专利名称：一种互嵌式生态砌块挡土墙及其施工方法
技术领域：
本发明涉及的是ー种互嵌式生态砌块挡土墙及其施工方法，属于建筑领域。
背景技术：
挡土墙是指支承路基填土、自然边坡、航道港湾驳岸、景观墙及山坡土体等的支挡构筑物，防止填土或土体变形失稳的构造物，其中重力式挡土墙是我国目前最常用的挡土墙结构。传统的重力式挡土墙(如浆砌石挡墙、混凝土挡墙等)依靠结构自重和挡土墙底面与基础之间的摩擦力抗倾覆和抵抗土压力作用来保持结构的稳定。由于重力式挡土墙靠自重維持平衡稳定，因此，体积、重量都大，在软弱地基上修建往往受到承载カ的限制。同吋，重力式挡土墙施工开挖方量大，所用材料多，施工费用高，费エ费时，且没有生态和景观的功能，软弱地基施工及航道、景观挡土墙等工程中存在较大的限制。
互嵌式砌块挡土墙是近十几年才发展起来的ー种新型挡土结构，由于砌块的表观密度为16. 8 17. 3kN/m3，与填土密度基本相同，对地基承载カ要求较低；与重力式挡土墙相比，砌块挡土墙墙身体积小，可减小开山挖石的方量；砌块外形美观简洁，具有生态和景观功能。传统砌块挡土墙一般采用浆砌方法，施工较为复杂；已有互嵌式砌体形式嵌体位置多位于边缘，通过前后两个砌块组合形成完整的嵌体与凹槽，并且砌块之间需要通过钢筋、铆钉前后串联搭接，形成一定坡度的边坡，施工较为复杂，应用上存在一定的限制。
发明内容
本发明提供了一种互嵌式生态砌块挡土墙及其施工方法。通过改变互嵌式生态砌块顶面凹槽部分的相对位置，可以改变制得的挡土墙外立面的倾角大小，使外立面倾角从垂直到与垂直线夹角15°范围内任意变化，扩大了互嵌式挡土墙的应用范围，从而使该型挡墙的实用性得到大大提高，可以应用于生态景观挡土墙。采用的技术方案是一种互嵌式生态砌块挡土墙，其特征在于由两层以上互嵌式生态砌块横向并排且向上层迭而成，所述的互嵌式生态砌块有相互平行的砌块前面和砌块后面，砌块的中部有开孔，在砌块顶部开有凹槽；凹槽前面与凹槽后面分别与所述砌块前面和砌块后面平行；在砌块底部位置设有凸块，凹槽与凸块的尺寸配合。由于上ー层砌块的凸块嵌入下ー层砌块的凹槽中，达到互嵌效果，可以不使用销钉或钢筋线材，由于形成了类似于齿轮的咬合作用，可以保证上下层砌块不会产生刚性滑动，増加了墙体的稳定性和变形协调能力，避免了浆砌结构由于不均匀变形而产生的裂缝问题。砌块中部开孔，可以降低砌块的表观密度，使用常规材料时，表观密度在16. 8 17. 3kN/m3，与填土密度基本相同，对地基承载カ要求低，结构耐久性好。进ー步地，上述互嵌式生态砌块挡土墙的砌块的凸块前面与砌块前面的距离、凸块后面与砌块后面的距离、凸块的宽度相等。可以使挡土墙的稳定性更好，且施工方便。进ー步地，上述互嵌式生态砌块的凹槽中心与凸块中心的连线与垂直方向的夹角为O。 15°，从而使其更有效的适应现场施工对挡土墙外立面倾角变化的要求，从而可以施工成不同墙面倾角的挡土墙。进ー步地，上述互嵌式生态砌块的凹槽转角和/或凸块转角为弧形，可以降低砌块内和砌块中加筋体的应カ集中问题，提高了砌块挡土结构的强度；当需要在砌块中安装加筋土工格栅时，可以充分发挥加筋土工格栅的抗拉性能。进ー步地，上述砌块上的开孔为弧边方孔，开孔的左面和右面为弧形。进ー步地，砌块左面和砌块右面为弧形面。挡墙砌筑完成后，砌块开孔和砌块间隙内可生长草类植被、蔓藤类植物，若挡墙用于河道堤防吋，小型水生动物可在孔隙中找到栖息之所，具有良好的生态效果。弧形面能够有效保证挡土墙转向时砌块间的前后搭接与平稳过渡。进ー步地，上述的互嵌式生态砌块挡土墙至少包括一层加筋土工格栅，所述的加筋土工格栅一端夹在两层砌块分隔面并伸出挡土墙的墙正面，另一端伸出挡土墙的墙背 面。本发明还提供了ー种上述的互嵌式生态砌块挡土墙的施工方法，包括以下步骤(I)将砌块置于施工基础上,作为第一层。(2)在上述第一层的砌块上放置砌块，作为第二层，第二层的砌块底部的凸块完全嵌入到第一层砌块的凹槽中。(3)重复步骤2，将挡土墙施工至设计高度。进ー步地，上述的步骤2中还包括在相邻两层砌块中，铺设加筋土工格栅，加筋土工格栅一端夹在两层砌块分隔面并伸出挡土墙的墙正面，另一端伸出挡土墙的墙背面，在填入填土后，会留于填土中。所达到的技术效果是将加筋土工格栅压入到凹凸咬合的层面间以增大咬合力。综上所述，本发明提供的互嵌式生态砌块挡土墙及其施工方法具有如下技术效果I.互嵌式生态砌块挡土墙使用的砌块中部开孔，可以降低砌块的表观密度，降低对地基土体承载カ要求。2.将砌块用于筑成挡土墙时，上一层砌块的凸块嵌入下一层砌块的凹槽中，以达到互嵌效果，可以不使用销钉或钢筋线材。3.砌块开孔和砌块间隙内可生长草类植被、蔓藤类植物，若挡墙用于河道堤防吋，小型水生动物可在孔隙中找到栖息之所，具有良好的生态效果。4.砌块的凹槽转角和/或凸块转角为弧形，可以降低砌块内和砌块中加筋体的应力集中问题，提高了砌块挡土结构的強度；当需要在砌块中安装加筋土工格栅，可以充分发挥加筋材料的抗拉性能。5.砌块的凹槽中心与凸块中心的连线与垂直方向的夹角在0° 15°内变化吋，可以使其更有效的适应现场施工对挡土墙外立面倾角变化的要求。6.立体互嵌式生态砌块挡土墙施工简便、快捷、灵活。立体互嵌式生态砌块挡土墙稳定性好。通过在墙后土体中铺设加筋土工格栅，土压力主要由加筋土工格栅承担，从而减小土压カ对挡土墙的作用。采用干砌施工，节约浆材。7.立体互嵌式生态砌块挡土墙比传统浆砌或干砌块石挡土墙墙身体积小，可减小开山挖石的方量，降低工程成本。立体互嵌式生态砌块挡土墙广泛应用于公路、鉄路、堤防等挡土护坡工程中，兼具生态与景观功能。
图I是本发明实施例I所用砌块俯视图。图2是本发明实施例I所用砌块侧视图。图3是本发明实施例I所用砌块装配示意图。图4是本发明实施例I砌块挡土墙的示意图。图5是本发明实施例2所用砌块俯视图。
图6是本发明实施例2所用砌块侧视图。图7是本发明实施例2砌块挡土墙的示意图。图8是本发明实施例3所用砌块俯视图。图9是本发明实施例3所用砌块侧视图。图10是本发明实施例3砌块挡土墙的示意图。图11是本发明实施例4砌块俯视图。图12是本发明实施例4砌块侧视图。图13是本发明实施例4砌块挡土墙的示意图。图14是本发明的挡土墙所用的砌块预制示意图。I是砌块；2是开孔；3是凹槽；4是凸块；5是凸块前面；6是凸块后面；7是凹槽前面；8是凹槽后面；9是砌块前面；10是砌块后面；11是凹槽转角；12是凸块转角；13是砌块左面；14是砌块右面；15是挡土墙；16是填土 ；17是加筋土工格栅。
具体实施例方式以下实施例中a代表凸块4的宽度，b代表凹槽前面7至砌块前面9的距离，c代表凹槽后面8至砌块后面10的距离，h代表砌块的高度。结合附图对互嵌式生态砌块挡土墙及其施工方法作进ー步说明。实施例I : 一种砌块挡土墙及其施工方法如图I和图2所示，本实施例提供的一种砌块挡土墙所用的砌块I，包括相互平行的砌块前面9和砌块后面10，砌块I的中部有开孔2，在砌块I顶部开有的凹槽3 ;凹槽前面7与凹槽后面8分别与上述砌块前面9和砌块后面10平行；在砌块I底部位置设有凸块4，凹槽3与凸块4的尺寸配合；凸块4位于砌块I底部中央，凸块4的宽度、凸块前面5至砌块前面9距离、凸块后面6至砌块后面10距离都相等；凹槽转角11和凸块转角12为弧形；上述的开孔2为弧边方孔，开孔2的左面和右面为弧面；砲块左面13和砲块右面14为弧形面。本实施例中，a=100mm, b=140. 3mm, c=59. 7mm, h=150mm, b/c = 2. 35,上述凹槽 3 中心与凸块4中心的连线与垂直方向的夹角为15°。上述的互嵌式生态砌块施工挡土墙的方法，以^ 层砌块为例。附图3和图4所示，为了达到变倾角的目的，由于b/cデ1，从而可以施工成不同墙面倾角的挡土墙。首先将第一层四块A、B、C、D砌块放置于基础上，然后将第二层A'、B'、C'砌块I放置于第一层A、B、C、D砌块之上。放置时，将第二层的A'砌块I右侧底部凸块4完全嵌入第一层B砌块左侧顶面的凹槽3中；再将第二层的B'砌块I右侧底部凸块4完全嵌入第一层C砌块左侧顶面的凹槽3中；最后将第二层的C'砌块I右侧底部凸块4完全嵌入第一层D砌块左侧顶面的凹槽3中，最后进行填土施工，至此完成第一层填土施工。第一层填土施工结束后，在第二层A'、B'、C'砌块……之上放置第三层、第四层砌块；在第三层、第四层砌块之间铺设土工格栅17，加筋土工格栅17应从两层砌块分隔面伸入到砌筑墙面位置，将加筋土工格栅17压入到凹凸咬合的层面间以增大咬合力。依此类推，直至填土施工至设计高度。制得的挡土墙如图4所示，外墙面倾角为15°。实施例2 : —种砌块挡土墙及其施工方法如图5和图6所示，本实施例提供的一种砌块挡土墙所用的砌块I，包括相互平行的砌块前面9和砌块后面10，砌块I的中部有开孔2，在砌块I顶部开有的凹槽3 ;凹槽前面7与凹槽后面8分别与上述砌块前面9和砌块后面10平行；在砌块I底部位置设有凸块4，凹槽3与凸块4的尺寸配合；凸块4位于砌块I底部中央，凸块4的宽度、凸块前面5至 砌块前面9距离、凸块后面6至砌块后面10距离都相等；凹槽转角11和凸块转角12为弧形；上述的开孔2为弧边方孔，开孔2的左面和右面为弧面；砲块左面13和砲块右面14为弧形面。本实施例中，a=100mm, b=130mm, c=70mm, h=150mm, b/c = I. 86,上述凹槽3中心与凸块4中心的连线与垂直方向的夹角为11. 3°。采用上述的互嵌式生态砌块施工挡土墙的方法，以十一层砌块为例。附图7所示，为了达到变倾角的目的，由于b/cデ1，从而可以施工成不同墙面倾角的挡土墙。砌筑时，首先将第一层砌块放置于基础上，然后将第二层砌块放置于第一层砌块上吋，主要是将第二层砌块底部的凸块4完全嵌入到第一层砌块的凹槽3中，然后在挡墙后进行填土，完成第一层的施工。按照第二层施工方法，进行第三层、第四层、……施工；在第三层、第四层砌块之间铺设加筋土工格栅17，铺设加筋土工格栅17时，加筋土工格栅17应从两层砌块分隔面伸入到砌筑墙面位置，将加筋土工格栅17压入到凹凸咬合的层面间以増大咬合力。依此类推，直至填土施工至设计高度。制得的挡土墙的外墙面倾角为11. 3°。实施例3 : —种砌块挡土墙及其施工方法图8和图9所示，本实施例提供的一种砌块挡土墙所用的砌块I，包括相互平行的砌块前面9和砌块后面10，砌块I的中部有开孔2，在砌块I顶部开有的凹槽3 ;凹槽前面7与凹槽后面8分别与上述砌块前面9和砌块后面10平行；在砌块I底部位置设有凸块4，凹槽3与凸块4的尺寸配合；凸块4位于砌块I底部中央，凸块4的宽度、凸块前面5至砌块前面9距离、凸块后面6至砌块后面10距离都相等；凹槽转角11和凸块转角12为弧形；上述的开孔2为弧边方孔，开孔2的左面和右面为弧面；砌块左面13和砌块右面14为弧形面。本实施例中，a=100mm, b=120mm, c=80mm, h=150mm, b/c = I. 5,上述凹槽3中心与凸块4中心的连线与垂直方向的夹角为7.6°。采用上述的互嵌式生态砌块施工挡土墙的方法，以十一层砌块为例。附图10所示，为了达到变倾角的目的，由于b/cデ1，从而可以施工成不同墙面倾角的挡土墙。砌筑时，首先将第一层砌块放置于基础上，然后将第二层砌块放置于第一层砌块上吋，主要是将第二层砌块底部的凸块4完全嵌入到第一层砌块的凹槽3中，然后在挡墙后进行填土，完成第一层的施工。按照第二层施工方法，进行第三层、第四层、……施工；在第三层、第四层砌块之间铺设加筋土工格栅17，铺设加筋土工格栅17时，加筋土工格栅17应从两层砌块分隔面伸入到砌筑墙面位置，将加筋土工格栅17压入到凹凸咬合的层面间以增大咬合力。依此类推，直至填土施工至设计高度，制得的挡土墙的外墙面倾角为7. 6°。实施例4 : 一种砌块挡土墙及其施工方法如图11和图12所示，本实施例提供的一种砌块挡土墙所用的砌块1，包括相互平行的砌块前面9和砌块后面10，砌块I的中部有开孔2，在砌块I顶部开有的凹槽3 ;凹槽前面7与凹槽后面8分别与砌块前面9和砌块后面10平行；在砌块I底部位置设有凸块4，凹槽3与凸块4的尺寸配合；凸块4位于砌块I底部中央，凸块4的宽度、凸块前面5至砌块前面9距离、凸块后面6至砌块后面10距离都相等；当砌块尺寸a = b = c时，凹槽3中心与凸块4中心的连线与垂直方向的夹角为0°。采用上述的互嵌式生态砌块施工挡土墙的方法，以十一层砌块为例。
附图13所示，当砌块尺寸a = b = c时，可将外立面砌筑成垂直的形式。砌筑吋，首先将第一层砌块放置于基础上，然后将第二层砌块放置于第一层砌块上吋，主要是将第ニ层砌块底部的凸块4完全嵌入到第一层砌块的凹槽3中，然后在挡墙后进行填土，完成第ー层的施工。按照第二层施工方法，进行第三层、第四层、……施工；在第三层、第四层砌块之间铺设加筋土工格栅17，铺设加筋土工格栅17时，加筋土工格栅17应从两层砌块分隔面伸入到砌筑墙面位置，将加筋土工格栅17压入到凹凸咬合的层面间以增大咬合力。依此类推，直至填土施工至设计高度，制得的挡土墙的外墙面倾角为0°。实施例5本发明提供的互嵌式生态砌块挡土墙所使用的砌块的预制示意图如图14，砌块I的预制过程如下将搅拌好的C25细骨料混凝土填入预先制好的模具中，在机器上振捣压制至符合要求密度后将砌块从模具中推出，形成如附图14所示的具有开孔2与凹槽3及凸块4的砌块形态，然后用劈裂机器按附图14中的I'线将砌块劈裂形成直接用于现场施工的砌块形态。此劈裂エ艺使砌块前面9和砌块后面10形成粗糙的花岗岩表面形态，使砌块挡土结构具有良好的景观效果。
权利要求
1.一种互嵌式生态砌块挡土墙，其特征在于由两层以上互嵌式生态砌块横向并排且向上层迭而成，所述的互嵌式生态砌块有相互平行的砌块前面(9)和砌块后面(10)，砌块(I)的中部有开孔(2)，在砌块顶部开有凹槽(3);凹槽前面(7)与凹槽后面(8)分别与所述砌块前面(9)和砌块后面(10)平行；在砌块底部位置设有凸块(4)，凹槽(3)与凸块(4)的尺寸配合。
2.根据权利要求I所述的互嵌式生态砌块挡土墙，其特征在于所述的互嵌式生态砌块的凸块前面(5)与砌块前面(9)的距离、凸块后面(6)与砌块后面(10)的距离、凸块(4)的宽度相等。
3.根据权利要求I所述的互嵌式生态砌块挡土墙，其特征在于所述凹槽(3)中心与凸块(4)中心的连线与垂直方向的夹角为0° 15°。
4.根据权利要求I所述的互嵌式生态砌块挡土墙，其特征在于所述砌块上的凹槽转角(11)和/或凸块转角(12)为弧形。
5.根据权利要求I所述的互嵌式生态砌块挡土墙，其特征在于所述砌块上的开孔(2)为弧边方孔，开孔(2)的左右面为弧面。
6.根据权利要求I所述的互嵌式生态砌块挡土墙，其特征在于砌块左面(13)和砌块右面(14)为弧形面。
7.根据权利要求I所述的互嵌式生态砌块挡土墙，其特征在于至少包括一层加筋土工格栅(17)，所述的加筋土工格栅(17) —端夹在两层砌块分隔面并伸出挡土墙(15)的墙正面，另一端伸出挡土墙(15)的墙背面。
8.一种权利要求I 6任一项所述的互嵌式生态砌块挡土墙的施工方法，包括以下步骤 a.将砌块置于施工基础上，作为第一层； b.在所述第一层的砌块上放置砌块，作为第二层，第二层的砌块底部的凸块(4)完全嵌入到第一层砌块的凹槽(3)中； c.重复步骤b，将挡土墙(15)施工至设计高度。
9.根据权利要求8所述的互嵌式生态砌块挡土墙的施工方法，其特征在于所述的步骤b中还包括在相邻两层砌块中，铺设加筋土工格栅(17)，加筋土工格栅(17) —端夹在两层砌块分隔面并伸出于挡土墙(15)的墙正面，另一端伸出挡土墙(15)的墙背面。
全文摘要
本发明提供了一种互嵌式生态砌块挡土墙及其施工方法，属于建筑领域。一种互嵌式生态砌块挡土墙，由两层以上互嵌式生态砌块横向并排且向上层迭而成，上述的互嵌式生态砌块有相互平行的砌块前面和砌块后面，砌块的中部有开孔，在砌块顶部开有凹槽；凹槽前面与凹槽后面分别与所述砌块前面和砌块后面平行；在砌块底部位置设有凸块，凹槽与凸块的尺寸配合；上一层砌块的凸块嵌入下一层砌块的凹槽中。施工方法是在砌块置于施工基础上，作为第一层；在第一层砌块上放置砌块，作为第二层，第二层砌块底部凸块完全嵌入到第一层砌块的凹槽中；重复放置砌块至设计高度。砌块开孔和砌块间隙内可生长草类植被、蔓藤类植物，具有良好的生态效果。
文档编号E02B3/14GK102677695SQ20121015770
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月18日 优先权日2012年5月18日
发明者张文慧, 张海霞, 张福海, 李守德, 王保田, 王培清, 郭帅杰 申请人:河海大学