CN213143090U - 一种消能排水支挡结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种消能排水支挡结构，包括支挡主体，支挡主体具有贯穿的排水通道，支挡主体的背面设置有弹性的网垫层，排水通道的一端位于网垫层底部，且与网垫层的内部连通；网垫层的顶部覆盖有混凝土顶板，混凝土顶板与支挡主体抵接，网垫层的底部位于混凝土底板上，混凝土底板与支挡主体抵接。本实用新型的网垫层在地震力或膨胀力作用下，通过自身变形能够消化和吸收一部分地震力和膨胀力，起到消能的作用；并且，网垫层也不会被完全压缩，作为排水通道兼具排水的功能，能够快速排出墙后积水，降低墙背水压力。因此，在刚性支档结构墙背设置网垫层后，能够提高刚性支挡结构在膨胀土地区和地震地区的使用寿命，保证边坡的稳定性。

Description

一种消能排水支挡结构

技术领域

本实用新型涉及一种消能排水支挡结构，属于支挡结构技术领域。

背景技术

随着我国经济建设的快速发展，尤其西部基础设施建设的增多，大量的边坡支挡结构，如各种重力式挡墙，衡重式挡墙，悬臂式挡墙，抗滑桩等刚性支挡结构，在土木工程中得到了广泛应用，但是西部地区膨胀土分布广，地震烈度高，刚性支挡结构除受到土压力的作用，还受到膨胀力和地震力的作用。

膨胀土具有吸水膨胀，失水收缩和多次重复作用的特点，对路基及边坡的危害一直被称为工程界的癌症，通过对膨胀土路基病害的研究发现，很多刚性支挡结构在经过一段时间或经过几次大的降雨后发生挤压变形及破坏；另外，在地震作用下，刚性支挡结构对地震加速度具有明显的放大效应，且加速度的放大系数会随着高度的增大而呈非线性增大，使结构受到不均匀的地震力作用。刚性支挡结构在受到地震力或者膨胀力等动力荷载，循环荷载或不均匀受力情况下容易开裂，破坏，甚至发生推移，倾倒等，造成巨大的经济损失，还威胁到人们的生命安全。

另外，排水也是刚性支挡结构安全非常重要的一环，排水不畅将导致边坡土体抗剪强度下降，重度增加，作用于支挡结构上的土压力显著增加，这也是支挡结构经常在暴雨后发生破坏的原因。

目前，针对于刚性支挡结构用于消除或者缓解墙后膨胀力或地震力的消能措施很少，有一种措施是在结构后面设置厚度较大的碎石层来作为缓冲层，但是随着环境保护的加强，开山采石和河道采砂都受到严格管控，石料供应短缺，价格显著上涨，不经济；另外，碎石缓冲层作为一种天然材料，还存在质地不均一，性能不稳定等不利因素。

实用新型内容

为了消解作用于刚性支挡结构上的膨胀力和地震力，提高刚性支挡结构在膨胀土地区和地震地区的使用寿命，增强泄水能力，本实用新型提供一种消能排水支挡结构，具体技术方案如下。

一种消能排水支挡结构，包括支挡主体，所述支挡主体具有贯穿的排水通道，其特征在于：所述支挡主体的背面设置有弹性的网垫层，所述排水通道的一端位于所述网垫层底部，且与所述网垫层的内部连通；所述网垫层的顶部覆盖有混凝土顶板，所述混凝土顶板与所述支挡主体抵接，所述网垫层的底部位于混凝土底板上，所述混凝土底板与所述支挡主体抵接。

采用上述的技术方案，弹性的网垫层一方面具有消能作用，能够适应支挡结构后方土体（路基）的变形，使得支挡结构具有一定的柔性适应能力，消除一定的膨胀力和地震力，防止刚性的支挡主体遭到破坏；另一方面，网垫层的内部空间中空隙占据绝大多数体积，能够用作排水通道，将土体中的水份引导至排水通道中排出，进一步减小土体中的膨胀力，消除内部能量。

进一步地，所述网垫层与支挡主体之间还具有隔水层或滤水层。优选地，所述隔水层为土工膜。隔水层可以更好地将水份保持在网垫层中，并在重力的作用下快速通过排水通道排出。

进一步地，所述网垫层背离所述隔水层的侧面具有滤水层；上下相邻的网垫层相互抵接，上方网垫层的滤水层覆盖搭接在下方网垫层的滤水层上。优选地，所述滤水层为土工布。滤水层可以让土体中的水份进入到网垫层中，但可以过滤掉土体中的细小泥土颗粒，防止泥土颗粒填充阻塞网垫层内部以及排水通道，有利于保证土体中的水份有效排出并防止水土流失；上下相邻的滤水层相互搭接确保了整个滤水层的完整性。

进一步地，所述网垫层通过定位钉固定于所述支挡主体。通过设置定位钉，可以防止网垫层相对于支挡主体出现较大的移动，有利于长期保持网垫层的位置和形态，稳定地发挥网垫层的消能排水功能。

进一步地，所述网垫层包括若干根高分子聚合物长丝，高分子聚合物长丝呈波浪状延伸并分布在网垫层所在的平面内，各个方向的高分子聚合物长丝在网垫层所在的平面内相互交叠。这种特定的三维结构在横向和纵向上的物理性能相同，能持久地提供较好的弹性性能，既具有一定的压屈强度，能够抵抗墙背土压力又不致被完全压缩，作为排水通道具有排水的功能；又能在膨胀力或瞬时地震力作用下发生比较大的变形（＞60%），通过自身变形能够消化和吸收一部分地震力和膨胀力，从而起到消能的作用。

进一步地，所述网垫层的厚度大于等于2cm。铺设厚度为2cm且满足技术要求的网垫层通常就可以达到消能排水的效果，当然也可以采用更厚的网垫层以达到更优的消能效果。

进一步地，所述支挡主体为重力式圬工挡墙，所述排水通道为预埋在所述重力式圬工挡墙中的排水管，所述排水管位于所述网垫层下方的端部包裹有滤水层。该滤水层可以采用土工布。

进一步地，所述支挡主体为桩板墙，所述排水通道为相邻挡土板之间的间隙。

本实用新型的网垫层在地震力或膨胀力作用下，通过自身变形能够消化和吸收一部分地震力和膨胀力，起到消能的作用；并且，网垫层也不会被完全压缩，作为排水通道兼具排水的功能，能够快速排出墙后积水，降低墙背水压力。因此，在刚性支档结构墙背设置网垫层后，能够提高刚性支挡结构在膨胀土地区和地震地区的使用寿命，保证边坡的稳定性。

附图说明

图1是实施例1的消能排水支挡结构的示意图；

图2是图1中的部分放大示意图；

图3是实施例2的消能排水支挡结构的示意图；

图4是网垫层的结构示意图。

图中：重力式圬工挡墙1、排水通道2、网垫层3、混凝土顶板4、混凝土底板5、滤水层6、桩体7、挡土板8、隔水层9、高分子聚合物长丝10、定位钉11。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。

实施例1

参见图1、图2、图4，一种消能排水支挡结构，包括重力式圬工挡墙1，重力式圬工挡墙1具有贯穿的排水通道2，排水通道2通过在重力式圬工挡墙1中预埋排水管形成，重力式圬工挡墙1的背面设置有弹性的网垫层3，网垫层3通过定位钉11固定于重力式圬工挡墙1，排水通道2的一端（内端）位于网垫层3底部，且与网垫层3的内部连通，排水管内端的侧壁上可以开设若干通孔（未图示），包裹有滤水层6，网垫层中的水可以通过该通孔进入到排水管中；网垫层3的顶部覆盖有混凝土顶板4，混凝土顶板4与重力式圬工挡墙1抵接，网垫层3的底部位于混凝土底板5上，混凝土底板5与重力式圬工挡墙1抵接。

网垫层3包括若干根高分子聚合物长丝10，高分子聚合物长丝呈波浪状延伸并分布在网垫层3的平面内，各个方向的高分子聚合物长丝10在网垫层3所在的平面内相互交叠。网垫层3的厚度大于等于2cm，铺设厚度为2cm且满足技术要求的网垫层通常就可以达到消能排水的效果，当然也可以采用更厚的网垫层以达到更优的消能效果。

弹性的网垫层3一方面具有消能作用，能够适应支挡结构后方土体（路基）的变形，使得支挡结构具有一定的柔性适应能力，消除一定的膨胀力和地震力，防止刚性的支挡主体遭到破坏；另一方面，网垫层的内部空间中空隙占据绝大多数体积，能够用作排水通道，将土体中的水份引导至排水通道中排出，进一步减小土体中的膨胀力，消除内部能量。

混凝土顶板4可以防止雨水从网垫层3的顶部灌入，减少网垫层3以及土体中含水量；混凝土底板5可以起到收集水份的作用，便于水份从排水通道2排出到支挡结构外。

优选地，网垫层3与重力式圬工挡墙1之间还具有隔水层9，隔水层为土工膜。网垫层3背离隔水层的侧面具有滤水层6，滤水层6为土工布。如图1所示，当网垫层3高度较高时，可以由多块网垫层3上下拼接形成整个网垫层3，上下相邻的网垫层3相互抵接，上方网垫层3的滤水层6覆盖搭接在下方网垫层3的滤水层6上。滤水层可以让土体中的水进入到网垫层中，但可以过滤掉土体中的细小泥土颗粒，防止泥土颗粒填充阻塞网垫层内部以及排水通道，有利于保证土体中的水份有效排出并防止水土流失。其中，隔水层9也可以替换为滤水层6。

施工方法如下。

对于填方路堤重力式圬工挡墙：先施工重力式圬工挡墙1（预留排水通道2），然后施工混凝土底板5，现场铺设网垫层3，连接排水通道2，待挡墙结构强度达到设计强度85%以上时填筑路基并分层压实，最后施工混凝土顶板4。

对于挖方路堑重力式圬工挡墙：按要求开挖边坡后施工混凝土底板5，现场铺设网垫层3，预留排水通道2，最后浇筑挡墙与养护。

实施例2

参见图3，与实施例1不同的是：消能排水支挡结构的支挡主体为桩板墙，排水通道2为相邻挡土板之间的间隙，网垫层3中的水可以通过该间隙排出到桩板墙外部。

施工方法如下。

对于填方路堤桩板墙：施工桩板墙桩体7，然后施工混凝土底板5，再安装2～3块挡土板8，安装网垫层3，待桩体结构强度达到设计强度85%以上时夯填板后土体，按此顺序重复施作直至填筑至顶部，最后施工混凝土顶板4。

对于挖方路堑桩板墙：施工桩体7后进行边坡开挖，然后施工混凝土底板5，安装2～3块挡土板8，安装网垫层3，按此顺序重复施作直至填筑至顶部，最后施工混凝土顶板4。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是局限性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种消能排水支挡结构，包括支挡主体，所述支挡主体具有贯穿的排水通道（2），其特征在于：所述支挡主体的背面设置有弹性的网垫层（3），所述排水通道（2）的一端位于所述网垫层（3）底部，且与所述网垫层（3）的内部连通；所述网垫层（3）的顶部覆盖有混凝土顶板（4），所述混凝土顶板（4）与所述支挡主体抵接，所述网垫层（3）的底部位于混凝土底板（5）上，所述混凝土底板（5）与所述支挡主体抵接。

2.根据权利要求1所述的一种消能排水支挡结构，其特征在于，所述网垫层（3）与支挡主体之间还具有隔水层（9）或滤水层。

3.根据权利要求2所述的一种消能排水支挡结构，其特征在于，所述隔水层（9）为土工膜。

4.根据权利要求3所述的一种消能排水支挡结构，其特征在于，所述网垫层（3）背离所述隔水层的侧面具有滤水层（6）；上下相邻的网垫层（3）相互抵接，上方网垫层（3）的滤水层（6）覆盖搭接在下方网垫层（3）的滤水层（6）上。

5.根据权利要求4所述的一种消能排水支挡结构，其特征在于，所述滤水层（6）为土工布。

6.根据权利要求5所述的一种消能排水支挡结构，其特征在于，所述网垫层（3）通过定位钉（11）固定于所述支挡主体。

7.根据权利要求1所述的一种消能排水支挡结构，其特征在于，所述网垫层（3）包括若干根高分子聚合物长丝（10），高分子聚合物长丝（10）呈波浪状延伸并分布在网垫层（3）所在的平面内，各个方向的高分子聚合物长丝（10）在网垫层（3）所在的平面内相互交叠。

8.根据权利要求6所述的一种消能排水支挡结构，其特征在于，所述网垫层（3）的厚度大于等于2cm。

9.根据权利要求1所述的一种消能排水支挡结构，其特征在于，所述支挡主体为重力式圬工挡墙（1），所述排水通道（2）为预埋在所述重力式圬工挡墙（1）中的排水管，所述排水管位于所述网垫层（3）下方的端部包裹有滤水层（6）。

10.根据权利要求1所述的一种消能排水支挡结构，其特征在于，所述支挡主体为桩板墙，所述排水通道（2）为相邻挡土板（8）之间的间隙。

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