CN110520574A - 挡土墙用堆叠砌块 - Google Patents

Abstract

利用大型混凝土砌块堆叠而成的构造物限定于等厚度的仰斜式挡土墙等而无法灵活运用于其它构造物，在山坡土体与构造物之间的接触面具有不连续性。本发明的用于解决课题的砌块体具备前面壁材及背面材料、和连结该两种材料的连结材料，该连结材料在所述两种材料之间形成多个由上弦构件及下弦构件和斜构件构成的稳定的骨架平面，该斜构件与该上弦构件的一侧端部结合并与所述下弦构件的另一侧端部结合。

Description

挡土墙用堆叠砌块

技术领域

本发明涉及利用砌块堆叠而成的挡土墙等土木构造物的修筑。

背景技术

关于土木构造物的修筑，为了弥补劳动力不足，并为了在规定工期内确保规定质量，预制品的灵活运用成为不可或缺的要素。取代以往的现浇混凝土挡土墙或混凝土护堤，而进行对大型砌块堆叠灵活运用的建筑物修筑。

由于大型挡土墙砌块根据现场条件而采用了不同的坡度或预留宽度这些规格，所以为了制作而需要与这些规格相应的专用模具。因此，对成本和制作天数产生了影响。另外，砌块的大型化导致重量增加，包括填充空间在内的砌块体积增大，关于砌块向现场的搬运和设置也成为了很大的课题。申请人通过日本实用新型专利3156212号的可自由拓宽的大型砌块的方案而提出了以下建议：通过利用金属配件实现的前壁与后壁的连结，除了能够自由选择预留宽度之外还会带来砌块的轻型化。

以往的大型混凝土砌块包括上述申请人所提出的混凝土砌块在内地，其基于等厚度且垂直方向的连续设置所得到的自立性较低。而且，使用砌块的混凝土构造物通常具有会在山坡土体(ground)与混凝土壁材接触面中形成完全的不连续面的性质。该不连续面对于混凝土挡土墙的稳定来说会导致混凝土挡土墙与山坡土体的摩擦角度变小，并在稳定计算上对挡土墙的翻倒、滑动发挥不利作用。

作为该对策而提出了以下施工方法：在砌块背面与山坡土体斜面之间设置框架材料并浇筑混凝土而与砌块成为一体，从而谋求回填材料与砌块的一体化，并谋求作为挡土墙的稳定(日本特开2005-98095)。另外，提出了一种斜面加强挡土墙的方案，其在使用砌块的挡土墙中，向山坡土体斜面压入棒状加强材料并使混凝土砌块与该棒状加强材料连结(日本特开平11-210004)，在该斜面加强挡土墙的方案中也具有纠正在山坡土体与砌块之间形成不连续面的效果。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本实用新型专利3156212号公报

专利文献2：日本特开2005-98095号公报

专利文献3：日本特开平11-210004号公报

发明内容

具有代表性的利用大型混凝土砌块堆叠而成的挡土墙用于道路改善、河川整修、修建工程等，但存在几个课题。所要修筑的构造物的形状限定于等厚度的仰斜式挡土墙等，具有无法灵活运用于其它构造物的状况。另外，山坡土体与构造物的背面壁材之间的接触面具有不连续性。作为用于纠正这种不稳定性的方法，上述专利文献2及专利文献3的方案存在工期方面和成本方面的负担很大的问题。

本发明解决上述课题的方案1为一种砌块体，其沿水平方向或垂直方向连续设置，并将填充材料填充至内包的空间内，由此构筑构造物，在该砌块体中，具备相对的前面壁材及背面材料、和连结该两种材料的连结材料，该连结材料在所述两种材料之间形成多个由上弦构件及下弦构件、和斜构件构成的稳定的骨架平面，该斜构件与该上弦构件的一侧端部结合并与所述下弦构件的另一侧端部结合。

所述背面材料为框架材料。

根据方案1的砌块体，所述背面材料是背面壁材，该背面壁材的外侧材料面具有与方案1的壁材的外侧材料面不同的坡度。

根据方案1至方案3的砌块体，方案1的连结材料为钢材。

发明效果

在前面壁材与背面材料之间设置连结两种材料的连结材料。该连结材料通过其长度的自由度能够很容易调节前面和背面两材料之间的宽度及角度。形成多个稳定的骨架平面(骨架平面通过使一组上弦构件、下弦构件及斜构件与前面和背面两材料连结而形成)，由此能够形成稳定的砌块体，并能够不限定于等厚度的砌块体的形状，能够自由设定构造物的前面坡度和背面坡度。

关于该具有自立性的砌块体，通过使用框架材料作为背面材料，能够作为内填(in-filling)填充材料和回填(back-filling)填充材料而例如将混凝土一体填充，改善在山坡土体与构造物之间的接触面中形成不连续面的这一性质，与山坡土体一体地构筑构造物，能够对构造物与山坡土体之间的摩擦角度期待较大的值，有助于构造物的稳定。另外，能够灵活运用于以往混凝土砌块所无法适用的重力式挡土墙、堤坝或水坝主体等构造物。另外，通过对连结材料使用钢材而为砌块体的轻型化作出了贡献。

附图说明

图1是砌块体连续设置状况的说明图。(实施例1)

图2是背面材料为框架材料的砌块体的说明图。(实施例1)

图3是背面材料为背面壁材的砌块体的说明图。(实施例1)

图4是前面壁材及背面材料的说明图。(实施例1)

图5是连结材料及其与前面壁材或背面材料的结合状况图。(实施例1)

图6是基于本发明砌块体构筑的坍坡防护挡土墙的说明图。(实施例1)

图7是与前面壁材为同一坡度的背面框架材料的砌块体的说明图。(实施例2)

图8是在边坡面上使用框架材料的砌块体作为背面材料的说明图。(实施例2)

图9是关于前面壁材的坡度不同的堤体构筑的说明图。(实施例3)

图10是关于规模较大的堤体构筑的说明图。(实施例4)

图11是关于使用砌块体的堰堤(水坝)构筑的说明图。(实施例5)

具体实施方式

通常，关于挡土墙4的修筑，将挡土墙面的临空侧称为挡土墙的前，并将山坡土体侧称为后。因此，关于挡土墙的部位分别称为挡土墙前面41、挡土墙背面42。在本发明的砌块体1中也同样地，基本上将砌块设置时的临空侧作为前面并将山坡土体侧设为背面。因此，在前面为壁材的情况下称为前面壁材2，形成背面的部件包括构成背面的一部分或全部的面状材料或带状部件或者它们的集合体而称为背面材料21。关于前面侧和背面侧如后所述，关于堤48那样的构造，具有将两侧都当做前面来看待的情况。另外，作为砌块体的部位，前面壁材和背面材料均将面向砌块体之外的一侧称为外侧材料面11，并将内包的空间侧称为内侧材料面12。

前面壁材及背面材料的外侧材料面具有上边、下边、左右的侧边或斜边，并且具有上边面13、下边面14、左右的侧边面15或斜边面。对于矩形砌块体的连续设置来说，在相邻的砌块体之间沿水平方向使左侧边面与右侧边面或右侧边面与左侧边面相接触。在垂直方向上，以使上边面与下边面相接触的方式设置。但是，有时会在砌块之间设置间隔体29。

关于坡度，从水平起的竖立将纵1.0相对于横1.0称为坡度1：1，将纵1.0相对于横0.1至0.9称为坡度1：0.1至1：0.9。

连结材料3中，将大致水平地设置于上方的部件称为上弦构件31，将设置于下方的部件称为下弦构件32，并将设置于该两个弦构件之间的部件称为斜构件33。在前面壁材2及背面材料21的内侧材料面12上设有作为与连结材料的结合部位的结合部26。

实施例1

示出将本发明的砌块体1用于图1所示的仰斜式挡土墙4的构筑的实施例，该仰斜式挡土墙4中，前面41为坡度1：0.5，背面42为坡度1：0.2。图1是从侧面表示的说明图，没有表示内包空间16的填充材料。在垂直方向上堆叠有三层砌块体。砌块体的前面壁材2的外侧材料面11是坡度1：0.5，背面材料21的外侧材料面是坡度1：0.2。前面壁材及背面材料从最下层砌块体到最上层砌块体为止，都分别是相同的形状。通过调节连结材料3的长度而形成有连续的壁面。即，通过使最下层砌块体的前面壁材与背面材料的上边之间的间隔等于中层砌块体的前面壁材与背面材料的外表面下边之间的间隔，从而形成了与中层砌块体连续的外侧材料面，同样地，通过使中层砌块体的前面壁材与背面材料的外表面上边之间的间隔等于最上层砌块体的前面壁材与背面材料的外表面下边之间的间隔，从而作为整体而设为使两个外侧材料面以单一坡度连续的砌块体，并通过将它们连续设置而能够构筑上述的一体的构造物。

在图2中表示如下情况下的砌块体的俯视图(1)、主视图(2)、侧视图(3)、后视图(4)，该情况为：作为背面材料21，对图1所示的砌块体1的连续设置状况下的中层砌块体使用了由上下一对横梁24和左右一对纵梁25构成的框架材料23的情况。外侧材料面11的坡度为1：0.5的前面壁材21和外侧材料面的坡度为1：0.2的框架材料在使内侧材料面12彼此面对的状态下相对，并通过连结材料3而被连结。如侧视图所示，连结材料的配置为：在前面壁材内表面的上部具有与上弦构件31的端部重叠并将斜构件33的端部结合的结合部26，在下部具有将下弦构件32结合的结合部。另一方面，在框架材料内表面的上部具有上弦构件的结合部，在下部具有下弦构件端部及斜构件端部的结合部。如图2的(1)所示，基于这些连结材料的结合所配置的一组上弦构件、下弦构件及斜构件在前面壁材及背面材料之间的垂直方向上形成一个骨架平面38，通过在前面壁材和框架材料上分别设置四处结合部，而形成有两个上述垂直方向的骨架平面。在本例中，虽然形成有如图示那样独立的两个平面，但通过如使上弦构件或下弦构件重复的两个骨架平面也能形成稳定的砌块体。在该情况下，结合部也可以是三处。

图3表示如下情况下的砌块体的俯视图(1)、主视图(2)、侧视图(3)，该情况为：作为背面材料21，对图1所示的砌块体1的连续设置状况下的中层砌块体使用了背面壁材22的情况。连结材料3的设置状况和结合部26的配置状况与作为上述背面材料而使用了框架材料23的情况相同。在图3中示出了防止上下砌块体之间错位的防错位凸部17和防错位凹部18、以及对于利用起重机进行设置所必需的吊件19的设置位置。

图4表示前面壁材2或背面材料21的基本形状。图4的(1)以主视图示出前面壁材的内侧材料面12。图4的(2)是示出上边面13的俯视图，图4的(3)是示出侧边面15的侧视图。设于内侧材料面的四处的凸部为结合部26，图4的(2)所示的侧面侧的垂直面为接合面27，并在中央部配置有插入孔28。该壁材是在高度为1～1.5m、宽度为1.5～2.0m、厚度为10～15cm该尺寸左右的矩形板上设有结合部的壁材，通过向规定的模具内投入预拌混凝土来制造。在矩形板的前面壁材的内侧材料面与外侧材料面11之间作为附加钢筋而布置有钢筋网，但省略了图示。前面壁材根据要设置的前面坡度而使侧边长度变化。用实线表示的是前面垂直的情况，用虚线表示的是坡度1：0.5的情况。在本例中，省略了基于上边面及下边面14的坡度实施的处理。关于背面材料的背面壁材22，在外形上与前面壁材大致相同。在背面材料为框架材料23的情况下，将壁材中央部的虚线部分设为中空，从而成为从结合部切掉外侧部后的构造。根据需要所设的两处防错位凸部17和下边面14的防错位孔18的设置部位是上边、下边的长度的1/4位置，也设想了将砌块堆叠为交错配置。

图5表示连结材料3及连结状况。在本例中，将前面壁材2与背面材料21连结的连结材料使用了具有规定的抗压强度、抗拉强度及抗弯强度的钢材。图5的(1)及(2)表示上弦构件31和与该上弦构件的一侧端部结合的斜构件33，图5的(3)及(4)表示下弦构件32的一侧端部。在下弦构件的另一侧端部，与斜构件结合的状况以图5的(1)及(2)为准，因此省略。关于上述基本形状的前面壁材，将尺寸为L6×50×50～L6×75×75mm左右的L型钢36用作两个弦构件，将尺寸为6×50～6×75mm左右的扁钢37用作斜构件，各部件均在两端部设有螺栓贯穿孔34。对结合金属配件使用直径为16mm且长度为50mm该尺寸左右的螺栓35，其与设于接合面27上的插入孔28的插入成对，而能够螺入。如图5所示，以使作为连结材料的上弦构件的L型钢的水平面设于上方，并使下弦构件的水平面设于下方的方式配置而将前面壁材及背面材料连结，在结合部26，单独地或与斜构件一同重叠于接合面并进行螺栓紧固。

图6表示基于砌块体1的连续设置而成的挡土墙4的构筑状况。图6的(1)用虚线表示挡土墙修筑前的山坡土体46的状态。在山坡土体的必要开挖之后，进行基础碎石或基础混凝土43的施工，设置本发明砌块体，在图6的(2)所示的砌块体水平方向的两端设置固定模具52，并向由连续设置的砌块体的前面壁材2及背面材料21和上述固定模具所构成的内包空间内浇筑混凝土。在堆叠完所有砌块体之后，无需进行内包空间的内填混凝土44的浇筑。只要根据砌块体的堆叠状况分成几次来浇筑即可。虽然在图中并未表示，但根据需要会在混凝土接缝中配置接合钢筋。在本例中通过12个砌块体构筑成坍坡防护的挡土墙。本挡土墙与由以往的混凝土砌块构成的挡土墙不同，能够在将挡土墙背面42相对于土压力的稳定考虑在内地构筑仰斜式挡土墙。

实施例2

图7是前面壁材2及框架材料23为坡度1：0.5的砌块体1，图8是使用了该砌块体而成的挡土墙4构筑的实施例。将对比较稳定的软岩的山坡土体46上的道路拓宽工程等进行施工的情况作为实施例来表示。施工步骤如下所述。(1)以与砌块背面坡度相同的坡度从砌块背面控制回填空间48的厚度来进行切挖工作。在本例中，在坡度1：0.5的边坡面47的情况下，回填空间的预留宽度需要考虑回填混凝土45的骨材直径并考虑预拌混凝土回绕流动的容易度。该宽度优选为10cm以上。(2)如图8的(2)边坡面主视图(图中为B-B剖面)所示，在边坡面上铺设透水垫50。透水垫在边坡面侧设为透水面并在砌块体侧设为不透水面，在排水管51的设置部位对不透水面进行打孔，并将来自透水垫的地下水引导至排水管。在边坡面的大致2m²以下配置一处左右的排水管。(3)向地基挖掘面上浇筑基础混凝土43。(4)如图8的(3)及(4)所示，在基础混凝土上设置最下层砌块体。(5)如图8的(3)所示，投入最下层砌块体前面的回填材料49，在压实之后，同时浇筑砌块体的内填混凝土44和与边坡面相接触的回填混凝土45(在图8的(3)中表示第二层砌块体设置之后的填充及回填混凝土位置。)。(6)在最下层混凝土砌块之上设置第二层混凝土砌块。在图8的(4)中，虽然表示了设置砌块体后的主视图，但是设为将砌块体设置于上下相同位置的直线排列。混凝土的接缝如图8的(3)所示地设为砌块体的高度中间左右的面。这是为了通过现浇混凝土来确保包括砌块体在内的构造物的一体性。(7)接着，设置第三层砌块体并浇筑填充及回填混凝土。(8)依次重复砌块体设置和混凝土浇筑来构筑构造物。该砌块体的自立稳定性高，通过浇筑内填混凝土而使混凝土从砌块内包空间回绕流动至砌块背面的部分并浇筑背面与山坡土体之间的回填混凝土。

实施例3

图9表示前面壁材2的外侧材料面11的坡度不同的连续的砌块体1的设置例。这是将本砌块体适用于像海岸堤53等那样的前面坡度会变化的构造物的情况。在本例中，关于砌块体的前面壁材2的外侧材料面坡度，最下层为坡度1：1，第二层为坡度1：0.5，第三层为坡度1：0.2，最上层变成垂直。关于背面材料21而使用背面壁材22或框架材料23，但在外侧材料面为临空的情况下使用与前面壁材同等的背面壁材。另外，为了砌块体的连续，也包括设置间隔体来确保连续的情况，在本例中，在前面壁材的外侧材料面坡度为1：0.2的砌块体和垂直的砌块体中配置有间隔体29。

实施例4

在图10中，表示将前面壁材2与框架材料23的坡度不同的砌块体1以在外侧配置前面壁材并在内侧配置框架材料而构成多对的方式连续设置的堤53的实施例。如图10的(1)的侧视图所示，前面壁材为坡度1：0.5，框架材料是垂直的。需要考虑构造物整体的形状来配置砌块体，但关于框架材料并不必须是垂直的。图10的砌块体的连续设置具有作为连续设置的砌块体整体上的自立的稳定性，能够在沿高度方向将所有砌块连续设置之后对内包空间16及砌块间空间内实施混凝土浇筑。

实施例5

图11是与混凝土堰堤54构筑有关的实施例的说明图。图11的(1)表示从堰堤主体的下游侧观察到的主视图，图11的(2)表示堰堤俯视图，在图11的(3)的砌块体1的组装侧视图中表示图上的中央的通水部的截面中的砌块体1的组装状况。根据图11的(3)采用以下施工方法：在堰堤主体的下方部，在沿水平方向成对的状态下以连续设置的方式配置在上游侧将前面壁材22及框架材料23设为坡度1：0.1的砌块体、和在下游侧将前面壁材及框架材料设为坡度1：0.2的砌块体，从而形成了成对的砌块之间的内侧的砌块间空间，对其与砌块体内包空间16同时地浇筑混凝土。在堰堤上方部，设置在上游侧具有1：0.1的坡度的前面壁材、在下游侧具有1：0.2的坡度的前面壁材的砌块体；在顶部附近，设置上下游侧均具有垂直的前面壁材的砌块体。在本例中，在堤体厚度较大的下方部灵活运用以框架材料作为背面材料的砌块体。

附图标记说明

1-砌块体、11-外侧材料面、12-内侧材料面、13-上边面、14-下边面、15-侧边面、16-内包空间、17-防错位凸部、18-防错位凹部、19-吊件

2-前面壁材、21-背面材料、22-背面壁材、23-框架材料、24-横梁、25-纵梁、26-结合部、27-接合面、28-插入孔、29-间隔体

3-连结材料、31-上弦构件、32-下弦构件、33-斜构件、34-螺栓贯穿孔、35-结合螺栓、36-L型钢、37-扁钢、38-骨架平面

4-挡土墙、41-前面、42-背面、43-基础碎石或基础混凝土、44-内填混凝土、45-回填混凝土、46-山坡土体、47-边坡面、48-回填空间、49-回填材料、50-透水垫、51-排水管、52-固定模具、53-堤或堤防、54-堰堤。

Claims (5)

1.一种砌块体，其沿水平方向或垂直方向连续设置，并将填充材料填充至内包的空间内，由此构筑构造物，该砌块体的特征在于，具备相对的前面壁材及框架材料、和连结该前面壁材及框架材料的连结材料，该连结材料在所述前面壁材与框架材料之间形成多个由上弦构件、下弦构件、和斜构件构成的稳定的骨架平面，该斜构件与该上弦构件的一侧端部结合并与所述下弦构件的另一侧端部结合。

2.根据权利要求1所述的砌块体，其特征在于，所述框架材料具备上下一对横梁和左右一对纵梁。

3.一种砌块体，其沿水平方向或垂直方向连续设置，并将填充材料填充至内包的空间内，由此构筑构造物，该砌块体的特征在于，具备相对的前面壁材及背面壁材、和连结该前面壁材及背面壁材的连结材料，该背面壁材具有与该前面壁材的外侧材料面不同的外侧材料面的坡度，该连结材料在所述前面壁材与背面壁材之间形成多个由上弦构件、下弦构件、和斜构件构成的稳定的骨架平面，该斜构件与该上弦构件的一侧端部结合并与所述下弦构件的另一侧端部结合。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的砌块体，其特征在于，所述连结材料是钢材。

5.一种混凝土构造物，其特征在于，通过将权利要求1～4中任一项所述的砌块体连续设置来构筑而成。