CN118273379B - 一种复合结构挡土墙 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种复合结构挡土墙，主要包括基底、衡重区、悬臂板、锚杆。衡重区横截面由底板、面板、背板、顶板组成的钢筋混凝土空心构造，衡重区两端端板封闭形成空心体，空心体内被隔板分割成若干个独立的空腔，空腔内填筑土方形成实心体增加衡重区的重量。衡重区在重力作用下，向边坡坡面仰斜，抵挡现状土体的下滑力，衡重区的顶板向边坡坡面土体内延伸构成卸荷板，使顶板上填土改变受力方向，悬臂板只承受填土区的土压力，减小了悬臂板断面尺寸；锚杆锚固在原状土体内，挡土墙在锚杆的牵拉下，增加抗滑移和抗倾覆能力。集衡重、悬臂、锚杆为一体，多个受力模式叠加，构成复合结构挡土墙。

Description

一种复合结构挡土墙

技术领域

本发明涉及一种复合结构挡土墙，属于土方工程领域，特别涉及一种高填方边坡防护的复合结构挡土墙构造。

背景技术

公路和城市道路有些高填方路段，以及场地填方工程，采用放坡素土碾压是很常见的路堤做法。一般填方路段放坡坡度为1:1.5，即填方高度1m，需向路边外延伸1.5m的放坡，需占用很多土地，采用挡土墙可以大大减少占地，是填方路段减少占地常用的方法。但对于高度超过5m的挡土墙，规范也有规定，《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2013规定，重力式挡土墙土质边坡不宜超过10m，钢筋混凝土悬臂式挡土墙不宜超过6m，钢筋混凝土扶壁式挡土墙不宜超过10m。在某些填方路段，路堤边坡型式受到条件限制，很难选择一种常规的方法，如：坡高10~12m的填方，扩宽的部分靠近现状边坡，按照常规放坡回填，放坡宽度15~18m，需要占用较多的土地，如果采用挡土墙可以少占用土地，但现有技术的挡土墙都很难采用一种结构完成，如采用悬臂挡土墙，需要做成两层错台，仍向外占用一定宽度的用地；如果采用扶壁式挡土墙，虽然可以在公路用地边缘一直到顶，不用额外占用土地，但高填方的扶壁式挡土墙需要较宽的墙踵，依靠墙踵上填土压住扶壁挡土墙，抵抗倾覆和滑移。扶壁挡土墙施工时需要放坡挖出墙踵的位置，原本密实的坡面被挖掉。在现状边坡设置挡土墙做防护，采用衡重式挡土墙，墙体仰斜倚靠在现状土坡上，衡重台可以减少上部土的下滑力，但超过10m的衡重式挡土墙，采用片石砌筑的圬工砌体结构，需要较大的体积，且圬工砌体质量难以控制，稳定性较差，不适用于高边坡防护。

发明内容

本发明的目的是：提供一种复合结构挡土墙，主要包括基底、衡重区、悬臂板、锚杆。衡重区横截面由底板、面板、背板、顶板组成的钢筋混凝土空心构造，衡重区两端端板封闭形成空心体。空心体内被隔板分割成若干个独立的空腔，每个独立的空腔内填筑土方形成实心体，增加衡重区的重量。衡重区在重力作用下，向边坡坡面仰斜，抵挡现状土体的下滑力，衡重区的顶板向边坡坡面土体内延伸构成卸荷板，使顶板上填土改变受力方向，悬臂板只承受填土区土的侧压力，减小了悬臂板断面尺寸；锚杆锚固在原状土体内，挡土墙在锚杆的牵拉下，增加抗滑移和抗倾覆能力。有益效果是：克服了高填挡土墙受力复杂，采用现有技术悬臂挡土墙，需要挖除现有边坡土方再回填的弊病；采用钢筋混凝土薄壁箱形结构内部填土代替圬工砌体衡重式结构，即节约造价，又解决了圬工砌体自重大结构不稳定的问题。集衡重、悬臂、锚杆为一体，多个受力模式叠加，构成复合结构，增强了挡土墙的整体结构稳定即抗滑抗倾覆能力。

本发明是通过以下技术实现的：复合结构挡土墙，主要包括基底1、衡重区2、悬臂板3、锚杆4，所述的衡重区2横截面由底板5、面板6、背板7、顶板8组成空心构造，一挡挡土墙的两端采用端板9封闭，底板5、面板6、背板7、顶板8、端板9将衡重区2封闭形成空心体，空心体内面板6与背板7之间、底板5与顶板8之间被隔板10分割成若干个独立的空腔，每个独立的空腔内填筑土方形成实心体，增加衡重区2的重量；所述的隔板10上设置有连通孔11，将空腔之间连通以利于填土孔隙内水分的流通，使衡重区2填土含水重量平衡。

所述的衡重区2位于基底1之上，背板7仰斜式倚靠在边坡坡面12上，衡重区2在重力作用下，向边坡坡面12仰斜，抵挡现状土体的下滑力；悬臂板3固结在顶板8的上部，顶板8作为悬臂板3的墙踵，顶板8向边坡坡面12的土体内延伸，构成衡重区2的卸荷板，使顶板8上填土区13的填土改变受力方向，减小对挡土墙产生下滑力；顶板8的后端采用锚杆4牵拉锚固，锚杆4锚固在原状土体内，挡土墙在锚杆4的牵拉下，增加抗滑移和抗倾覆能力；顶板8之上悬臂板3与边坡坡面12之间为填土区13，悬臂板3只承受填土区13土的侧压力，减小了悬臂板3断面尺寸；挡土墙集衡重、悬臂、锚杆为一体，多个受力模式叠加，构成复合结构挡土墙。

所述的悬臂板3内侧设有渗水盲管14，渗水盲管14收集填土区13填土的水分，通过立管15汇集，从泄水管16排入衡重区2；所述的衡重区2内面板6的内侧设有渗水盲管14，渗水盲管14收集衡重区2填土的水分，通过立管15汇集，从排水管17穿过面板6排到外侧的排水沟18；所述的填土区13的填土位于渗水盲管14的上方设置有透水层19，填土区13后侧边坡坡面12的土壤的水分通过透水层19渗入渗水盲管14，所述的衡重区2的填土位于渗水盲管14的上方设置有透水层19，衡重区2后侧边坡坡面12的土壤的水分通过渗水口20排入衡重区2，再通过透水层19渗入渗水盲管14。

所述的基底1为片石碾压嵌固在地基上，起到稳固地基和承载上部荷载和挡土墙抗滑的作用。

所述的衡重区2在面板6的顶部设有注浆孔21，用于向衡重区2的空腔内填筑泥浆，弥补衡重区2内填土沉降后的顶部脱空。

所述的渗水盲管14为软式透水管。所述的透水层19为级配碎石。

所述的锚杆4入土体与水平夹角α为5~15°，锚杆4与土体之间填充注浆体22，增加锚杆4与土体的摩擦力。

所述的挡土墙纵向长度W=5~20m一档，两档衔接处设置变形缝23，变形缝23为上下垂直贯通，同一档的底板5沿挡土墙纵向呈水平状设置，两档之间在变形缝23处错台调整挡土墙的基底1标高。

附图说明

图1为本发明挡土墙横断面图；

图2为挡土墙纵向立面图

图3挡土墙纵剖面图（图1的A-A剖面）；

图4为衡重区平面图（图1的B-B剖面）；

图5为填土区平面图（图1的C-C剖面）。

图中：1-基底，2-衡重区，3-悬臂板，4-锚杆，5-底板，6-面板，7-背板，8-顶板，9-端板，10-隔板，11-连通孔，12-边坡坡面，13-填土区，14-渗水盲管，15-立管，16-泄水管，17-排水管，18-排水沟，19-透水层，20-渗水口，21-注浆孔，22-锚固体，23-变形缝，24-防护装置。

具体实施方式

为了本领域技术人员更好地理解本发明，结合图1～图5对本发明作进一步的说明，在本说明描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的构造必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。

本发明是一种集衡重、悬臂、锚杆为一体，多个受力模式叠加，构成的复合结构挡土墙，可用于公路、城市道路、建筑场地等边坡防护。复合结构挡土墙横断面图见图1，纵向立面图见图2，主要包括基底1、衡重区2、悬臂板3、锚杆4，衡重区2横截面由底板5、面板6、背板7、顶板8组成空心构造。考虑到挡土墙的伸缩和沉降变形，挡土墙长度方向每隔一定间距一档分档修建，一挡挡土墙的两端采用端板9封闭，底板5、面板6、背板7、顶板8、端板9将衡重区2封闭形成空心体，空心体内面板6与背板7之间、底板5与顶板8之间被隔板10分割成若干个独立的空腔，每个独立的空腔内填筑土方形成实心体，增加衡重区2的重量，隔板10还起到面板6与背板7之间的支撑作用，增强结构强度，可减小面板6和背板7的厚度。隔板10上设置有连通孔11，将空腔之间连通以利于填土孔隙内水分的流通，使衡重区2填土含水重量平衡，见图1、图3、图4。衡重区2位于基底1之上，基底1为片石碾压嵌固在地基上，起到稳固地基和承载上部荷载和挡土墙抗滑的作用，见图1。

衡重区2的背板7仰斜式倚靠在边坡坡面12上，衡重区2在重力作用下，向边坡坡面12仰斜，抵挡现状土体的下滑力。悬臂板3固结在顶板8的上部，顶板8作为悬臂板3的墙踵，顶板8向边坡坡面12的土体内延伸，构成衡重区2的卸荷板，使顶板8上填土区13的填土改变受力方向，减小对挡土墙产生下滑力。顶板8之上悬臂板3与边坡坡面12之间为填土区13，悬臂板3只承受填土区13土的侧压力，减小了悬臂板3断面尺寸。顶板8的后端采用锚杆4牵拉锚固，锚杆4锚固在原状土体内，锚杆4入土体与水平夹角α为5~15°，锚杆4与土体之间填充注浆体22，增加锚杆4与土体的摩擦力。挡土墙在锚杆4的牵拉下，增加抗滑移和抗倾覆能力。

本发明的挡土墙外立面没有泄水孔，不会出现泄水孔渗出水渍甚至滋生绿苔的现象。悬臂板3内侧设有渗水盲管14，渗水盲管14收集填土区13填土的水分，通过立管15汇集，从泄水管16排入衡重区2，见图1、图3。衡重区2内面板6的内侧设有渗水盲管14，渗水盲管14收集衡重区2填土的水分，通过立管15汇集，从排水管17穿过面板6排到外侧的排水沟18，见图1、图3。填土区13的填土位于渗水盲管14的上方设置有透水层19，填土区13后侧边坡坡面12的土壤的水分通过透水层19渗入渗水盲管14；所述的衡重区2的填土位于渗水盲管14的上方设置有透水层19，衡重区2后侧边坡坡面12的土壤的水分通过渗水口20排入衡重区2，再通过透水层19渗入渗水盲管14。透水层19为级配碎石，厚度200~300mm，铺设在渗水盲管14的上方，透水层19的底面与渗水盲管14的管顶平齐，填土沉降后透水层19随之沉降与渗水盲管14对应，避免透水层19沉降后低于渗水盲管14。见图1。

填土区13是填筑在顶板8上的，不受衡重区2的空腔的填土压实度的影响，因此，分隔的衡重区2空腔填土采用小型夯实机械夯实，压实度不要求太高，填土中含有空隙，填土区13的渗水通过渗水盲管14、立管15、泄水管16排到空腔内填充填土的空隙内，衡重区2后侧边坡坡面12的土壤的水分通过渗水口20排入衡重区2的空腔，水分填充填土的空隙内，水填充了填土的空隙，使得衡重区2的填土湿容重增大，增加衡重区2的重量，有利于挡土墙的抗倾覆。衡重区2空腔内填土在经过水的浸泡后，加速了土壤的固结，填土会发生沉降。为了解决这个问题，衡重区2在面板6的顶部设有注浆孔21，每个空腔的注浆孔21至少为2个，用于向衡重区2的空腔内填筑泥浆，弥补衡重区2内填土沉降后的顶部脱空。从一个注浆孔21采用注浆泵向空腔内注浆，另一个注浆孔21冒出浆体为止，注浆采用素土泥浆。注浆一般2~3年一次，一般2~3次空腔的内的填土完成沉降固结可不再注浆。

实施本发明，修整边坡坡面12，与背板7接触的坡面坡度1:m=1:0.25~0.4。在边坡坡面12的底部开挖基槽，填筑基底1的片石，采用压路机碾压稳固。底板5与基底1的接触面设置成1:n=1:0.1~0.2的反坡，增强挡土墙的抗滑能力。悬臂板3、底板5、面板6、背板7、顶板8、端板9、隔板10采用钢筋混凝土浇筑。在碾压好的基底1上绑扎衡重区2除顶板8以外的钢筋，但预留出于顶板8锚固的钢筋，支模浇筑混凝土，形成没有顶板8的空腔。如果衡重区2较高，混凝土可以分层浇筑，浇筑上一层混凝土时应将施工缝采用水泥净浆座浆，以利于混凝土粘结。安装衡重区2内的渗水盲管14、立管15、排水管17，待混凝土强度达到设计强度70%以上时向衡重区2的空腔内填土，采用小型夯实机械夯实，压实度不必刻意要求，填土到每一层的渗水盲管14上方时，填筑一层透水层19，采用小型夯实机械夯实，在透水层19上继续填土，对应的渗水盲管14上方填筑透水层19，直至顶板8的底部。

在对应顶板8的位置向边坡坡面12方向挖土，使顶板8超出背板7伸入原状土体。在对应顶板8的位置按照设计的水平间距，采用水平钻机钻出设置锚杆4的孔，孔径100~150mm，锚杆4入土体与水平夹角α为5~15°，水平间距1~2m，锚杆4的长度结合设置间距和地质条件计算确定。将锚杆4插入孔内，锚杆4上间隔设置有支撑架，使锚杆4在孔内居中，锚杆4与土体之间填充锚固体22，增加锚杆4与土体的摩擦力，锚固体22采用配合比为水泥：砂：水为1:3:0.5~0.6的水泥砂浆。锚杆4外露部分与顶板8的钢筋焊接。

悬臂板3在顶板8的衔接处可以向后错台，在挡土墙外立面给人的视觉感官较为安全，也可以不退台，可以获得更多的用地范围，是否退台根据需要和计算确定。悬臂板3可以和顶板8一同浇筑，绑扎顶板8和悬臂板3的钢筋，支模浇筑混凝土，安装填土区13的渗水盲管14、立管15、泄水管16，待混凝土强度达到设计强度70%以上时填筑填土区13的填土，填土宜采用砂性土，每层填土厚度300mm左右为宜，采用压路机分层碾压，压实度应达到93%以上，如果地面上修建道路，或对沉降有要求，填土区13的压实度应到达96%以上。填土区13填土时应对应设置透水层19。悬臂板3的上部设置防护装置24，可以是防撞墩或者围墙、护栏。见图1。

挡土墙纵向长度W=5~20m一档，两档衔接处设置变形缝23，变形缝23为上下垂直贯通，同一档的底板5沿挡土墙纵向呈水平状设置，两档之间在变形缝23处错台调整挡土墙的基底1标高，顶板8可与挡土墙顶面平行，衡重区2变高度，见图2，也可以与基底1平行，悬臂板3变高度。

本申请的说明书和附图仅是具体一个实施方式，而不是限制性的，本领域的技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨保护的范围情况下，还可以做出很多形式，均在本申请保护范围之内。

Claims (6)

1.一种复合结构挡土墙，主要包括基底（1）、衡重区（2）、悬臂板（3）、锚杆（4），所述的衡重区（2）横截面由底板（5）、面板（6）、背板（7）、顶板（8）组成空心构造，底板（5）、面板（6）、背板（7）、顶板（8）、端板（9）将衡重区（2）封闭形成空心体，空心体内面板（6）与背板（7）之间、底板（5）与顶板（8）之间被隔板（10）分割成若干个独立的空腔，每个独立的空腔内填筑土方形成实心体，增加衡重区（2）的重量，其特征是：所述的衡重区（2）位于基底（1）之上，背板（7）仰斜式倚靠在边坡坡面（12）上，衡重区（2）在重力作用下，向边坡坡面（12）仰斜，抵挡现状土体的下滑力；悬臂板（3）固结在顶板（8）的上部，顶板（8）作为悬臂板（3）的墙踵，顶板（8）向边坡坡面（12）的土体内延伸，构成衡重区（2）的卸荷板，使顶板（8）上填土区（13）的填土改变受力方向，减小对挡土墙产生下滑力；顶板（8）的后端采用锚杆（4）牵拉锚固，锚杆（4）锚固在原状土体内，挡土墙在锚杆（4）的牵拉下，增加抗滑移和抗倾覆能力；顶板（8）之上悬臂板（3）与边坡坡面（12）之间为填土区（13），悬臂板（3）只承受填土区（13）的侧土压力，减小了悬臂板（3）断面尺寸；挡土墙集衡重、悬臂、锚杆为一体，多个受力模式叠加，构成复合结构挡土墙；

所述的悬臂板（3）内侧设有渗水盲管（14），渗水盲管（14）收集填土区（13）填土的水分，通过立管（15）汇集，从泄水管（16）排入衡重区（2）；所述的衡重区（2）内面板（6）的内侧设有渗水盲管（14），渗水盲管（14）收集衡重区（2）填土的水分，通过立管（15）汇集，从排水管（17）穿过面板（6）排到外侧的排水沟（18）；所述的填土区（13）的填土位于渗水盲管（14）的上方设置有透水层（19），填土区（13）后侧边坡坡面（12）的土壤的水分通过透水层（19）渗入渗水盲管（14）；所述的衡重区（2）的填土位于渗水盲管（14）的上方设置有透水层（19），衡重区（2）后侧边坡坡面（12）的土壤的水分通过渗水口（20）排入衡重区（2），再通过透水层（19）渗入渗水盲管（14）；一挡挡土墙的两端采用端板（9）封闭，所述的隔板（10）上设置有连通孔（11），将空腔之间连通以利于填土孔隙内水分的流通，使衡重区（2）填土含水重量平衡；

所述的衡重区（2）填土中含有空隙，填土区（13）的渗水通过渗水盲管（14）、立管（15）、泄水管（16）排到空腔内填充填土的空隙内，衡重区（2）后侧边坡坡面（12）的土壤的水分通过渗水口（20）排入衡重区（2）的空腔，水分填充填土的空隙内，水填充了填土的空隙，使得衡重区（2）的填土湿容重增大，增加衡重区（2）的重量，有利于挡土墙的抗倾覆；衡重区（2）空腔内填土在经过水的浸泡后，加速了土壤的固结，填土会发生沉降；所述的衡重区（2）在面板（6）的顶部设有注浆孔（21），用于向衡重区（2）的空腔内填筑泥浆，弥补衡重区（2）内填土沉降后的顶部脱空。

2.根据权利要求1所述的复合结构挡土墙，其特征是：所述的基底（1）为片石碾压嵌固在地基上，起到稳固地基和承载上部荷载和挡土墙抗滑的作用。

3.根据权利要求1所述的复合结构挡土墙，其特征是：所述的渗水盲管（14）为软式透水管。

4.根据权利要求1所述的复合结构挡土墙，其特征是：所述的透水层（19）为级配碎石。

5.根据权利要求1所述的复合结构挡土墙，其特征是：所述的锚杆（4）入土体与水平夹角α为5~15°，锚杆（4）与土体之间填充锚固体（22），增加锚杆（4）与土体的摩擦力。

6.根据权利要求1所述的复合结构挡土墙，其特征是：所述的挡土墙纵向长度W=5~20m一档，两档衔接处设置变形缝（23），变形缝（23）为上下垂直贯通，同一档的底板（5）沿挡土墙纵向呈水平状设置，两档之间在变形缝（23）处错台调整挡土墙的基底（1）标高。