CN220013759U - 一种预制装配重力式挡土墙结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种预制装配重力式挡土墙结构，主要包括若干预制套环、连板及土体填料，通过使用预制套环及连板拼装搭接形成若干结构单元，通过结构单元再拼接逐层叠合并填充压实土体填料形成完整的重力式挡土墙。该重力式挡土墙实现了混凝土用量降低、施工安装更便捷、施工周期更短、经济效果好、外立面美观、绿色环保的目的。特别适用需要高大挡土墙的情况。

Description

一种预制装配重力式挡土墙结构

技术领域

本实用新型涉及一种挡土墙结构，特别涉及一种预制装配重力式挡土墙结构。

背景技术

重力式挡土墙可用块石、片石、混凝土预制块作为砌体，或采用片石混凝土 、混凝土进行整体浇筑，在我国铁路 、 公路、水利、港湾、矿山等工程中得到广泛的应用。由于重力式挡土墙靠自重维持平衡稳定，体积、重量都大，仅靠自身重量就能维持平衡，因此受力稳定可靠，但又由于体积、重量大，如果墙太高，它耗费材料多，该种结构就变得不经济，因此《建筑地基基础设计规范》以及其它一些规范书籍都认为其经济适用高度仅为6米以下，使得其应用受到了较大限制。

现有预制拼装挡土墙结构多为实心或空心砌块拼装而成，其工作原理是利用预制块材自身重量或结构自身强度抵抗土体侧向压力。这些结构虽然实现了预制装配的目的，但仍然没有解决耗费材料多的不足；同时现有的预制拼装挡土墙结构组件复杂，部件间采用螺栓连接，板件焊接，卯眼与榫头连接等，大量使用连接件不但增加了工程费用，高精度的复杂拼接还极大的增加了施工工作量和难度，对施工人员素质要求也必然较高，加大了施工质量和工期控制的难度。由于上述的不足，极大的限制了目前预制拼装挡土墙的推广和使用。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种简单易行的预制装配重力式挡土墙结构，将装配式理念运用于重力式挡土墙，仅利用预制套环与连板相互扣合形成大型的中空结构，采用土体填料将内部空间填实，让土体形成多个受到径向约束的稳定土柱，从而获得一种新型的结构形式，具有体积、重量大，稳定可靠等常规重力式挡土墙的优点，由于本实用新型挡墙的主要材料来源就地取材的土料，有效降低了混凝土用量，避免了常规重力式挡土墙的诸多不足；同时本实用新型挡墙组合部件少，仅采用预制套环与连板相互扣合,不采用任何连接件，因此，相较于现有的预制拼装挡土墙结构，其施工安装更简单便捷、施工周期更短、经济效果更显著。本实用新型特别适用于环保要求高，施工周期短及各种高大、重载的挡土情况。

为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案来实现：

一种预制装配重力式挡土墙结构，其特征在于，包括若干预制套环、连板、土体填料，所述预制套环、连板拼装形成若干结构单元，通过结构单元再拼接逐层叠合形成若干层中空挡墙结构，在中空挡墙结构内填充有土体填料。通过碾压密实，所述土体与拼装的挡墙结构形成稳定的整体，通过组合体的自身重力，获得抵抗侧向土压力的能力。

进一步地，所述结构单元的形状为三角形。

进一步地，所述预制套环与所述连板机械连接。

进一步地，在拼装预制套环及连板的最底层设置基础底板，基础底板预留抗滑槽，抗滑槽深度不小于200mm。

进一步地，所述预制套环及连板上均设置卡槽，预制套环与连板拼装通过槽口扣合方式机械连接。

进一步地，所述预制套环顶部设置凹槽，底部设置突楔，所述连板顶部设置凹槽，底部设置突楔,拼装多层中空挡墙时，预制套环及连板的上下层之间的套环与连板均通过上层突楔插入下层凹槽进行拼接。

进一步地，所述预制套环中间还设置有由纵向钢筋浇筑形成的混凝土芯柱，芯柱纵向钢筋采用对焊连接。

进一步地，所述预制套环、连板采用高强度混凝土或其他强度高、耐腐蚀的材料预制，根据土体分层碾压的需求，所述挡土墙的预制套环、连板的高度为300mm~500mm；

进一步地，其中所述挡土墙的内部连板两侧土压力平衡，连板可采用直板，外侧临空连板承受较大的压实土侧向力。所述连板可采用直板也可采用弧形板，直板为弯曲受力，板厚随挡土墙高度的增加而增厚，弧形板主要承受面内张力，受力性能更好，可有效降低连板厚度。

进一步地，所述土体填料采用砂土、碎石土、素土、粉质粘土、灰土其中的任一种。

上述预制装配重力式挡土墙结构的施工方法，包括以下步骤：

S1：将所述预制套环、连板在平面上通过相互间的机械扣合，拼装成大型的三角形格栅或圆与三角形混合格栅；

S2：向S1步骤的混合格栅中填筑适当的土体填料，通过碾压密实，所述土体与所述预制套环、连板拼装成的格栅协同工作，形成一层稳定的组合体；

S3：在S1-S2步骤形成的第一层组合体的基础上向上拼装-填筑-压实形成第二层，依此类推，逐层叠合形成完整的重力式挡土墙。

进一步地，S1步骤中的预制套环、连板的尺寸比例可采用小环配长板，大环配短板的两种搭配方式拼装。

采用所述小环配长板搭配时，小环主要起所述长板连接节点的作用，当挡土墙有较高整体性要求或有抗震需求时，可在小环竖向叠拼而成的管内放置纵向钢筋并浇筑混凝土形成芯柱，芯柱与长板组合形成空间桁架，以增加挡土墙的整体性、抗震性、抗剪切能力、抗倾覆与滑移能力；

采用所述大环配短板搭配时，预制大圆环直径大于预制短板长度，预制短板作为大圆环的连接构件；此时圆形土柱与三角形土柱面积比例相当，各自均有较高的自稳定性。

本实用新型挡土墙采用环、板、土组合结构，利用组合体自身重力承受填土边坡侧向压力，其受力本质属于重力式挡土墙，当挡土墙沿高度截面尺寸不变时为直立式挡土墙，当多层台阶状时为衡重式挡土墙。

挡土墙采用环、板组成的三角形基本单元作为约束结构，使组合体内部的压实土体处于三向约束状态，不变几何架构的拼装结构与稳定密实土体两种材料紧密结合为一体，达到协同整体受力的目的。

本实用新型挡土墙为组合结构，可通过调整环、板结构的层数，如双层挡土墙及多层挡土墙来改变挡土墙的厚度，在场地空间允许的情况下，从低矮挡土墙到高大重载挡土墙均能适应。

挡土墙高度为4m、5m、6m、7m、8m、9m、10m、11m、12m时，对比国标图集《挡土墙》04J008，本实用新型挡土墙预制材料体积用量与国标图集所列挡土墙材料用量的比值分别约为48%、44%、42%、40%、37%、35%、31%、28%、24%。可见本实用新型的经济性随挡土墙高度的增加越明显，本实用新型挡土墙更加适用于需要高大挡土墙的情况。

本实用新型的有益效果在于：

1.将装配式理念运用于重力式挡土墙，避免现场大量的混凝土浇筑或石材、砌体的砌筑量，降低人工费，绿色环保；

2.本实用新型主要材料为就地取材的土体填料，原料来源广泛，可以大大降低挡土墙的建造成本，经济效果显著，能有效突破常规重力式挡土墙经济高度6米的限制；

3.海外工程项目，特别是刚果金等非洲国家混凝土稀缺、价格高昂，本实用新型挡土墙构件在国内预制再运到海外工程现场拼装，可节约大量混凝土，经济效果更加显著；

4.装配式施工，板、环采用扣合连接，施工难度低，组合拼装更加简单快捷，无需考虑混凝土龄期要求，显著缩短施工周期；

5.预制板、环组合结构，墙面有柱状突出，立面造型更丰富；外墙板可根据客户要求，在工厂定制各种浮雕、喷涂各种图案，使挡土墙外观更加优美；

6.本实用新型可应用于铁路、公路、水利、港湾、矿山等工程中的高大边坡挡土墙。

附图说明

图1为基础底板上预留芯柱插筋及抗滑槽示意图；

图2为套环与连板扣合连接示意图；

图3为单层挡土墙平面构造示意图；

图4为双层及多层挡土墙平面构造示意图；

图5为L型转角及挡土墙厚度变化构造示意图；

图6为单层挡土墙整体示意图；

图7为双层及多层挡土墙整体示意图；

图8为竖向变截面挡土墙整体示意图；

图9为套环与套环的竖向连接示意图；

图10为连板与连板在竖向的连接示意图；

图11为大环与短板拼装单层挡土墙平面构造示意图；

图中：1、基础底板，2、芯柱插筋，3、套环，4、抗滑槽，5、连板,6、突楔，7、凹槽。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步的说明。

如附图1-10所示的预制装配重力式挡土墙结构，包括若干预制套环3、连板5、土体填料，所述预制套环3、连板5拼装形成若干结构单元，通过结构单元再拼接逐层叠合形成若干层中空挡墙结构，在中空挡墙结构内填充有土体填料。通过碾压密实，所述土体填料与拼装的挡墙结构形成稳定的整体，通过组合体的自身重力，获得抵抗侧向土压力的能力。

如附图2-5所示，结构单元的形状为三角形，所述预制套环3与所述连板5机械连接。在拼装预制套环及连板的最底层设置基础底板1，基础底板1预留抗滑槽4，抗滑槽4深度不小于200mm。如附图2所示，预制套环3及连板5上均设置卡槽，预制套环与连板拼装通过槽口扣合方式机械连接。如附图9、10所示，预制套环3顶部设置凹槽7，底部设置突楔6，所述连板5顶部设置凹槽7，底部设置突楔6,拼装多层中空挡墙时，预制套环3及连板5的上下层之间的套环与连板均通过上层突楔插入下层凹槽进行拼接。所述预制套环3中间还设置有由纵向钢筋浇筑形成的混凝土芯柱，基础底板1上预留芯柱插筋2，混凝土芯柱的纵向钢筋采用对焊连接。所述预制套环、连板采用高强度混凝土或其他强度高、耐腐蚀的材料预制，根据土体分层碾压的需求，挡土墙的预制套环、连板的高度为300mm~500mm；挡土墙的内部连板两侧土压力平衡，连板可采用直板，外侧临空连板承受较大的压实土侧向力。所述连板可采用直板也可采用弧形板，直板为弯曲受力，板厚随挡土墙高度的增加而增厚，弧形板主要承受面内张力，受力性能更好，可有效降低连板厚度。所述土体填料采用砂土、碎石土、素土、粉质粘土、灰土其中的任一种。

实施例1：预制套环与连板为小套环与长连板：

预制套环、连板采用高强度混凝土或其他强度高、耐腐蚀的材料预制，根据土体分层碾压的需求，预制套环、连板的高度为300mm~500mm；连板可采用直板也可采用弧形板，直板为弯曲受力，板厚随挡土墙高度的增加而增厚，弧形板主要承受面内张力，受力性能更好，可有效降低连板厚度。土体填料可以采用砂土或碎石土或素土或粉质粘土或灰土。

1、在基础底板1上预留芯柱插筋2，插筋位置根据套环3位置确定，基础底板应预留抗滑槽4，如图1所示，抗滑槽深度不小于200mm。

2、如图2所示，预制套环及连板上均设置卡槽，预制套环与连板拼装通过槽口扣合方式连接。套环3与连板5采用槽口扣合连接；按照安装图纸拼装第一层预制套环、连板结构，套环与连板拼装三角形单元，通过单元组合，可以拼出不同厚度的挡土墙，如图3所示的单层挡土墙，如图4所示的双层挡土墙及多层挡土墙；可以拼出图5所示的L型转角及挡土墙厚度变化等。组合灵活多变，可以实现各种设计意图。

3、第一层预制构件拼装完毕后，在三角形格栅中填筑土体填料，填料及压实度必须满足设计要求，根据墙体厚度不同，填筑施工可以采用机械碾压或小型夯机夯实。如需设置芯柱时，应预先采取措施封堵套环顶部，芯柱浇筑前，防止土体进入套环内。

4、在已施工完毕的结构层上，按上一层的施工顺序及方法施工下一层结构，逐层叠加，直至最终完成。根据挡土高度的不同，挡土墙沿竖向的厚度可以设计为图6所示的单层，也可以如图7所示的双层或多层，当需要沿竖向调整挡土墙厚度时，可以如图8所示，通过改变层数实现。

5、为了便于安装定位，同时增强构件间的连接和整体性，套环及连板在竖向采用如图9、图10所示的插口连接，套环顶部设置凹槽，底部设置突楔，连板顶部设置凹槽，底部设置突楔。上层套环及连板的突楔插入下层套环及连板的凹槽，使离散的板材上下连为一体。

6、预制套环中间还可设置芯柱，为由纵向钢筋浇筑形成的混凝土柱，纵向钢筋采用对焊连接，套管施工安装到3米左右可浇筑一次，直至浇筑到挡土墙顶面。挡土墙施工到顶部后，顶面整体现浇一层钢筋混凝土板封顶，芯柱纵向钢筋锚入封顶板内。

7、在需要设置泄水孔的位置，预制板件应根据泄水管直径预留圆孔，以便泄水管穿透挡土墙。

实施例1由于套环、连板构件的尺寸小，可有效节约储存、运输所需空间，构件的运输非常方便，适用于各种地形条件下的工程项目；如需设置芯柱，有少量的现场混凝土浇筑，套环、连板组合结构灌注芯柱时，挡土墙的各项性能均有明显提高，在不改变挡土墙厚度的情况下，挡土墙能抵抗更高的边坡土体；如果挡土高度不变时，芯柱的存在则可以减少挡土墙厚度，起到进一步降低造价的作用。

实施例2：预制套环与连板为大套环与短连板，预制材料除套环与连板的大小尺寸不同，其他均与实施例1相同：

1、在基础底板上预留抗滑槽，抗滑槽深度不小于200mm。

2、按照安装图纸拼装第一层环、板结构，其单层平面如图11所示，套环与连板的连接、套环与套环的竖向连接、连板与连板在竖向的连接、挡土墙在平面及竖向的厚度变化、转角做法、高度变化等几何构造均可参考实施例1的搭配做法。

3、第一层预制构件拼装完毕后，然后在格栅中填筑土体填料，填料及压实度必须满足设计要求；根据墙体厚度不同，填筑施工可以采用机械碾压或小型夯机夯实。

4、在已施工完毕的结构层上，按上一层的施工顺序及方法施工下一层结构，逐层叠加，直至最终完成。

5、挡土墙施工到顶部后，顶面整体现浇一层混凝土板或采用300厚黏土层封顶，防止地面水渗入挡土墙内。

实施例2由于套环的尺寸较大，储存、运输所需空间大，造成运输难度增大，成本较高，因此山区地区工程应用受到一定限制，但平原及城市的工程项目则不受影响；该搭配无需设置芯柱，可完全避免现场混凝土浇筑。

以上实例采用预制套环、连板组合结构约束密实土体，由一系列稳定的受约束土柱形成一种新型的重力式挡土墙，该挡土墙土体填料体积占比可达75%以上，相对于混凝土整体浇筑的挡土墙，大量使用就地取材的土料，能节省大量混凝土用量和模板工程量；

相对于各种块材砌筑挡土墙，可以节省大量块材用量与砌筑工作量，经济效益明显，能有效拓宽重力式挡土墙的应用范围；

同时该结构为装配式结构，具有装配式结构的各项优点，绿色环保，遵循了可持续发展的原则。

Claims (10)

1.一种预制装配重力式挡土墙结构，其特征在于，包括若干预制套环、连板及土体填料，所述预制套环与所述连板连接形成若干结构单元，所述结构单元再拼接逐层叠合形成若干层中空挡墙结构，所述中空挡墙结构内填充土体填料。

2.根据权利要求1所述的一种预制装配重力式挡土墙结构，其特征在于，所述结构单元的形状为三角形。

3.根据权利要求1或2所述的一种预制装配重力式挡土墙结构，其特征在于，所述预制套环与所述连板机械连接。

4.根据权利要求3所述的一种预制装配重力式挡土墙结构，其特征在于，所述预制套环及所述连板上均设置卡槽，所述预制套环与所述连板通过槽口扣合方式机械连接。

5.根据权利要求1或2所述的一种预制装配重力式挡土墙结构，其特征在于，所述预制套环顶部设置凹槽，底部设置突楔，所述连板顶部设置凹槽，底部设置突楔，相邻层的所述预制套环通过凹槽和突楔连接，相邻层的所述连板通过凹槽和突楔连接。

6.根据权利要求1或2所述的一种预制装配重力式挡土墙结构，其特征在于，所述连板为直板或弧形板,连板的厚度随挡土墙高度的增加而增加。

7.根据权利要求1或2所述的一种预制装配重力式挡土墙结构，其特征在于，所述预制套环及连板的最底层还设置基础底板，所述基础底板预留有抗滑槽，所述抗滑槽深度不小于200mm。

8.根据权利要求1或2所述的一种预制装配重力式挡土墙结构，其特征在于，所述预制套环中间还设置有带有纵向钢筋的混凝土芯柱。

9.根据权利要求1或2所述的一种预制装配重力式挡土墙结构，其特征在于，所述预制套环及所述连板的高度为300mm~500mm，所述预制套环、连板采用高强度混凝土预制。

10.根据权利要求1或2所述的一种预制装配重力式挡土墙结构，其特征在于，所述土体填料为砂土、碎石土、素土、粉质粘土、灰土中的任一材料。