坡等情况的抗冲击力较弱。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种生态复合挡土墙结构，安装和施工方便，抗压和排水性能高，稳定性高，使用寿命长。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种生态复合挡土墙结构，包括墙体一和墙体二，所述墙体一和墙体二均包括地基、设置在地基上的支撑柱和设置在支撑柱之间的水泥板，所述水泥板上均匀设置透水缝一，所述墙体二的支撑柱上设置延伸部，所述延伸部上设置V形通槽，所述V形通槽内设置挡土板，所述挡土板上设置多个透水缝二；所述墙体一和墙体二之间设置多个橡胶块，所述橡胶块之间设置碎石层；所述墙体二与挡土板之间填充混凝土形成混凝土墙体一，所述混凝土墙体一内设置排水管，所述墙体一前端面设置砌砖墙体二，所述砌砖墙体二底部设置排水通道，所述砌砖墙体二上部设置土层。

进一步的，所述地基横截面为梯形结构。

进一步的，所述砌砖墙体二与土层之间设置混凝土砌块。

进一步的，所述混凝土砌块上设置凹槽。

进一步的，墙体一和墙体二之间设置钢筋笼，所述钢筋笼包括两组交叉设置的钢筋和固定在所述钢筋之间在支杆。

进一步的，所述混凝土墙体一和混凝土砌块均是采用透水混凝土制备而成，所述透水混凝土由以下重量份数的原料制成：硅酸盐水泥30-40份、高炉矿渣微粉10-15份、碎石70-80份、陶粒80-100份、中砂10-15份、丁腈橡胶颗粒6-8份、加强纤维2-4份、聚丙烯酰胺2-3份、木质素磺酸钠2-3份、苯丙乳液3-5份、萘系减水剂0.4-0.7份和水12-19份。

进一步的，所述加强纤维是由聚丙烯纤维和玄武岩纤维按重量比1：1混合而成。

进一步的，所述加强纤维制备方法为：将聚丙烯纤维和玄武岩纤维混合后与1-2倍重量的水性丙烯酸树脂混合均匀，得产品。

进一步的，所述高炉矿渣微粉的粒径为0.05-0.1μm，所述碎石的粒径为4-5mm的占比10%，5-10mm的占比80%，10-15%的占比10%；所述陶粒的粒径为10-15mm。

一种根据权利要求1所述的生态复合挡土墙结构的施工方法，包括以下步骤：

（1）平整场地，挖土后铺设多个地基；

（2）然后将支撑柱放置在地基上，将水泥板安装在支撑柱上形成墙体一和墙体二，并在墙体一和墙体二之间铺设橡胶块并填充碎石形成碎石层；

（3）在墙体二的支撑柱上固定延伸部，然后将挡土板插接在延伸部上的V形通槽内，然后在墙体二与挡土板之间填充透水混凝土，同时设置排水管，形成混凝土墙体一；

（4）在墙体一前端砌砖形成倾斜的面砌砖墙体二，同时在砌砖墙体二底部设置排水通道，砌砖墙体二上部铺设土层。

本发明的有益效果是：

1、本发明公开一种生态复合挡土墙结构，施工方便，透水性能高，且抗压能力强，可用于边坡和山体的防护。具体包括墙体一和墙体二，其中墙体一和墙体二均包括地基、支撑柱和插接在支撑柱上的水泥板，这几种结构均是采用的预制块，安装和施工都很方便。

墙体二的支撑柱上固定有延伸部，其中延伸部下部与地基结构匹配，延伸部横截面的前端面为弧形结构，能够最大程度的缓冲外界的压力，提高复合挡土墙结构的抗压能力。延伸部上半部分设置V形通槽，内部插接挡土板，多个挡土板形成波浪形或者说是折线形的挡土墙外墙，这种结构一方面施工方便，且这种结构能够增加本发明与外界土体的接触面积，能够缓冲外界的冲击，抗压能力大。

另外墙体一和墙体二之间设置多个橡胶块，橡胶块之间填充碎石层；设置橡胶块和碎石层，一方面能确保本发明的透水性，另一方面当收到外界土体或路基冲击时，墙体二对墙体一的挤压会有一个弹性的缓冲，从而削弱外界的挤压力，增强稳定性。

2、墙体二与挡土板之间填充混凝土形成混凝土墙体一，墙体一前端面设置砌砖墙体二，即本发明中是挡土板、混凝土墙体一、墙体二、碎石层、墙体一、砌砖墙体二形成的多层防护墙，且混凝土墙体一中设置排水管，砌砖墙体二也设置有排水通道，另外墙体二、碎石层、墙体一也均能够透水，在遭受雨水侵害导致的滑坡等情况时，能够尽快将滑坡土体中的水分排出，能够大大增加本发明的抗压力和使用寿命。

且本发明在砌砖墙体二与土层之间设置混凝土砌块，其中混凝土砌块上设置凹槽，土层是填充在凹槽中的，用于种植绿植，增加本发明的生态性和观赏性；且该凹槽的设置能够防止土层流失，另外混凝土砌块和砌砖墙体二均为透水材料制备的，透水性好，有助于绿植的生长。

3、本发明混凝土墙体一和混凝土砌块采用的混凝土为透水混凝土，并对透水混凝土的配方进行调整和优化，其中透水混凝土的配方是在硅酸盐水泥中添加高炉矿渣微粉，其中高炉矿渣微粉中含有大量的硅酸盐成分，比如硅铝酸钙等，活性高，一方面有助于加速水泥水化，另一方面颗粒很细的微粉富集在骨料和水泥之间，能改善其界面力，提高粘结作用。骨料采用的是碎石、陶粒和中砂，其中中砂的细度模数为2.35，并对碎石和陶粒的粒径进行限定，确保混凝土的强度和孔隙率。

添加少量的丁腈橡胶颗粒，粒径限定在50-70目，丁腈橡胶颗粒耐磨、耐水，稳定性好，少量50-70目的丁腈橡胶能够填充透水混凝土中的孔隙，增加粗集料与水泥的结合面积，一定程度的提高混凝土的强度；且橡胶的弹性大，当收到外力时，能够缓冲粗集料的承载力，从而提高透水混凝土的抗压和变形能力。

5、本发明的透水混凝土中还添加有加强纤维，是聚丙烯纤维和玄武岩纤维的混合物，其中玄武岩纤维它是由二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化铁和二氧化钛等氧化物组成，耐磨耐腐蚀，强度高，本申请中限定玄武岩纤维直径为7-9μm，长度20-30μm；而聚丙烯纤维强度高，韧性好，且质量比较轻；聚丙烯纤维和玄武岩纤维混合而成的混合纤维韧性和强度高，且混合纤维分散在水泥胶料和骨料之间，能够增强骨料与水泥胶料的接触面积，从而增强粘结强度；且混合纤维与骨料缠绕成网状结构，也能对骨料起到支撑作用，从而增强透水混凝土的强度。

且本发明将聚丙烯纤维和玄武岩纤维与水性丙烯酸树脂进行混合改性，在纤维表面包裹一层水性丙烯酸膜，增加纤维的亲水性以及与水泥凝胶的粘结力。另外本发明中还添加有聚丙烯酰胺和木质素磺酸钠，这两种成分混合能够增加水泥的胶黏性，改善水泥和微粉的团聚情况，从而增加产品的强度。

还加入少量的苯丙乳液，能够增强凝胶材料与分散在骨料中的聚丙烯纤维的结合力，从而增加骨料颗粒之间的密实性，增强透水混凝土的强度。

附图说明

图1为本发明生态复合挡土墙结构的主视结构示意图；

图2为本发明墙体一和墙体二的立体结构示意图；

图3为延伸部的立体结构示意图；

图4为实施例2中钢筋笼的结构示意图。

图中：1-地基，2-支撑柱，3-水泥板，4-透水缝一，5-延伸部，6-V形通槽，7-挡土板，8-土层，9-混凝土砌块，10-橡胶块，11-钢筋笼，12-碎石层，13-混凝土墙体一，14-排水管，15-透水缝二，16-砌砖墙体二，17-排水通道，18-凹槽，19-钢筋，20-支杆。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

实施例一

如图1、图2和图3所示，一种生态复合挡土墙结构，包括墙体一和墙体二，其中墙体一和墙体二结构相同，均包括地基1、设置在地基1上的支撑柱2和设置在支撑柱2之间的水泥板3，其中地基1是铺设在地面以下，地基1为混凝土预制块，横截面为梯形结构，能够增加挡土墙结构的稳定性；地基1中部设置有与支撑柱2匹配的凹槽一，通过将支撑柱2插接入凹槽一中即可完成安装，而支撑柱2两侧边均设置有凹槽二，可将预制的水泥板3插接入凹槽二中形成墙体一和墙体二，采用预制结构方便施工；且水泥板3上均匀设置透水缝一4，且在水泥板3底面也有透水孔，却确保连续透水。

墙体二的支撑柱2上设置延伸部5，其中延伸部5为预制结构，延伸部5的下部铺设在地面以下，其中延伸部5下部与地基1结构匹配，本发明中的延伸部5与支撑柱2通过抱箍固定连接，其中延伸部5的具体结构见图3，其横截面的前端面为弧形，能够缓冲外界的压力，提高复合挡土墙结构的抗压能力。延伸部5上半部分设置V形通槽6，V形通槽6内设置挡土板7，将挡土板7插入V形通槽6之后形成波浪形的挡土墙外墙，其中挡土板7与挡土板7交接处通过铺设钢板并通过螺栓进行固定，挡土板7上设置多个透水缝二15，用于透水，这种挡土板的设置方式，能够最大程度的缓冲外界的冲击和压力；墙体一和墙体二之间设置多个橡胶块10，橡胶块10之间填充碎石层12，当墙体二受外界挤压和冲击时，碎石层和橡胶块能够起到缓冲作用，增加本发明的抗压能力和使用寿命；墙体二与挡土板7之间填充混凝土形成混凝土墙体一13，混凝土墙体一13内设置排水管14。

墙体一前端面设置砌砖墙体二16，其中砌砖墙体二采用的是透水砖，而砌砖墙体二16底部设置排水通道17，方便排水；砌砖墙体二16上部设置土层8，本实施例中砌砖墙体二16与土层之间设置混凝土砌块9，其中混凝土砌块9是立方体结构，上面开设有凹槽18，即土层是铺设在凹槽18中的，能够防止土层流失，有助于绿植生长。

本发明中混凝土墙体一13和混凝土砌块9采用的均是采用透水混凝土制备而成，所述透水混凝土由以下重量份数的原料制成：42.5硅酸盐水泥30份、高炉矿渣微粉10份、碎石70份、陶粒80份、中砂10份、丁腈橡胶颗粒6份、加强纤维2份、聚丙烯酰胺2份、木质素磺酸钠2份、苯丙乳液3份、萘系减水剂0.4份和水12份。

其中加强纤维是由聚丙烯纤维和玄武岩纤维按重量比1：1混合而成；其中加强纤维在使用前进行改性，具体方法为：将聚丙烯纤维和玄武岩纤维混合后与2倍重量的水性丙烯酸树脂混合均匀，得产品。

高炉矿渣微粉的粒径在0.05-0.1μm之间，所述碎石的粒径为4-5mm的占比10%，5-10mm的占比80%，10-15%的占比10%；所述陶粒的粒径为10-15mm。

混凝土墙体一和混凝土砌块具体制备方法是：将碎石、陶粒、中砂和丁腈橡胶颗粒搅拌均匀后，加入硅酸盐水泥、高炉矿渣微粉、加强纤维、聚丙烯酰胺、木质素磺酸钠、苯丙乳液、萘系高效减水剂和水继续搅拌，然后出料入模具成型，养护。

一种生态复合挡土墙结构的施工方法，包括以下步骤：

（1）平整场地，挖土后铺设多个地基1；

（2）然后将支撑柱2放置在地基1中部的凹槽一内，将水泥板安装在支撑柱2上形成墙体一和墙体二，并在墙体一和墙体二之间铺设橡胶块10并填充碎石形成碎石层12；

（3）在墙体二的支撑柱2上通过抱箍固定延伸部5，然后将挡土板7插接在延伸部5上的V形通槽6内，挡土板7的交接处通过钢板螺栓固定然后在墙体二与挡土板7之间填充透水混凝土，同时铺设排水管14，排水管14呈倾斜放置，排水管14的进水口对应挡土板7上的透水缝二15，方便排水，透水混凝土凝固后形成混凝土墙体一13；

（4）在墙体一前端砌砖形成倾斜的砌砖墙体二16，为了增加排水采用透水砖，同时在砌砖墙体二16底部挖设排水通道17，砌砖墙体二16上部倾斜铺设混凝土砌块9，然后在混凝土砌块9的凹槽中铺设土层8种植绿植。

实施例2

实施例2与实施例基本相同，不同之处在于：

如图4所示，墙体一和墙体二之间还设置有钢筋笼11，即在墙体一和墙体二之间从上到下依次设置橡胶块10、钢筋笼11和橡胶块10，其余部分填充碎石。其中钢筋笼11包括两组交叉设置的钢筋19和固定在之间在支杆20，这种结构的钢筋笼在受到挤压的时候具有一定的变形能力且强度比较高，能进一步增强本发明的抗冲击能力。

本发明中混凝土墙体一13和混凝土砌块9采用的均是采用透水混凝土制备而成，所述透水混凝土由以下重量份数的原料制成：42.5硅酸盐水泥32份、高炉矿渣微粉12份、碎石75份、陶粒85份、中砂12份、丁腈橡胶颗粒7份、加强纤维3份、聚丙烯酰胺2.2份、木质素磺酸钠2.2份、苯丙乳液3.5份、萘系高效减水剂0.5份和水14份。

其中加强纤维是由聚丙烯纤维和玄武岩纤维按重量比1：1混合而成；其中加强纤维在使用前进行改性，具体方法为：将聚丙烯纤维和玄武岩纤维混合后与1倍重量的水性丙烯酸树脂混合均匀，得产品。

实施例3

本实施例与实施例2的生态复合挡土墙结构的结构是相同的，不同之处在于：

本发明中混凝土墙体一13和混凝土砌块9采用的均是采用透水混凝土制备而成，所述透水混凝土由以下重量份数的原料制成：硅酸盐水泥35份、高炉矿渣微粉14份、碎石78份、陶粒95份、中砂14份、丁腈橡胶颗粒7.5份、加强纤维3份、聚丙烯酰胺2.6份、木质素磺酸钠2.5份、苯丙乳液4份、萘系高效减水剂0.6份和水16份。

实施例4

本实施例与实施例2的生态复合挡土墙结构的结构是相同的，不同之处在于：

本发明中混凝土墙体一13和混凝土砌块9采用的均是采用透水混凝土制备而成，所述透水混凝土由以下重量份数的原料制成：硅酸盐水泥40份、高炉矿渣微粉15份、碎石80份、陶粒100份、中砂15份、丁腈橡胶颗粒8份、加强纤维4份、聚丙烯酰胺3份、木质素磺酸钠3份、苯丙乳液5份、萘系高效减水剂0.7份和水19份。

透水混凝土的性能检测

将实施例1-4的透水混凝土制备成150mm×150mm×150mm的试件，检测其抗压强度和透水性能，其中透水性能参照CJJ/T 135《透水水泥混凝土路面技术规程》附录A中的规定进行测试，检测结果见表1。

表1 混凝土性能测试

	7d抗压强度（MPa）	28d抗压强度（MPa）	孔隙率（%）
				实施例1	15.2	34.4	20.5
实施例2	15.9	35.5	19.5
				实施例3	17.1	38.6	17.4
实施例4	16.8	37.1	18.2

由表1可以看出，本申请的配方制备的混凝土的28d抗压强度为34.4-38.6MPa，抗压性能高，且透水性好，能够大大增强本发明生态复合挡土墙结构的稳定性和使用寿命。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种生态复合挡土墙结构，其特征在于：包括墙体一和墙体二，所述墙体一和墙体二均包括地基（1）、设置在地基（1）上的支撑柱（2）和设置在支撑柱（2）之间的水泥板（3），所述水泥板（3）上均匀设置透水缝一（4），所述墙体二的支撑柱（2）上设置延伸部（5），所述延伸部（5）上设置V形通槽（6），所述V形通槽（6）内设置挡土板（7），所述挡土板（7）上设置多个透水缝二（15）；所述墙体一和墙体二之间设置多个橡胶块（10），所述橡胶块（10）之间设置碎石层（12）；所述墙体二与挡土板（7）之间填充混凝土形成混凝土墙体一（13），所述混凝土墙体一（13）内设置排水管（14），所述墙体一前端面设置砌砖墙体二（16），所述砌砖墙体二（16）底部设置排水通道（17），所述砌砖墙体二（16）上部设置土层（8）。

2.根据权利要求1所述的一种生态复合挡土墙结构，其特征在于：所述地基（1）横截面为梯形结构。

3.根据权利要求1所述的一种生态复合挡土墙结构，其特征在于：所述砌砖墙体二（16）与土层（8）之间设置混凝土砌块（9）。

4.根据权利要求3所述的一种生态复合挡土墙结构，其特征在于：所述混凝土砌块（9）上设置凹槽（18）。

5.根据权利要求1所述的一种生态复合挡土墙结构，其特征在于：墙体一和墙体二之间设置钢筋笼（11），所述钢筋笼（11）包括两组交叉设置的钢筋（19）和固定在所述钢筋（19）之间在支杆（20）。

6.根据权利要求3所述的一种生态复合挡土墙结构，其特征在于：所述混凝土墙体一（13）和混凝土砌块（9）均是采用透水混凝土制备而成，所述透水混凝土由以下重量份数的原料制成：硅酸盐水泥30-40份、高炉矿渣微粉10-15份、碎石70-80份、陶粒80-100份、中砂10-15份、丁腈橡胶颗粒6-8份、加强纤维2-4份、聚丙烯酰胺2-3份、木质素磺酸钠2-3份、苯丙乳液3-5份、萘系减水剂0.4-0.7份和水12-19份。

7.根据权利要求6所述的一种生态复合挡土墙结构，其特征在于：所述加强纤维是由聚丙烯纤维和玄武岩纤维按重量比1：1混合而成。

8.根据权利要求7所述的一种生态复合挡土墙结构，其特征在于：所述加强纤维制备方法为：将聚丙烯纤维和玄武岩纤维混合后与1-2倍重量的水性丙烯酸树脂混合均匀，得产品。

9.根据权利要求6所述的一种生态复合挡土墙结构，其特征在于：所述高炉矿渣微粉的粒径为0.05-0.1μm，所述碎石的粒径为4-5mm的占比10%，5-10mm的占比80%，10-15%的占比10%；所述陶粒的粒径为10-15mm。

10.一种根据权利要求1所述的生态复合挡土墙结构的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）平整场地，挖土后铺设多个地基（1）；

（2）然后将支撑柱（2）放置在地基（1）上，将水泥板安装在支撑柱（2）上形成墙体一和墙体二，并在墙体一和墙体二之间铺设橡胶块（10）并填充碎石形成碎石层（12）；

（3）在墙体二的支撑柱（2）上固定延伸部（5），然后将挡土板（7）插接在延伸部（5）上的V形通槽（6）内，然后在墙体二与挡土板（7）之间填充透水混凝土，同时设置排水管（14），形成混凝土墙体一（13）；

（4）在墙体一前端砌砖形成倾斜的面砌砖墙体二（16），同时在砌砖墙体二（16）底部设置排水通道（17），砌砖墙体二（16）上部铺设土层（8）。

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