一种土工格室加筋泡沫混凝土挡土墙填筑结构及其方法与流程

本发明属于道路工程设计及施工技术领域，具体涉及一种土工格室加筋泡沫混凝土轻质挡土墙填筑结构及其方法。

背景技术：

挡土墙是为防止土体坍滑而修筑的，主要承受侧向土压力的墙式建筑物。在道路工程中广泛用于支承路堤填土或路堑边坡，以及桥台、隧道洞口及河流堤岸等。按挡土墙使用场合分类，常见的有路堑挡墙、路堤挡墙、路肩挡墙、桥头挡墙等。按挡土墙的结构形式分类，常见的有重力式挡墙、悬臂式挡墙、薄壁式挡墙、加筋土挡墙等等。传统重力式挡墙一般使用浆砌块石或混凝土块砌筑，耗材多，自重大，对地基承载力要求较高。一般的加筋挡土墙则属于柔性结构物，挡墙本身强度较差，受填料及施工方式影响较大，后期容易发生变形和损坏。

泡沫混凝土作为一种新式材料，是通过物理、化学方式，将气体引入到混凝土浆体中，经养护，形成含有大量细小封闭气孔且具有相当强度的混凝土制品。与传统混凝土相比，强度较弱，但具有轻质性、填充自密实性好、耐久性好等特点，现已广泛运用到各类土建工程中。土工格室则是一种具有高强度、强大侧向限制力的网状土工材料。土工格室作为一种加筋材料，也已经广泛运用到地基处理、坡面防护、台背路基土加筋等工作中。

技术实现要素：

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种土工格室加筋泡沫混凝土轻质挡土墙填筑结构及其方法，该技术充分利用了工业废渣粉煤灰，解决了现有重力式挡土墙对地基承载力要求过高的问题，适用于各类路基、路堑挡土墙，尤其适用于地基承载力较小的地质条件。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种土工格室加筋泡沫混凝土挡土墙结构，由若干层土工格室构筑整体框架，所述土工格室内浇筑水泥-粉煤灰泡沫混凝土；每层土工格室的外侧内缩，形成外侧坡度；每层土工格室都与被支护土体以及相邻土工格室相互固定；沿土工格室横向方向设置有排水管道。

进一步的，所述挡土墙的平均厚度不小于挡土墙高度的1/2。

进一步的，所述挡土墙为层状结构，基础层纵向层厚为20-25cm，向上每层纵向厚度为10-15cm。

进一步的，所述土工格室逐层向上铺设，每层土工格室的外侧向内收缩5-10cm，形成i＝300％的外侧坡度。

进一步的，所述土工格室单孔长为10-15cm，单孔宽为10-15cm，单孔面积为70-80cm2，格室片厚度为1-2mm。

进一步的，所述土工格室沿横向内外两侧均设有栓孔，内侧用地桩钢钉将土工格室与被支护土体逐层固定，固定深度为10-15cm，外侧用于土工格室层之间的锚固，锚固深度为10-15cm。

进一步的，所述挡土墙从底层的上表面开始，每隔4层土工格室设置排水管，排水管长度比向上一层挡土墙横向宽度长1-5cm。

进一步的，所述挡土墙采用抗压强度为5-6mpa的水泥-粉煤灰泡沫混凝土填筑而成。

进一步的，所述水泥-粉煤灰泡沫混凝土由水泥、粉煤灰、水按照(8-9):5:7的质量比例，与发泡剂混合制备而成。

上述的土工格室加筋泡沫混凝土挡土墙结构的方法，由以下施工步骤组成：

(1)对原地基开挖、整平，保证地基满足最低承载力；

(2)计算挡土墙基础层横向宽度，张拉土工格室，一侧紧贴被支护土体，利用两侧栓孔，将土工格室桩钉在土基表面，并沿土工格室外侧布板制模；

(3)将水泥、粉煤灰、水按8:5:7的质量比例，与发泡剂混合制备水泥-粉煤灰泡沫混凝土，浇筑在模具中；

(4)在基础层上方每隔1.5-2m布置排水管，排水管长度比向上一层挡土墙横向宽度长1-5cm；

(5)在基础层泡沫混凝土还未干燥成型的情况下，布设第二层土工格室，外侧利用栓孔每隔40-50cm与下一层相锚固，锚固深度为10-15cm，内侧利用地桩钢钉，每隔40-50cm将土工格室与被支护土体固定，桩钉深度为10-15cm，并同样沿土工格室外侧布板制模；

(6)待基础层泡沫混凝土达到规定强度后，浇筑制备好的泡沫混凝土至上一层土工格室模具内；

(7)重复(5)、(6)两个步骤，逐层施工，直至达到规定挡土墙高度。

有益效果：本发明提供的土工格室加筋泡沫混凝土轻质挡土墙结构及其方法，与传统重力式挡土墙相比，质量要轻50％～90％，能够大大减小挡土墙对地基的压力，在地基承载力较小的特殊地质条件下尤为适用。与一般的轻质挡土墙相比，填充的水泥-粉煤灰泡沫混凝土具有一定的强度和耐久性，在土工格室逐层加筋的情况下，一方面使墙体具有更大的强度，另一方面增强了墙体被支护土体之间的整体性以及墙体的抗倾覆能力。即使在泡沫混凝土产生裂缝的情况下，受土工格室侧壁侧向限制力和摩擦力的作用，挡土墙仍然能够保证足够的强度。与一般用沙土、碎石填充的土工格室挡土墙相比，该挡土墙相邻的土工格室层之间受混凝土与钢筋的锚固作用，结构更加稳定。用水泥-粉煤灰泡沫混凝土作为土工格室填充材料，具有更大的强度以及耐久性，受雨水冲刷的影响小。同时，泡沫混凝土流动性好，具有填充自密实性，不需要进行填土压实，便于施工。

附图说明

图1为本发明挡土墙横断面结构示意图；

图2为每层土工格室布设示意图；

图3为土工格室锚固及地桩钢钉固定示意图。

具体实施方式

本发明公开了一种利用土工格室加筋的泡沫混凝土轻质挡土墙填筑技术，属于道路工程设计及施工技术领域。本发明的挡土墙，采用高强度土工格室构筑框架，再由泡沫混凝土填筑。结构上，逐级向上铺设土工格室并浇筑泡沫混凝土，每层土工格室外侧内缩形成一定坡度，与土体逐层固定。本发明的施工方法包括：开挖、清理及整平地基；张拉、固定最底层土工格室，并浇筑水泥-粉煤灰泡沫混凝土；布置排水管；向上逐层张拉、固定土工格室，并浇筑泡沫混凝土，直至达到所需高度。本发明与传统的重力式挡土墙相比，整体结构轻质，对地基承载力要求较低，通过逐级加筋固定，增强了挡土墙与土体之间的连接整体性和挡土墙的抗倾覆能力，同时保证了墙体的强度。泡沫混凝土充分利用了工业废渣粉煤灰，浇筑施工也更加方便。本发明适用于各类路基、路堑挡土墙，尤其适用于地基承载力较小的地质条件。

一种土工格室加筋泡沫混凝土挡土墙结构，由高强度土工格室构筑整体框架；水泥-粉煤灰泡沫混凝土浇筑在土工格室内；逐层向上铺设土工格室并浇筑泡沫混凝土，直至达到规定高度要求；每层土工格室外侧内缩一定距离，形成一定的坡度；在指定层间布置排水管道；每层土工格室都与土体以及上下两侧土工格室相互固定。

其中，挡土墙为层状结构，基础层纵向层厚为20-25cm(即最底层土工格室高度)，向上每层厚度为10-15cm(即每层土工格室高度)，根据实际情况确定挡土墙整体高度。挡土墙采用抗压强度约为5-6mpa的水泥-粉煤灰泡沫混凝土填筑而成。水泥-粉煤灰泡沫混凝土由水泥、粉煤灰、水按照(8-9):5:7的质量比例，与适量发泡剂混合制备而成。

挡土墙土工格室，逐层向上，每层土工格室外侧向内收缩5-10cm，形成i＝300％的外侧坡度，挡土墙的厚度需与挡土墙整体高度相匹配，保证平均厚度不小于挡土墙高度的1/2。

土工格室沿道路方向内外两均设有栓孔，内侧用地桩钢钉将土工格室与被支护土体逐层固定，固定深度约10-15cm，外侧用于土工格室层之间的锚固，保证结构整体性，锚固深度约10-15cm。

挡土墙从底层的上表面开始，每隔4层土工格室设置排水管，排水管长度略长于向上一层挡土墙横向宽度。

本发明的施工方法包括：开挖、清理及整平地基；张拉、固定最底层土工格室，并浇筑水泥-粉煤灰泡沫混凝土；布置排水管；向上逐层张拉、固定土工格室，并浇筑泡沫混凝土，直至达到所需高度。

下面结合附图，对本发明的填筑技术的具体实施方式进行进一步说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性技术的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

实施例

如图1所示为土工格室加筋泡沫混凝土挡土墙横断面结构示意图，包括被支护土体1，土基2，土工格室3，水泥-粉煤灰泡沫混凝土填充4，排水管5，锚固钢筋6，地桩钢钉7。具体施工方式有如下步骤：

(1)对原土基2进行开挖、填充、整平处理，用振动式压路机对土基进行压实，使土基满足最低承载力的要求。

(2)根据实际情况，计算挡土墙基础层(最底层)的横向宽度，并制备相应规格的土工格室材料，如图2所示，本实施例选取土工格室单孔长(l)约为15cm，单孔宽(b)约为10cm，单孔面积约为75cm²，格室片厚度约为1mm。现场铺设张拉土工格室3，保证土工格室张拉完全，一侧紧贴被支护土体1。利用土工格室两侧的栓孔，每隔40cm用地桩钢钉7将土工格室进行固定在土基2上，桩钉深度为100cm。固定结束后，沿土工格室外侧布设木板制模。

(3)将水泥、粉煤、水灰按照(8-9)：5：7的质量比例进行混合，加入发泡剂，制备抗压强度约为5mpa的水泥-粉煤灰泡沫混凝土4。通过泵送的方式将制备好的泡沫混凝土浇筑在挡土墙基础层的模具中。因为泡沫混凝土具有较好的填充自密实性，无需进行振捣和碾压，只需整平表面。

(4)在基础层的上方每隔1.5m布置一根直径约1.5cm的排水管5，排水管一头紧贴被支护土体1，长度略长于即将向上布设的一层的挡土墙横向宽度。

(5)在基础层泡沫混凝土还未干燥成型的情况下，布设第二层土工格室，外侧利用栓孔，每隔40cm将锚固钢筋6插入到基础层(下一层)的泡沫混凝土中进行锚固，锚固深度约为15cm。土工格室内侧与被支护土体1相接触，利用地桩钢钉，每隔40cm将土工格室固定在被支护土体上，桩钉深度约15cm，如图3所示。同样沿土工格室外侧布设木板制模，注意需要将排水管的位置空出来，且要包括因布置排水管所造成的层间空隙。

(6)待基础层泡沫混凝土达到一定强度后，浇筑制备的泡沫混凝土至上一层土工格室模具内，注意不能将排水管两头堵塞住。

(7)重复(5)、(6)两个步骤，逐层施工，直至达到规定挡土墙高度。

本施工进行前应检验相关材料是否合格，包括土工格室材料强度(包括接头连接处)是否达标，土工格室是否有破损，地桩钢钉、锚固钢筋质量是否合格，排水管质量是否达标等。如果有材料不合格的情况，必须立即相关厂家进行更换，必要时需更换材料供应商。

该实施方案的挡土墙，外侧呈i＝300％的坡度，减轻了挡土墙重量，保证了结构稳定性。较传统重力式挡土墙，该挡土墙总质量要轻50％～90％，对地基承载力要求较低。泡沫混凝土填料在土工格室加筋的条件下，进一步保证了挡土墙的整体强度和耐久性。与一般用沙土、碎石填充的土工格室加筋挡土墙相比，该挡土墙受多层锚固、桩钉作用，结构更稳定，增强了抗倾覆能力。泡沫混凝土流动性好，具有自密实性，无需压实，便于施工。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。