一种生态悬臂式和扶壁式装配挡土墙的制作方法

本发明属于岩土工程领域，主要涉及一种具有绿化功能的、柱板结构形式的悬臂式和扶壁式装配挡土墙，可广泛应用于城市、道路、机场、水利等工程，尤其是对景观效果要求较高、施工工期相对紧张的工程项目。其主要技术特点是采用柱板式结构形成悬臂式挡墙结构，土压力较大时设置肋板形成扶壁式挡墙结构；同时其立柱、挡土板、肋板均可采用工厂预制并快速装配施工（亦可采用现场浇筑施工方式），立柱间采用生态挡土板结构，可有效解决支挡工程绿化的难题，达到既安全又美观的效果。

背景技术：

悬臂式和扶壁式挡土墙是一种在铁路、公路、水利、矿场、房屋建筑等建设领域广泛采用的支挡结构物。其结构稳定性依靠墙身自重和上方填土来保证，墙趾板可显著增大抗倾覆稳定性，减小基底应力，凸榫可增大结构的抗滑性能。该墙型的主要特点构造简单、施工方便，墙身截面较小，自身质量轻，可以较好地发挥材料的强度性能，以消耗一定数量的钢材和水泥来换取石料，宜在石料缺乏、地基承载力较低的填方中采用，其轻型美观的造型也适用于城市。

悬臂式和扶壁式挡土墙当高度较大时钢材用量增大易造成工程投资增加，悬臂式挡土墙高度一般不宜大于6m，扶壁式挡土墙不宜大于10m。同时考虑到安全因素一般规定在不良地质地段、设计地震动峰值加速度0.2g及以上的地区不宜采用。

悬臂式和扶壁式挡土墙申请专利多达数十项，目前主要集中于桩承式悬臂挡土墙、与墙背加筋构造形成的复合式悬臂挡土墙、与锚杆（索）系统组合形成的复合式悬臂挡土墙等结构形式、计算方法以及施工方法等，均未对本发明核心技术内容的柱板组合结构、挡土板景观绿化、柱板构件装配化等存在一致或相似之处。

湖南大学黄靓等人在发明专利“一种装配整体式悬臂式挡土墙”（申请公布号：cn201020111596.x，申请公布日：2011年2月16日），其技术路线是墙面板采用预制混凝土空心墙板，挡土墙基础采用带竖向搭接钢筋的预制钢筋混凝土底板。在装配预制混凝土空心墙板时，使竖向搭接钢筋伸到预制混凝土空心墙板中的孔洞里，在预制混凝土空心墙板的孔洞中插入竖向受力钢筋和浇注灌孔混凝土，形成一种装配整体式悬臂式挡土墙。其装配结构构件组成、装配方案等与本发明存在明显不同且更为复杂，未充分发挥扶壁肋板的作用，整体性相对较差。

中铁第四勘察设计院集团有限公司吴福宝、何晖等人在发明专利“预应力钢筋网加筋土柱板式挡墙”（申请公布号：cn201310363756.8，公开号：cn103452130a，公开日：2013年12月8日）中申报了一种柱板式挡墙。其技术路线是在挡墙围成的空间内填置路基填料，所述路基填料中埋设钢筋网，所述钢筋网与挡墙锚固形成一整体结构。从其结构基本原理分析柱板构成了面板层，锚杆与钢筋网连接在一起共同构成了筋材体系，原则上属加筋土支挡结构，与本专利的结构与受力原理完全不同，且锚杆与钢筋锈蚀问题等耐久性设计方面存在不足。

中铁二院工程集团有限责任公司叶世斌、罗强、李安洪等人在发明专利“一种适用于填方地段直立收坡的轻型支挡构造”（申请公布号：cn201710045006.4，公开号：cn107059915a，公开日：2017年8月18日）中申报了一种锚柱与挡土板组合形成的轻型支挡结构。该轻型支挡构造包括锚柱和挡土板，锚柱下部为锚固段，穿过地面线锚入地层中，挡土板设置在相邻两锚柱之间，挡土板后为墙背填土。所述锚柱于地面线以上的自由段设置薄肋板，薄肋板的前端与凸台部固定连接，其宽度方向在墙背填土内向后延伸；所述挡土板支靠于相邻锚柱的翼缘部上。该专利与本发明不同之处在于三点：一是前者无底板与凸榫结构，非传统意义上的悬臂式挡土墙，从原理上更近于加筋土挡墙（薄肋板作为筋材）；二是两者结构设计与计算原理完全不同；三是前者未考虑面板的绿化设计。

现行悬臂式和扶壁式挡土墙技术主要采用钢筋混凝土结构，外立面板普遍未考虑植物绿化问题，常规做法是通过在墙趾处设置绿化坑槽等作为绿化工程措施，绿化景观理论相对滞后且景观效果一般，不符合现代工程绿色环保、环境协调的发展理念。

技术实现要素：

本发明提供一种生态悬臂式和扶壁式装配挡土墙，该构造主要由立柱、生态挡土板、底板、凸榫、肋板（扶壁板）等组成，上述构件均采用钢筋混凝土材料，共同构成了挡土墙的主要受力结构。

为实现装配式构件安全与快速施工，立柱、生态挡土板、肋板（扶壁板）等原则上可实现产品化并采用工厂预制加工，工期不受限时立柱可与底板、凸榫等结构现场浇筑增加其整体性与结构强度。

立柱设置牛腿挂板，与生态挡土板共同形成似桩板墙结构，依靠生态挡土板传递土压力并实现景观绿化功能。

为实现生态挡土板植物的正常生长，挡土板后原则上不设置中粗砂或砂砾石反滤层，采用一定厚度的种植土进行填筑；墙顶平台原则上设置透水混凝土或透水砖等铺砌，便于地表水渗入；板缝间可设置透水土工材料，避免泥水污染混凝土墙面。

附图说明

图1不带扶壁的柱板结构悬臂式装配挡土墙侧视图。

图2带扶壁的柱板结构悬臂式装配挡土墙侧视图。

图3生态悬臂式和扶壁式装配挡土墙正面图。

图4生态悬臂式和扶壁式装配挡土墙a-a剖面图。

具体实施方式

结合附图及实施例，对本发明进行进一步说明，本发明为一种生态悬臂式和扶壁式装配挡土墙，该构造主要由立柱1、生态挡土板2、底板3、凸榫4、肋板（扶壁板）5、支承层6、泄水孔7、土工材料反滤层8、透水混凝土或透水砖9、种植土10、填筑土11等组成。

立柱1一般采用钢筋混凝土构件，原则上可采用装配式构件，工期较长时可采用现场与底板同时浇筑，增加结构整体性与结构强度。两侧原则上设置牛腿以方便挂板，牛腿尺寸应依据抗剪强度等计算成果确定；每单元节挡土墙的立柱数量、立柱截面尺寸原则上依据土压力计算确定，立柱间距应均匀布置，以减少生态挡土板板型与型号。

生态挡土板2原则上采用抽屉式、箱式结构，结构高度原则上采用0.5m、1.0m。

底板3一般采用钢筋混凝土结构，原则上现场浇筑，趾板、踵板厚度、宽度等按悬臂式和扶壁式挡土墙结构计算确定，相关规范、规程及手册等均有明确确定。

凸榫4原则上在挡土墙受滑动控制时设置，采用钢筋混凝土结构，其高度应保证键前土体不被挤出，厚度应满足键的直剪强度，但不应小于0.3m。注意其榫槽混凝土应与底板混凝土同时浇筑。

肋板（扶壁板）5当土压力值较大或挡墙高度较大时设置，采用钢筋混凝土结构，可采用装配式构件，与立柱共同承受土压力荷载。

支承层6属附属结构，设置于生态挡土板2下部，原则上采用素混凝土或浆砌石结构，主要发挥地面整平以及承受生态挡土板荷载作用。

泄水孔7属附属结构，设置于支承层6与地面交接处，主要用于排泄板后地下水。一般采用pvc管材加工，直径原则上为0.05~0.1m。

土工材料反滤层8主要沿生态挡土板板缝设置，避免泥水污染挡土板墙面。

透水混凝土或透水砖9主要设置于墙顶平台，主要考虑雨水入渗至挡土板后以供植物生产需要。

种植土10主要设置于生态挡土板2后，其厚度、材质、密实度等应满足设计及植物生长需要。

填筑土11主要位于墙后及填方段，其厚度、分组、粒径、密实度等应满足设计与规范要求。

板后土压力计算原则上采用朗肯土压力或库仑土压力理论，柱板结构可考虑后两侧桩土拱效应，计算土压力可适当折减。

生态挡土板2宜在工厂预制完成，并提前应将植生袋等直接封装在预留的绿化槽内，提高植物选型与设计水平，同时避免了后期挂板后施工不便。吊装前应确保现场平台垫层、泄水孔等施工完毕并满足相关安装要求。

生态挡土板2吊装完成后，应及时施作反滤层8，之后依次施作板后填筑土11、墙顶平台透水混凝土或透水9，确保形成一个完整的生态系统。

以上所述只是用图解说明本发明的一些原理，并非是要将本发明局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本发明申请的专利范围。