CN110424452B - 一种回填陶粒预制加筋挡墙结构及施工方法 - Google Patents
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- E02D31/02—Protective arrangements for foundations or foundation structures; Ground foundation measures for protecting the soil or the subsoil water, e.g. preventing or counteracting oil pollution against ground humidity or ground water
Abstract
本发明涉及一种回填陶粒预制加筋挡墙结构及施工方法，构造简单、施工便捷、环境友好，其中，预制墙主体（1）由若干预制挡墙块拼接而成，并不需要使用模板，很大程度上缩短了工期、节省了材料并降低了造价；加筋挡土墙墙后的筋带（4）用纤维水泥砂浆（10）包裹，增大了其与陶粒回填土（3）之间的粘结力，提高了加筋挡土墙的稳定性；并且陶粒回填土（3）选用轻质陶粒土，减小了回填土的自重，从而减小作用于加筋挡土墙上的侧向土压力，提高了结构的安全性。此外，陶粒土可通过工程弃土烧结制得，可以废物利用，符合可持续发展的理念。
Description
技术领域
本发明涉及一种回填陶粒预制加筋挡墙结构及施工方法，属于岩土工程技术领域。
背景技术
加筋挡土墙是在土中加入拉筋，利用拉筋与土之间的摩擦作用，改善土体的变形条件和提高土体的工程特性，从而达到稳定土体的目的，主要用于支撑路基、路堑、隧道洞口、桥梁两端的路基边坡等。1963法国学者亨利·维达尔(Henri Vidal)首先研究了土中加筋的作用，而后付诸于实践。之后的几十年，加筋挡土墙结构迎来了飞速的发展，越来越多的应用在公路、铁路、市政工程、水利工程等领域中，而加筋挡墙结构中筋带和回填土之间粘结力的问题一直是一个热点。现存的加筋挡土墙结构都是从改善挡墙预制墙主体结构的角度出发，很少有考虑增强拉筋和回填土之间的粘结力及回填土材料，对选用墙后优质回填材料的研究亦不多。
如中国专利CN207775923U公开的一种由多个单层挡土墙结构叠加组成挡墙结构，所述单层挡土墙结构包括格栅土工布和与格栅土工布相连的面板层，所述面板层由多个废旧轮胎切开展平后横向放置并叠加制成，每个展平的废旧轮胎与格栅土工布之间均通过土工带固定相连，所述格栅土工布嵌入夯实素土中，面板层与格栅土工布之间也填充夯实素土。该方法虽然成本低廉、施工简便，但加筋挡土墙的筋带和填筑材料的粘结力并没有增强，挡墙的承载力和稳定性也没有显著提高。
如中国专利CN106337434A公开的一种加筋土挡土墙及其施工方法，所述加筋土挡土墙包括面板、筋带、填土和面板基础，面板安装在面板基础上，填土填充在面板一侧，筋带分层布置在填土中，且每层筋带的一端与面板连接，筋带呈梯形状，梯形的上底靠近面板、下底远离面板。其保证在筋带布置总面积相同时，可以承受更大的土压力；或者在承受相同土压力的情况下，节约筋带用量。但所增加的筋带与回填土之间的粘结力有限，且墙后填筑材料采用普通回填土，相比于陶粒回填土，自重大、抗震性能差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种回填陶粒预制加筋挡墙结构，具有抗震性能强的优点，以及拥有较高的稳定性，适用范围更加广泛。
本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种回填陶粒预制加筋挡墙结构，包括预制墙主体、底板、陶粒回填土、各片筋带、各根斜撑、各根排水管；
其中，底板水平设置，预制墙主体竖直固定设置于底板上，陶粒回填土置于预制墙主体的其中一侧，各片筋带水平置于陶粒回填土中，且各片筋带上的其中一端分别与预制墙主体上面向陶粒回填土的侧面固定连接，以及各片筋带上与陶粒回填土相接触部分采用纤维水泥砂浆包裹；
各根斜撑位于预制墙主体的另一侧，各根斜撑上的其中一端分别固定设置于底板上表面、对应预制墙主体背向陶粒回填土一侧的区域，各根斜撑上的另一端分别与预制墙主体上背向陶粒回填土的侧面固定连接,各根斜撑用于固定预制墙主体；
各根排水管设置于预制墙主体中，且各根排水管的两端分别贯穿预制墙主体上相对陶粒回填土与斜撑的两侧，以及各根排水管上对应陶粒回填土一侧的端口位置、高于其对应斜撑一侧的端口位置。
作为本发明的一种优选技术方案：还包括压顶梁，压顶梁平面的尺寸与所述预制墙主体顶面的尺寸相适应，压顶梁固定设置于预制墙主体的顶面。
作为本发明的一种优选技术方案：还包括土工布，土工布铺设于所述预制墙主体上、面向陶粒回填土的侧面。
作为本发明的一种优选技术方案：所述预制墙主体包括各个预制挡墙块，各个预制挡墙块之间通过横向连接与纵向堆叠方式，以全部预制挡墙块在共面的形式，构成预制墙主体；
其中，各预制挡墙块中分别竖直固定设置各根螺纹杆，且各根螺纹杆的底端均突出对应预制挡墙块底面预设长度a，各根螺纹杆的顶端均相距对应预制挡墙块顶面预设长度b，以及预制挡墙块顶面对应于各根螺纹杆顶端的各位置分别设置深度为c的连接孔，a<c<b；各根排水管设置于各预制挡墙块中，且各根排水管的两端分别贯穿预制挡墙块的两侧，以及各根排水管上一侧的端口位置、高于其另一侧的端口位置；
横向连接中，相邻两预制挡墙块彼此相对侧边之间、通过分设两预制挡墙块对应侧边上彼此配套的卡位连接件进行连接，且各卡位连接件的顶面与预制挡墙块的顶面相平齐，各卡位连接件的底面与预制挡墙块的底面相平齐；纵向堆叠中，上下两预制挡墙块彼此相对的底面与顶面之间、通过上方预制挡墙块底面各根突出螺纹杆底端对接下方预制挡墙块顶面各连接孔的方式进行连接；
基于各个预制挡墙块所构成的预制墙主体，所述各片筋带上与预制墙主体侧面固定连接的端部分别插入各预制挡墙块之间，并与相应位置螺纹杆固定连接；各预制挡墙块中的各根排水管上，对应陶粒回填土一侧的端口位置、高于其对应斜撑一侧的端口位置。
作为本发明的一种优选技术方案：所述纵向堆叠中，基于下方预制挡墙块顶面、以及各连接孔中填筑的水泥砂浆，实现上方预制挡墙块底面各根突出螺纹杆底端对接下方预制挡墙块顶面各连接孔。
作为本发明的一种优选技术方案：所述各预制挡墙块中的各根排水管，均匀分布于对应预制挡墙块中。
作为本发明的一种优选技术方案：所述纤维水泥砂浆的配比为水泥40-60份、水20-30份、粉煤灰10-30份、纤维10-15份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述陶粒回填土的粒径范围为1mm-32mm，颗粒堆积密度范围为0.3g/cm3-1.2g/cm3。
与上述相对应，本发明还要解决的技术问题是提供一种针对回填陶粒预制加筋挡墙结构的施工方法，工序简便、施工速度快、回填土自重轻、抗震性能强，且具有较高的稳定性，适用范围更加广泛。
本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种针对回填陶粒预制加筋挡墙结构的施工方法，包括如下步骤：
步骤A.按照施工设计要求，清理并平整场地；
步骤B.现浇混凝土底板，并在底板上预留斜撑和预制墙主体底部的嵌入卡槽；
步骤C.根据底板卡槽位置，在底板上方进行一层预制挡墙块的拼接，拼接完成后，在预制挡墙块面向陶粒回填土的一侧铺设土工布；
步骤D.铺设陶粒回填土、并压实；
步骤E.利用混凝土喷射机，喷射纤维水泥砂浆；
步骤F.在纤维水泥砂浆上水平铺设筋带，筋带成辐射状铺设在压实整平的陶粒回填土上；
步骤G.在已拼接完成预制挡墙块的顶面、以及各连接孔中填筑的水泥砂浆，实现与上一层预制挡墙块的拼接，上一层预制挡墙块底面各根突出螺纹杆底端对接下一层预制挡墙块顶面各连接孔，并在上一层预制挡墙块面向陶粒回填土的一侧铺设土工布；
步骤H.在筋带上方铺设陶粒回填土，并利用混凝土喷射机，喷射纤维水泥砂浆；
步骤I.重复步骤D～步骤H，直至达到预制墙主体的设计标高；
步骤J.预制墙主体施工完成后，针对预制墙主体背向陶粒回填土的一侧，布设各根斜撑，各斜撑一端固定于底板相应卡槽内，各斜撑另一端固定于预制墙主体相应侧面上；
步骤K.现浇压顶梁于预制墙主体的顶面。
作为本发明的一种优选技术方案：所述步骤D中，针对陶粒回填土的铺设操作中，每填铺一层陶粒回填土，采用碾压机碾压或者振动板压实器振动密实至少3遍，压实压力不超过50kPa，直到陶粒回填土体积减小10％或高度减小0.1m为止。
本发明所述一种回填陶粒预制加筋挡墙结构及施工方法，采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
本发明所设计回填陶粒预制加筋挡墙结构及施工方法，构造简单、施工便捷、环境友好，其中，预制墙主体由若干预制挡墙块拼接而成，并不需要使用模板，很大程度上缩短了工期、节省了材料并降低了造价；加筋挡土墙墙后的筋带用纤维水泥砂浆包裹，增大了其与陶粒回填土之间的粘结力，提高了加筋挡土墙的稳定性；并且陶粒回填土选用轻质陶粒土，减小了回填土的自重，从而减小作用于加筋挡土墙上的侧向土压力，提高了结构的安全性。此外，陶粒土可通过工程弃土烧结制得，可以废物利用，符合可持续发展的理念。
附图说明
图1是本发明设计回填陶粒预制加筋挡墙结构中预制挡墙块的结构俯视图；
图2是本发明设计回填陶粒预制加筋挡墙结构中预制挡墙块的结构正视图
图3是本发明设计回填陶粒预制加筋挡墙结构中纤维水泥砂浆包裹筋带示意图；
图4是本发明设计回填陶粒预制加筋挡墙结构示意图。
其中，1.预制墙主体，2.底板，3.陶粒回填土，4.筋带，5.斜撑，6.排水管，7.压顶梁，8.土工布，9.螺纹杆，10.纤维水泥砂浆，11.卡位连接件，12.连接孔。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
本发明设计了一种回填陶粒预制加筋挡墙结构，实际应用当中，如图4所示，具体包括预制墙主体1、底板2、陶粒回填土3、压顶梁7、土工布8、各片筋带4、各根斜撑5、各根排水管6。
其中，底板2水平设置，预制墙主体1竖直固定设置于底板2上，陶粒回填土3置于预制墙主体1的其中一侧，实际应用中，陶粒回填土3的粒径范围为1mm-32mm，颗粒堆积密度范围为0.3g/cm3-1.2g/cm3，各片筋带4水平置于陶粒回填土3中，且各片筋带4上的其中一端分别与预制墙主体1上面向陶粒回填土3的侧面固定连接，以及如图3所示，各片筋带4上与陶粒回填土3相接触部分采用纤维水泥砂浆10包裹，实际应用中，纤维水泥砂浆10的配比为水泥40-60份、水20-30份、粉煤灰10-30份、纤维10-15份。
各根斜撑5位于预制墙主体1的另一侧，各根斜撑5上的其中一端分别固定设置于底板2上表面、对应预制墙主体1背向陶粒回填土3一侧的区域，各根斜撑5上的另一端分别与预制墙主体1上背向陶粒回填土3的侧面固定连接,各根斜撑5用于固定预制墙主体1，实际应用当中，各根斜撑5与底板2上表面之间的夹角设计为30度-60度。
各根排水管6设置于预制墙主体1中，且各根排水管6的两端分别贯穿预制墙主体1上相对陶粒回填土3与斜撑5的两侧，以及各根排水管6上对应陶粒回填土3一侧的端口位置、高于其对应斜撑5一侧的端口位置。
压顶梁7平面的尺寸与所述预制墙主体1顶面的尺寸相适应，压顶梁7固定设置于预制墙主体1的顶面，实际应用中，压顶梁7的高度为25cm-40cm；土工布8铺设于所述预制墙主体1上、面向陶粒回填土3的侧面。
实际应用中，具体设计预制墙主体1包括各个预制挡墙块，各个预制挡墙块之间通过横向连接与纵向堆叠方式，以全部预制挡墙块在共面的形式，构成预制墙主体1；
其中，如图1和图2所示，各预制挡墙块中分别竖直固定设置各根螺纹杆9，且各根螺纹杆9的底端均突出对应预制挡墙块底面预设长度a，各根螺纹杆9的顶端均相距对应预制挡墙块顶面预设长度b，以及预制挡墙块顶面对应于各根螺纹杆9顶端的各位置分别设置深度为c的连接孔12，a<c<b；各根排水管6设置于各预制挡墙块中，且各根排水管6的两端分别贯穿预制挡墙块的两侧，以及各根排水管6上一侧的端口位置、高于其另一侧的端口位置，并且实际应用中，各螺纹杆9均采用直径15mm-30mm的螺纹钢筋，各螺纹杆9置于预制挡墙块中，且各螺纹杆9距离预制挡墙块上面向陶粒回填土3一侧的距离为10cm-30cm；各预制挡墙块中的各根排水管6，均匀分布于对应预制挡墙块中。
横向连接中，如图1所示，相邻两预制挡墙块彼此相对侧边之间、通过分设两预制挡墙块对应侧边上彼此配套的卡位连接件11进行连接，且各卡位连接件11的顶面与预制挡墙块的顶面相平齐，各卡位连接件11的底面与预制挡墙块的底面相平齐，实际应用中，如图1所示，相邻两预制挡墙块对应侧边上的卡位连接件11，可以设计采用钩形件，即相邻两预制挡墙块之间通过钩形件进行对接，如此在横向需要增加长度时，施工工艺类似于拉森钢板桩，即某块预制挡墙块的钩形连接件与下一块预制挡墙块的钩形连接件彼此对接咬合；纵向堆叠中，上下两预制挡墙块彼此相对的底面与顶面之间、通过上方预制挡墙块底面各根突出螺纹杆9底端对接下方预制挡墙块顶面各连接孔12的方式进行连接，并且在实际应用中，基于下方预制挡墙块顶面、以及各连接孔12中填筑的水泥砂浆，实现上方预制挡墙块底面各根突出螺纹杆9底端对接下方预制挡墙块顶面各连接孔12。
基于各个预制挡墙块所构成的预制墙主体1，所述各片筋带4上与预制墙主体1侧面固定连接的端部分别插入各预制挡墙块之间，并与相应位置螺纹杆9固定连接；各预制挡墙块中的各根排水管6上，对应陶粒回填土3一侧的端口位置、高于其对应斜撑5一侧的端口位置。
针对上述所设计回填陶粒预制加筋挡墙结构，本发明进一步设计了针对此结构的施工方法，包括如下步骤。
步骤A.按照施工设计要求，清理并平整场地。
步骤B.现浇混凝土底板2，并在底板2上预留斜撑5和预制墙主体1底部的嵌入卡槽。
步骤C.根据底板2卡槽位置，在底板2上方进行一层预制挡墙块的拼接，拼接完成后，在预制挡墙块面向陶粒回填土3的一侧铺设土工布8。
步骤D.铺设陶粒回填土3、并压实，实际应用中，每填铺一层陶粒回填土3，采用碾压机碾压或者振动板压实器振动密实至少3遍，压实压力不超过50kPa，直到陶粒回填土3体积减小10％或高度减小0.1m为止。
步骤E.利用混凝土喷射机，喷射纤维水泥砂浆10。
步骤F.在纤维水泥砂浆10上水平铺设筋带4，筋带4成辐射状铺设在压实整平的陶粒回填土3上。
步骤G.在已拼接完成预制挡墙块的顶面、以及各连接孔12中填筑的水泥砂浆，实现与上一层预制挡墙块的拼接，上一层预制挡墙块底面各根突出螺纹杆9底端对接下一层预制挡墙块顶面各连接孔12，并在上一层预制挡墙块面向陶粒回填土3的一侧铺设土工布8。
步骤H.在筋带4上方铺设陶粒回填土3，并利用混凝土喷射机，喷射纤维水泥砂浆10。
步骤I.重复步骤D～步骤H，直至达到预制墙主体1的设计标高。
步骤J.预制墙主体1施工完成后，针对预制墙主体1背向陶粒回填土3的一侧，布设各根斜撑5，各斜撑5一端固定于底板2相应卡槽内，各斜撑5另一端固定于预制墙主体1相应侧面上。
步骤K.现浇压顶梁7于预制墙主体1的顶面。
上述技术方案所设计回填陶粒预制加筋挡墙结构及施工方法，构造简单、施工便捷、环境友好，其中，预制墙主体1由若干预制挡墙块拼接而成，并不需要使用模板，很大程度上缩短了工期、节省了材料并降低了造价；加筋挡土墙墙后的筋带4用纤维水泥砂浆10包裹，增大了其与陶粒回填土3之间的粘结力，提高了加筋挡土墙的稳定性；并且陶粒回填土3选用轻质陶粒土，减小了回填土的自重，从而减小作用于加筋挡土墙上的侧向土压力，提高了结构的安全性。此外，陶粒土可通过工程弃土烧结制得，可以废物利用，符合可持续发展的理念。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (8)
1.一种回填陶粒预制加筋挡墙结构，其特征在于：包括预制墙主体（1）、底板（2）、陶粒回填土（3）、各片筋带（4）、各根斜撑（5）、各根排水管（6）；
其中，底板（2）水平设置，预制墙主体（1）竖直固定设置于底板（2）上，陶粒回填土（3）置于预制墙主体（1）的其中一侧，各片筋带（4）水平置于陶粒回填土（3）中，且各片筋带（4）上的其中一端分别与预制墙主体（1）上面向陶粒回填土（3）的侧面固定连接，以及各片筋带（4）上与陶粒回填土（3）相接触部分采用纤维水泥砂浆（10）包裹；各根斜撑（5）位于预制墙主体（1）的另一侧，各根斜撑（5）上的其中一端分别固定设置于底板（2）上表面、对应预制墙主体（1）背向陶粒回填土（3）一侧的区域，各根斜撑（5）上的另一端分别与预制墙主体（1）上背向陶粒回填土（3）的侧面固定连接,各根斜撑（5）用于固定预制墙主体（1）；
各根排水管（6）设置于预制墙主体（1）中，且各根排水管（6）的两端分别贯穿预制墙主体（1）上相对陶粒回填土（3）与斜撑（5）的两侧，以及各根排水管（6）上对应陶粒回填土（3）一侧的端口位置、高于其对应斜撑（5）一侧的端口位置；
还包括压顶梁（7），压顶梁（7）平面的尺寸与所述预制墙主体（1）顶面的尺寸相适应，压顶梁（7）固定设置于预制墙主体（1）的顶面；
所述预制墙主体（1）包括各个预制挡墙块，各个预制挡墙块之间通过横向连接与纵向堆叠方式，以全部预制挡墙块在共面的形式，构成预制墙主体（1）；
其中，各预制挡墙块中分别竖直固定设置各根螺纹杆（9），且各根螺纹杆（9）的底端均突出对应预制挡墙块底面预设长度a，各根螺纹杆（9）的顶端均相距对应预制挡墙块顶面预设长度b，以及预制挡墙块顶面对应于各根螺纹杆（9）顶端的各位置分别设置深度为c的连接孔（12），a<c<b；各根排水管（6）设置于各预制挡墙块中，且各根排水管（6）的两端分别贯穿预制挡墙块的两侧，以及各根排水管（6）上一侧的端口位置、高于其另一侧的端口位置；
横向连接中，相邻两预制挡墙块彼此相对侧边之间、通过分设两预制挡墙块对应侧边上彼此配套的卡位连接件（11）进行连接，且各卡位连接件（11）的顶面与预制挡墙块的顶面相平齐，各卡位连接件（11）的底面与预制挡墙块的底面相平齐；纵向堆叠中，上下两预制挡墙块彼此相对的底面与顶面之间、通过上方预制挡墙块底面各根突出螺纹杆（9）底端对接下方预制挡墙块顶面各连接孔（12）的方式进行连接；基于各个预制挡墙块所构成的预制墙主体（1），所述各片筋带（4）上与预制墙主体（1）侧面固定连接的端部分别插入各预制挡墙块之间，并与相应位置螺纹杆（9）固定连接；
各预制挡墙块中的各根排水管（6）上，对应陶粒回填土（3）一侧的端口位置、高于其对应斜撑（5）一侧的端口位置。
2.根据权利要求1所述一种回填陶粒预制加筋挡墙结构，其特征在于：还包括土工布（8），土工布（8）铺设于所述预制墙主体（1）上、面向陶粒回填土（3）的侧面。
3.根据权利要求1所述一种回填陶粒预制加筋挡墙结构，其特征在于：所述纵向堆叠中，基于下方预制挡墙块顶面、以及各连接孔（12）中填筑的水泥砂浆，实现上方预制挡墙块底面各根突出螺纹杆（9）底端对接下方预制挡墙块顶面各连接孔（12）。
4.根据权利要求1所述一种回填陶粒预制加筋挡墙结构，其特征在于：所述各预制挡墙块中的各根排水管（6），均匀分布于对应预制挡墙块中。
5.根据权利要求1所述一种回填陶粒预制加筋挡墙结构，其特征在于：所述纤维水泥砂浆（10）的配比为水泥40-60份、水20-30份、粉煤灰10-30份、纤维10-15份。
6. 根据权利要求1所述一种回填陶粒预制加筋挡墙结构，其特征在于：所述陶粒回填土（3）的粒径范围为1mm -32mm，颗粒堆积密度范围为0.3g/cm3-1.2g/cm3。
7.一种针对权利要求1至6中任意一项所述一种回填陶粒预制加筋挡墙结构的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤A. 按照施工设计要求，清理并平整场地；
步骤B.现浇混凝土底板（2），并在底板（2）上预留斜撑（5）和预制墙主体（1）底部的嵌入卡槽；
步骤C.根据底板（2）卡槽位置，在底板（2）上方进行一层预制挡墙块的拼接，拼接完成后，在预制挡墙块面向陶粒回填土（3）的一侧铺设土工布（8）；
步骤D.铺设陶粒回填土（3）、并压实；
步骤E.利用混凝土喷射机，喷射纤维水泥砂浆（10）；
步骤F.在纤维水泥砂浆（10）上水平铺设筋带（4），筋带（4）成辐射状铺设在压实整平的陶粒回填土（3）上；
步骤G.在已拼接完成预制挡墙块的顶面、以及各连接孔（12）中填筑的水泥砂浆，实现与上一层预制挡墙块的拼接，上一层预制挡墙块底面各根突出螺纹杆（9）底端对接下一层预制挡墙块顶面各连接孔（12），并在上一层预制挡墙块面向陶粒回填土（3）的一侧铺设土工布（8）；
步骤H.在筋带（4）上方铺设陶粒回填土（3），并利用混凝土喷射机，喷射纤维水泥砂浆（10）；
步骤I.重复步骤D~步骤H，直至达到预制墙主体（1）的设计标高；
步骤J.预制墙主体（1）施工完成后，针对预制墙主体（1）背向陶粒回填土（3）的一侧，布设各根斜撑（5），各斜撑（5）一端固定于底板（2）相应卡槽内，各斜撑（5）另一端固定于预制墙主体（1）相应侧面上；
步骤K. 现浇压顶梁（7）于预制墙主体（1）的顶面。
8.根据权利要求7所述一种针对回填陶粒预制加筋挡墙结构的施工方法，其特征在于：所述步骤D中，针对陶粒回填土（3）的铺设操作中，每填铺一层陶粒回填土（3），采用碾压机碾压或者振动板压实器振动密实至少3遍，压实压力不超过50kPa，直到陶粒回填土（3）体积减小10%或高度减小0.1m为止。
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