CN205444236U - 一种废旧轮胎-破碎混凝土构成的挡土墙结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种废旧轮胎-破碎混凝土构成的挡土墙结构，包括底座，所述底座上固定连接第一挡土墙单元，所述第一挡土墙单元上叠加布置多层第二挡土墙单元，所述第一挡土墙单元由一排多列连接成一体的第一废旧轮胎混凝土单元组成，所述第二挡土墙单元由一排多列连接成一体的第二废旧轮胎混凝土单元组成。该挡土墙主要是由废旧轮胎和破碎混凝土组成，其中轮胎包裹在混凝土外侧，由于轮胎的“环箍效应”大大提高了混凝土的强度。把这2种材料结合起来运用于土木工程中，有效的解决轮胎和破碎混凝土难以降解的难题，具有很好的经济环保和社会效益。

Description

一种废旧轮胎-破碎混凝土构成的挡土墙结构

技术领域

本实用新型属于新型挡土墙范畴，涉及挡土墙的材料构成和连接形式，具体的说，是一种废旧轮胎-破碎混凝土构成的新型复合挡土墙结构，可用于边坡的加强支护。

背景技术

随着我国经济建设的迅速发展，工业建设已经成我国的支柱产业，特别是汽车产业，我国生产的红旗，本田汽车开始逐步走向世界舞台。但与此同时，废旧轮胎的数量日益增多，据数据统计，2015年我国废旧轮胎数量已接近3.5亿条，并以每年2位数的数度增长，我国已成为废旧轮胎第一大国。同时，由于我国土木工程建设也速度发展，与此带来了大量的废弃混凝土。废旧轮胎和废旧混凝土很难降解，特备是轮胎属不熔或难熔的高分子弹性材料，如果仅依靠自然力数百年以上都难以降解，因此带来了诸多环境问题，包括污染地下水，占用土地资源，引发火灾等。如何处置废旧轮胎和废旧混凝土成为了我们当下的主要任务。一些研究者将废弃轮胎与土混合组成柔性地基，还有一些研究者研究再生混凝土的力学性能，但是把废旧混凝土和废旧轮胎结合起来作为挡墙形式，目前很少有人研究。

实用新型内容

本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种废旧轮胎-破碎混凝土构成的新型复合挡土墙结构，把废旧轮胎和碎石混凝土结合起来作为挡土墙材料，促进了废旧轮胎和破碎混凝土在土木工程的应用，解决了废旧轮胎和破碎混凝土回收利用问题。

为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种废旧轮胎-破碎混凝土构成的挡土墙结构，包括底座，所述底座上固定连接第一级挡土墙单元，所述第一级挡土墙单元上叠加布置多层第二级挡土墙单元，所述第一级挡土墙单元由一排多列连接成一体的第一废旧轮胎-破碎混凝土单元组成，所述第二挡土墙单元由一排多列连接成一体的第二废旧-破碎轮胎混凝土单元组成。

所述第一废旧轮胎混凝土单元包括废旧轮胎胎面部，废旧轮胎胎面部的底部与废旧轮胎胎侧部连接，所述废旧轮胎胎面部内填充有再生混凝土骨料；由废旧轮胎和破碎混凝土结合到一起，其中轮胎包裹在混凝土外侧，由于轮胎的“环箍效应”大大提高了混凝土的强度。第一废旧轮胎混凝土单元，在废旧轮胎切除上层圆环面后的废旧轮胎部件内部添加再生混凝土骨料而成。

所述第二废旧轮胎混凝土单元包括废旧轮胎胎面部，所述废旧轮胎胎面部内填充有再生混凝土骨料。第二废旧轮胎混凝土单元，在废旧轮胎切除上下两侧圆环面后的废旧轮胎部件内部添加再生混凝土骨料而成。

所述第二废旧轮胎混凝土单元垂直对应叠加在第一废旧轮胎混凝土单元上；使组成挡土墙的上下废旧轮胎混凝土单元相对应设置，下部一层的废旧轮胎混凝土单元支撑上部一层的废旧轮胎混凝土单元，使挡土墙结构更加稳固可靠。

所述再生混凝土骨料由水泥：水：细骨料：粗骨料＝1.0：(0.27-0.37)：(0.87-0.97)：(2.29-2.39)的比例混合而成，所述粗骨料为废旧混凝土经破碎筛分而成，粗骨料的粒径为4.75mm-16mm，级配良好；所述细骨料为天然河沙；以该比例范围制成的再生混凝土骨料强度角度，更能满足挡土墙的强度要求。

所述第一废旧轮胎混凝土单元的废旧轮胎胎侧部与底座通过连接件固定连接；将底部的第一级第一废旧轮胎混凝土单元与底座固定起来，由连接件(螺栓)的抗剪强度提供抵抗墙体的侧向土压力，由底座提供整体稳定性，使挡土墙结构给边坡以更强的支撑力，避免边坡失稳变形。

所述第一挡土墙单元的多列第一废旧轮胎混凝土单元通过横向贯穿的锚杆相连固定；可以采用2根锚杆相连，锚杆从胎侧贯通整个第一级轮胎，将同一层的废旧轮胎混凝土单元连接成为一个整体，增强挡土墙的整体稳定性。

所述第二挡土墙单元的多列第二废旧轮胎混凝土单元通过横向贯穿的锚杆相连固定；第二挡土墙单元沿边坡方向的连接方式仍采用2根锚杆连接，将同一层的废旧轮胎单元连接成为一个整体，增强挡土墙的整体性。

所述第一废旧轮胎混凝土单元和第二废旧轮胎混凝土单元均穿有自锚式锚杆，自锚式锚杆与边坡连接；自锚式锚杆将第一废旧轮胎混凝土单元与边坡之间锚固连接，自锚式锚杆将第二废旧轮胎混凝土单元与石质边坡之间锚固连接。

优选的，所述底座上沿横向间隔设定距离布设支撑装置，支撑装置与第一挡土墙单元的间隙为零，支撑装置与第二挡土墙单元的间隙为零；由支撑装置给整个挡土墙结构以更多一重的支撑力，使挡土墙结构整体性更强，抗侧向滑移力更大。

所述支撑装置为再生混凝土骨料制成的混凝土结构；由再生混凝土骨料支撑混凝土结构支撑挡土墙结构，充分利用废旧混凝土资源。

本实用新型挡土墙的受力特点为：侧向土压力传递到多级挡土墙，然后传递到自锚式锚杆和与混凝土底板相连接的高强螺栓，最后传递到支撑装置。通过第一级轮胎挡土墙内部填料之间的摩擦力，螺栓的抗剪力，自锚式锚杆的拉应力，支撑装置的自重，与侧向土压力平衡。

一种废旧轮胎-破碎混凝土构成的新型复合挡土墙的施工方法，包括以下步骤：

步骤1：浇筑混凝土制成底座，并在底座上预留连接孔；

步骤2：制作第一废旧轮胎混凝土单元：将废旧轮胎顶部的圆环面去除，并在废旧轮胎底部的胎侧部钻连接孔，在废旧轮胎的纵向胎面部钻锚孔，在废旧轮胎的横向胎面部钻预留孔；

步骤3：将第一废旧轮胎混凝土单元的连接孔与底座上的连接孔相对应，并通过连接件连接起来；

步骤4：将自锚式锚杆穿入第一废旧轮胎混凝土单元，沿锚杆处向边坡内部注浆，自锚式锚杆与边坡固定连接；

步骤5：按照步骤3-步骤4的方式，将多个第一废旧轮胎混凝土单元依次固定于底座上；

步骤6：将横向连接锚杆穿过多个第一废旧轮胎混凝土单元的预留孔，在横向连接锚杆端部设置连接件将第一挡土墙单元的第一废旧轮胎混凝土单元连接为一体，完成第一挡土墙单元的施工；

步骤7：制作第二废旧轮胎混凝土单元：将废旧轮胎顶部和底部的胎侧部均去除，并在废旧轮胎的纵向胎面部钻锚孔，在废旧轮胎的横向胎面部钻预留孔；

步骤8：在第一废旧轮胎混凝土单元上依次向上叠加多层第二废旧轮胎混凝土单元，将同一层的第二废旧轮胎混凝土单元连接成一体；

步骤9：将自锚式锚杆穿入第二废旧轮胎混凝土单元，自卸式锚杆与石质边坡连接，完成多层第二挡土墙单元的施工；

步骤10：将制好的再生混凝土骨料注入第一挡土墙单元和多层第二挡土墙单元内部中，完成挡土墙结构的施工；

步骤11：在挡土墙结构缝隙处注入砂浆，增强挡土墙结构内部连接的紧固性；

步骤12：架设模板,沿横向按照设定距离紧贴挡土墙结构布置支撑装置；

步骤13：回填土方。

所述步骤3的具体步骤为：将连接件倒置放入底座的预留连接孔中，并向预留连接孔内注入浆液，然后将第一废旧轮胎混凝土单元的连接孔与连接件配合连接，并用紧固件将第一废旧轮胎混凝土单元与底座紧固连接。

所述步骤4的具体步骤为：将自锚式锚杆穿过锚孔后并打入边坡土层设定深度后，沿自锚式锚杆方向向边坡内部注入适当砂浆，待浆液有一定强度后，由于自锚式锚杆内部存在楔形构件，通过紧固件可将自锚式锚杆与边坡内部固定。

所述步骤6的具体步骤为：将横向连接锚杆穿入废旧轮胎横向胎面部的预留孔中，横向连接锚杆端部超出第一废旧轮胎混凝土单元一定锚固长度，沿锚杆端部套入铁片，并用紧固件将第一挡土墙单元的多个第一废旧轮胎混凝土单元在横向紧固连接。

本实用新型的工作原理为：

通过在底座上方设置多级挡土墙单元，第一级挡土墙单元与底座固定连接，该挡土墙单元由一排多列的废旧轮胎单元连接而成。第一级废旧轮胎单元为去除上部圆环面的废旧轮胎；在该级挡土墙单元上垂直叠加布置构成多级挡土墙单元，除第一级外，轮胎挡土墙单元均去掉上下圆环面。同一级废旧轮胎单元横向之间均采用2根锚杆连接，且每一级挡土墙单元中，每个小轮胎单元与边坡墙体通过自锚式锚杆连接，并向该多级废旧轮胎单元胎体内部中填充再生混凝土骨料。通过在底座上设置支撑装置，该支撑装置为固定在底板上紧贴多级挡土墙单元结构的再生混凝土装置，其紧贴多级挡土墙单元结构，沿边坡横向按照一定间距布置。在多级挡土墙之间和挡土墙与支撑的间的接缝处注入砂浆。当侧向土压力传递到挡土墙结构，然后传递到自锚式锚杆和与混凝土底板相连接的高强螺栓，再传递到支撑装置。通过第一级轮胎挡土墙内部填料之间的摩擦力，螺栓的抗剪力，自锚式锚杆的拉应力，支撑装置的自重，与侧向土压力平衡。底座可以找平和增强废旧轮胎挡土墙结构与地面的连系。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型提出了一种废旧轮胎-破碎混凝土构成的新型复合挡土墙结构，该挡土墙主要是由废旧轮胎和破碎混凝土组成，其中轮胎包裹在混凝土外侧，由于轮胎的“环箍效应”大大提高了混凝土的强度。把这2种材料结合起来运用于土木工程中，有效的解决轮胎和破碎混凝土难以降解的难题，具有很好的经济环保和社会效益。

2、本实用新型提供一种使用废旧轮胎和破碎混凝土作为支挡结构的方法，促进了轮胎和破碎混凝土在土木工程的应用，解决了废旧轮胎和破碎混凝土回收利用问题。

3、本实用新型与现有装置相比，除最底层轮胎须特殊处理(保留其中一个圆环面，并实现与底板可靠连接)外，其它均可在工厂预制拼装，在现场只需要实现锚杆与挡墙墙体连接和接缝处理，大大提高施工进度，且该装置第一级挡土墙轮胎外侧布设了混凝土支撑装置，由于支撑装置自重较大，因此该装置与现有装置相比，整体性更强，抗侧向滑移力更大，能更好的应用于工程。

附图说明

图1为本实用新型挡土墙结构的轴测图；

图2为本实用新型挡土墙结构的侧视图；

图3为本实用新型挡土墙结构的主视图；

图4为本实用新型挡土墙结构的连接锚杆示意图；

图5为第一级挡土墙单元与底座连接俯视图；

图6为自锚式锚杆结构图；

图7为横向废旧轮胎混凝土单元之间排列示意图；

图中，1、底座，2、废旧轮胎，3、支撑装置，4、横向连接锚杆，5、自锚式锚杆，6、连接螺栓，7、垫片，8、第一级废旧轮胎挡墙，9、第二级废旧轮胎挡墙，10、第三级废旧轮胎挡墙，11、第四级废旧轮胎挡墙，12、第五级废旧轮胎挡墙，13、再生混凝土填料，14、螺纹，15、大垫片，16、膨胀管，17、楔形装置，18、六角螺母，19、弹簧垫片。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1-图2所示，一种由废旧材料构成的新型挡土墙结构，包括由混凝土底座1，竖向摞起的废旧轮胎2，对废旧轮胎支撑的支撑装置3，连接轮胎与轮胎和轮胎与混凝土底座的连接螺栓6，自锚式锚杆5，横向连接锚杆4，再生混凝土填料13等组成。

混凝土底座1上固定由废旧轮胎2组成的第一级废旧轮胎挡墙8，第一级废旧轮胎挡墙8上叠加设置由废旧轮胎2组成的第二级废旧轮胎挡墙9，第二级废旧轮胎挡墙9上叠加设置由废旧轮胎2组成的第三级废旧轮胎挡墙10，第三级废旧轮胎挡墙10上叠加设置由废旧轮胎2组成的第四级废旧轮胎挡墙11，第四级废旧轮胎挡墙11上叠加设置由废旧轮胎2组成的第五级废旧轮胎挡墙12；第一级废旧轮胎挡墙8是由一排多列连接成一体的第一废旧轮胎混凝土单元组成的第一挡土墙单元，第一废旧轮胎混凝土单元依次沿边坡横向方向排列构成第一级废旧轮胎挡墙8。在第一级废旧轮胎挡墙8上依次叠加构成多级挡土墙；第二级废旧轮胎挡墙9、第三级废旧轮胎挡墙10、第四级废旧轮胎挡墙11和第五级废旧轮胎挡墙12的结构形式相同，都是由一排多列连接成一体的第二废旧轮胎混凝土单元组成的第二挡土墙单元。

第一废旧轮胎混凝土单元，是在废旧轮胎切除上层圆环面后的废旧轮胎部件内部添加再生混凝土骨料而成。第二废旧轮胎混凝土单元，是在废旧轮胎切除上下两侧圆环面后的废旧轮胎部件内部添加再生混凝土骨料而成。

底座上沿边坡横向方向按照一定距离设有固定支撑装置3，该支撑装置3紧贴多级挡土墙单元结构。图2中自锚式锚杆5的设置方向为纵向方向，与其相垂直的横向连接锚杆4的布设方向为横向方向。

如图3-图4所示，第一级废旧轮胎挡墙8的每个废旧轮胎2都与自锚式锚杆4连接，并沿着锚杆向边坡内部注入浆液，因此自锚式锚杆4被固定在边坡上；第二级废旧轮胎挡墙，第三级废旧轮胎挡墙等与边坡的连接均采用与第一级废旧轮胎挡墙相同的连接方式。废旧轮胎竖向摞起方式和废旧轮胎与石质边坡墙体的连接可按照图3布置。在图3中，多级废旧轮胎挡土墙沿自锚式锚杆4向边坡内部灌入砂浆，等砂浆有一定强度后，沿自锚式锚杆露出部位套入方形垫片7，用六角螺母18将自锚式锚杆与边坡固定。

废旧混凝土底座1是由C30混凝土浇筑而成，混凝土底座1为长方体，混凝土里配有适当钢筋，其作用是找平和增强轮胎挡墙与地面联系。

如图5所示，第一级废旧轮胎挡墙8与底座1的连接方式可按照图5所示，选用的高强连接螺栓6将第一级轮胎挡土墙8的胎下部圆环面与底座固定连接起来。轮胎的胎下部面部是指其与路面接触的部分；轮胎的胎侧部，与胎底部圆环部连续，即为轮胎的侧面。第一级废旧轮胎挡墙轮胎的圆环面不必去除，且沿着圆环面方向用4个连接螺栓6把最底层轮胎固定在底座上。支撑装置3与多级废旧轮胎挡土墙的连接方式可参照图1与图5的布置方式，支撑装置3与挡墙的缝隙处可用砂浆填筑。支撑装置3，为固定在底板上紧贴多级挡土墙单元结构的再生混凝土结构，其紧贴多级挡土墙单元结构，沿边坡横向按照一定间距布置。

如图7所示，最底层第一级废旧轮胎挡墙8沿边坡方向连接方式可按照图7布置，沿沿石质边坡墙体方向的废旧轮胎2平行排列，边坡方向的废旧轮胎单元侧面处打两个预留孔洞，将横向连接锚杆4沿预留孔洞穿透每一级轮胎挡土墙单元，在两侧露出的锚杆部位分别套入垫片7，并用连接螺栓6将横向锚杆与每一级轮胎挡土墙单元固定。此后，第二级废旧轮胎挡墙，第三级废旧轮胎挡墙等的横向之间的连接均采用与第一级废旧轮胎挡墙相同的连接方式。

底层的废旧轮胎2的最上层圆环面去掉，此为第一层废旧轮胎组成的挡土墙单元。此后每层废旧轮胎上下两个圆环面均剪去，沿石质边坡墙体方向的废旧轮胎连接与第一层相同，且每一个废旧轮胎均由自锚式锚杆4与石质边坡墙体相连。第一级废旧轮胎挡墙8是将轮胎排列好之后将混凝土直接浇筑到轮胎内部，混凝土可形成一个柱形结构，上下层废旧轮胎之间可由混凝土的黏聚力连接起来；如果第二级废旧轮胎挡墙以上的废旧轮胎带有上下两个圆环面，不利于混凝土的密实。第二级废旧轮胎挡墙以上的废旧轮胎2只保留胎面部，可以提供混凝土的环向约束力。

废旧轮胎内部填料为再生混凝土骨料13，其配合比可按照水泥：水：细骨料：粗骨料＝1.0：0.32：0.92：2.34配置，且其粗骨料是用废旧混凝土敲碎之后，用破碎机进行破碎之后，然后在筛分，最后得到，粗骨料粒径在4.75mm-16mm之间，级配良好；细骨料可用天然河沙。在混凝土配合比设计中，把水泥当作单位1，其他骨料和水确定均按照的与水泥的质量比确定，且采用此比例值设置填料时，混凝土的强度较高。

如图6所示，自锚式锚杆4由螺纹14，大垫片15，膨胀管16，楔形装置17，六角螺母18，弹簧垫片19组成。其原理是把自锚式锚杆打到地墙面上的孔中后，用扳手拧紧锚杆上的螺母，锚杆往外走，而膨胀管不动，于是，锚杆底下的大头就把金属套涨开，使其涨满整个孔，起到固定作用。

自锚式锚杆4杆尾部为圆锥状，圆锥的大径大于膨胀管16内径，当螺母拧紧的时候，锚杆向外移动，通过螺纹的轴向移动使圆锥部分移动，进而在膨胀管的外周面栓、形成很大的正压力，加之圆锥的角度很小，从而使墙体、膨胀管及圆锥间形成摩擦自锁，进而达到固定作用。连接螺栓采用高强螺栓，可以抵抗较大的水平推力。

挡土墙的施工方法，具体步骤如下：

1)浇筑混凝土底座1；

2)将最底层的废旧轮胎的顶部圆环面去除，保留最底层的圆环面，最底层的轮胎和底板按照图5连接方式钻孔。轮胎与边坡连接按照图3方式钻孔，轮胎横向连接孔隙按照图7钻孔；

3)将连接螺栓倒置放入混凝土底座1的钻孔中，注入浆液，然后按照螺纹走向插入最底层废旧轮胎2，将螺母安置在轮胎圆环面层并拧紧；

4)将自锚式锚杆5按照图2方式穿入，在岩体中注入浆液，待浆液强度形成后，用扳手拧紧锚杆上的螺母，锚杆往外走，而膨胀管不动，于是，锚杆底下的大头就把金属套涨开，使其涨满整个孔，起到固定作用。

5)按照图7的方式，实现顺墙方向最底层的轮胎的连接，第一级废旧轮胎挡墙连接完成；

6)此后第二级废旧轮胎挡墙，第三级废旧轮胎挡墙等均可在工厂中预制，(包括轮胎锚杆处的钻孔，横向之间的连接等)，预制好之后，在现场只需在边坡处打孔，注浆，实现锚杆与墙体的联接；

7)在预制场中按照设计的好的混凝土配合比拌合；

8)将厂拌混凝土注分别注入竖向摞起的轮胎中内部；

9)将混凝土浇筑，回填一定数量的土方，使其尽可能没过第一层轮胎。

实施例：

本实用新型的轮胎格宾挡土墙，长为4m，单级挡土墙高为3m，。底座尺寸为4*1.5*0.5m。轮胎采用：215/70R15的轮胎，即轮胎内径为英寸扁平比70％，轮胎宽为215mm，将其安装到底座上，并用高强螺栓将轮胎沿墙方向连接好注浆，打入横向连接锚杆，打入自锚式锚杆，拼装第二层，第三层等最后在工厂按照配合比为水泥：水：细骨料：粗骨料＝1.0：0.32：0.92：2.34将再生混凝土灌入轮胎中，最后回填土，回填土的高度为0.8米。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种废旧轮胎-破碎混凝土构成的挡土墙结构，其特征是，包括底座，所述底座上固定连接第一挡土墙单元，所述第一挡土墙单元上叠加布置多层第二挡土墙单元，所述第一挡土墙单元由一排多列连接成一体的第一废旧轮胎混凝土单元组成，所述第二挡土墙单元由一排多列连接成一体的第二废旧轮胎混凝土单元组成。

2.如权利要求1所述的挡土墙结构，其特征是，所述第一废旧轮胎混凝土单元包括废旧轮胎胎面部，废旧轮胎胎面部的底部与废旧轮胎胎侧部连接，所述废旧轮胎胎面部内填充有再生混凝土骨料；所述第一废旧轮胎混凝土单元的废旧轮胎胎侧部与底座通过连接件固定连接。

3.如权利要求1所述的挡土墙结构，其特征是，所述第二废旧轮胎混凝土单元包括废旧轮胎胎面部，所述废旧轮胎胎面部内填充有再生混凝土骨料。

4.如权利要求1或3所述的挡土墙结构，其特征是，所述第二废旧轮胎混凝土单元垂直对应叠加在第一废旧轮胎混凝土单元上。

5.如权利要求2或3所述的挡土墙结构，其特征是，所述再生混凝土骨料由水泥：水：细骨料：粗骨料＝1.0：(0.27-0.37)：(0.87-0.97)：(2.29-2.39)的比例混合而成。

6.如权利要求5所述的挡土墙结构，其特征是，所述粗骨料为废旧混凝土经破碎筛分而成，粗骨料的粒径为4.75mm-16mm；所述细骨料为天然河沙。

7.如权利要求1所述的挡土墙结构，其特征是，所述第一挡土墙单元的多列第一废旧轮胎混凝土单元通过横向贯穿的锚杆相连固定；所述第二挡土墙单元的多列第二废旧轮胎混凝土单元通过横向贯穿的锚杆相连固定。

8.如权利要求1或7所述的挡土墙结构，其特征是，所述第一废旧轮胎混凝土单元和第二废旧轮胎混凝土单元均穿有自锚式锚杆，自锚式锚杆与边坡连接。

9.如权利要求1所述的挡土墙结构，其特征是，所述底座上沿横向间隔设定距离布设支撑装置，所述支撑装置为再生混凝土骨料制成的混凝土结构。

10.如权利要求9所述的挡土墙结构，其特征是，支撑装置与第一挡土墙单元的间隙为零，支撑装置与第二挡土墙单元的间隙为零。