一种预制空心模块积木式混凝土挡土墙的制作方法

本发明涉及挡土墙制作领域，具体涉及一种预制空心模块积木式混凝土挡土墙。

背景技术：

挡土墙是指支承路基填土或山坡土体、防止填土或土体变形失稳的构造物。在挡土墙横断面中，与被支承土体直接接触的部位称为墙背；与墙背相对的、临空的部位称为墙面；与地基直接接触的部位称为基底；与基底相对的、墙的顶面称为墙顶；基底的前端称为墙趾；基底的后端称为墙踵。

挡土墙根据使用地点的不同其作用也不同，具体可以分为以下几类：

1.在高填土路堤或陡坡路堤的下方的挡土墙，可以防止路基边坡或基地滑动，确保路基稳定，同时可收缩填土坡脚，减少填土数量，减少拆迁和占地面积，以及保护临近线路的既有建筑物；

2.滨河及水库路堤傍水侧的挡土墙，可防止水流对路基的冲刷和侵蚀，也是减少压缩河床或少占库容的有效措施；

3.隧道口或明洞口的挡土墙，可缩短隧道或明洞长度，降低工程造价；

4.桥梁两端的挡土墙，作为翼墙或桥台，起着护台及连接路堤的作用；

5.抗滑挡土墙则可用于防止滑坡；

现行的挡土墙还是以现场施工为主，主要有以下两种形式：

第一种为混凝土挡土墙，主要施工内容包括：a）挖设基坑，铺设垫层，夯实基础；b）钢筋除锈与校直；c）现场进行钢筋加工与绑扎；d）搭建浇筑模型并进行浇筑，凝固后拆除模型。混凝土挡土墙需要逐层建设，直至墙体高度达到设计要求。每一层都需要搭设手脚架、制作浇筑模型，工期长是其显著特点。

第二种为石砌挡土墙，主要施工内容包括：a）开挖基坑，平整夯实基础，铺设砌石基础；b）砌筑墙身，工字形摆放，砌石大头朝下；c）设置涨缝，勾缝并抹面。石砌挡土墙砌石的每个接触面都需要做到泥浆饱满，并且也需要搭设大量的手脚架。

这两种挡土墙的每一个工序都需要进行检查，尤其是随着墙体高度的升高，检查难度也会上升。

上述施工步骤就是目前挡土墙的主流施工工艺，主要存在以下问题：

工期问题：钢筋的除锈、校直、焊接和绑扎，砌石的选材、制作、运输和抬升都需要人工进行，人工作业进度慢，特别是现场施工的自动化程度有限，多项作业同时进行，协调难度大，生产进度无法得到保障，普遍存在工期延长的情况。在面临物料紧缺、协调不到位的情况下，工期更加难以得到保障。尤其是现在工地普遍面临劳动力短缺，环保要求日益严格，运输标准提高的情况，工期保障愈发困难。

成本问题：目前建筑行业人工成本飞涨，比如小工工资为200-300元/天，焊工工资为400-500元/天，人工成本支出急速上涨。其他诸如原料采购成本、运输成本、环保成本等也在飞速上涨，严重压缩了利润。

施工安全问题：现场制作采用逐层加高的制作方式，需要搭设大量的手脚架、逐层铺设并拆卸浇筑模型，准备时间长，零部件数量多，劳动强度大。在高强度的工作过程中，极容易出现伤害事故。伤害事故一出现，不但对工人和其家庭造成巨大伤害，还会面临停工检查、巨额赔偿和法律纠纷等问题，影响非常大。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种制作成本低，施工简单的预制空心模块积木式混凝土挡土墙。

本发明采用如下技术方案：

一种预制空心模块积木式混凝土挡土墙，包括顺序拼接的预制混凝土模块；

所述预制混凝土模块包括混凝土浇筑层和设在混凝土浇筑层上的浇筑腔；

所述浇筑腔内设有填充物；

所述浇筑腔的上端和下端均为开放端。

作为进一步的解决方案：所述混凝土浇筑层包括前挡墙、分别与前挡墙的一组相对边固定连接的左挡墙与右挡墙和与前挡墙相对的后挡墙；

所述后挡墙的一组相对边分别与左挡墙和右挡墙固定连接。

作为进一步的解决方案：所述前挡墙上设有排水孔a；

所述后挡墙上设有与排水孔a相匹配的排水孔b。

作为进一步的解决方案：所述前挡墙的顶面上设有凸起a，底面上设有凹陷a；

所述凸起a与凹陷a相匹配。

作为进一步的解决方案：所述后挡墙的顶面上设有凸起b，底面上设有凹陷b；

所述凸起b与凹陷b相匹配。

作为进一步的解决方案：顺序拼接的所述预制混凝土模块分为多档；

所述相邻档之间设有沉降缝。

作为进一步的解决方案：顺序拼接的所述预制混凝土模块的数量为两排以上；

相邻排的所述预制混凝土模块之间设有夹层。

作为进一步的解决方案：所述预制混凝土模块的数量自下而上逐渐减少。

作为进一步的解决方案：所述混凝土浇筑层内填充有钢纤维。

本发明产生的积极效果如下：

本发明采用预制的制作方式，能够有效降低制作成本。场地方面，本发明可以在工厂或者临时工地集中制作，制作地点固定，设备、人员和物料高度集中，避免了现场制作频繁转移的问题，预制混凝土模块的制作时间更短，花费明显降低；物料集中送往一个固定地点，有利于采购部的提前准备和批量采购，能够有效降低采购成本，避免现场施工中断造成的工期延误成本。

本发明更加环保，对环境也更加友好。因为采用高度集中的预制模式，因此可以在生产地点增加配套的粉尘净化和污水处理等环保设备，对污染源进行集中处理，既能够有效降低环保成本，还解决了现场制作污染点多且散的问题。

本发明的生产速度快，质量好。集中的预制生产模式可以采用大量的自动化设备，生产效率明显得到提高。各工序工位固定，能够针对关键点进行检查，真正实现全面检查，能够有效提高产品质量。

本发明的生产成本更低。集中的预制生产模式能够实现资金、人力和物力的高度集中，自动化程度更高，能够有效缩短制作时间，降低生产成本。

本发明可以根据现场的实际需求定制形状，在工厂制作完成后直接运送到现场进行安装，满足现场的实际需求，生产更加灵活。同时可根据现场排水需要预埋排水管，改变了以前现场制作提前预埋或者浇筑后开孔的麻烦，既减少了工序，还提高了施工的灵活性。

本发明的拼接更加方便。现场进行安装时，预制混凝土模块逐层加高，前挡墙和后挡墙上有凸起和凹陷，两个预制混凝土模块拼接时，凸起直接插入到凹陷内，既可以给安装提供定位，加快施工速度，还可以起到加固作用，避免在浇筑过程中预制混凝土模块出现错位，保证浇筑质量。

本发明还可以实现多排堆叠，然后在两排之间填充片石砼、鹅卵石、建筑垃圾和山体废料等，既能够降低建设成本，还能够实现建筑垃圾的循环使用，进一步降低建设成本。

附图说明

图1为本发明的主视图；

图2为预制混凝土模块的主视图；

图3为预制混凝土模块的左视图；

图4为预制混凝土模块（浇筑后）的俯视图；

图5为预制混凝土模块的连接示意图；

图6为预制混凝土模块的形状示意图；

图7为本发明的截面示意图；

图8为本发明的第一种结构示意图；

图9为本发明的第二种结构示意图；

其中：11钢纤维、12浇筑腔、13填充物、21前挡墙、22左挡墙、23右挡墙、24后挡墙、31排水孔a、32排水孔b、41凸起a、42凹陷a、51凸起b、52凹陷b、6沉降缝、7夹层。

具体实施方式

实施例1

下面结合图1-6来对本发明进行进一步说明。

本发明采用如下技术方案：

一种预制空心模块积木式混凝土挡土墙，包括顺序拼接的预制混凝土模块；

所述预制混凝土模块包括混凝土浇筑层和设在混凝土浇筑层上的浇筑腔12；

所述浇筑腔12内设有填充物13；

所述浇筑腔12的上端和下端均为开放端。

作为进一步的解决方案：所述混凝土浇筑层包括前挡墙21、分别与前挡墙21的一组相对边固定连接的左挡墙22与右挡墙23和与前挡墙21相对的后挡墙24；

所述后挡墙24的一组相对边分别与左挡墙22和右挡墙23固定连接。

作为进一步的解决方案：所述前挡墙21上设有排水孔a31；

所述后挡墙24上设有与排水孔a31相匹配的排水孔b32。

作为进一步的解决方案：所述前挡墙21的顶面上设有凸起a41，底面上设有凹陷a42；

所述凸起a41与凹陷a42相匹配。

作为进一步的解决方案：所述后挡墙24的顶面上设有凸起b51，底面上设有凹陷b52；

所述凸起b51与凹陷b52相匹配。

作为进一步的解决方案：顺序拼接的所述预制混凝土模块分为多档；

所述相邻档之间设有沉降缝6。

作为进一步的解决方案：顺序拼接的所述预制混凝土模块的数量为两排以上；

相邻排的所述预制混凝土模块之间设有夹层7。

作为进一步的解决方案：所述预制混凝土模块的数量自下而上逐渐减少。

作为进一步的解决方案：所述混凝土浇筑层内填充有钢纤维11。

下面结合实际的制作过程和安装过程对本发明做进一步的说明和解释。

具体的制作过程如下：

技术人员根据施工图纸对现场测绘后绘制现场测绘图纸，然后根据现场测绘图纸绘制挡土墙模具并根据挡土墙的尺寸决定混凝土浇筑层的尺寸与厚度。混凝土浇筑层一般为矩形，对于某些特殊的地形和连接部分，可以改变为三角形、梯形、扇形和其他不规则图形。

混凝土浇筑模具的图纸制作完成后，将其发送到制作工厂，制作工厂开始架设浇筑模型并进行浇筑，混凝土完全固化后制作过程完成。制作完成后，将其运送到现场进行拼装和浇筑作业。

当现场对混凝土浇筑层的强度提出要求时，浇筑过程中需要添加钢纤维11。钢纤维是指以切断细钢丝法、冷轧带钢剪切、钢锭铣削或钢水快速冷凝法制成长径比（纤维长度与其直径的比值，当纤维截面为非圆形时，采用换算等效截面圆面积的直径）为40～80的纤维。混凝土中加入钢纤维可显著提高其抗拉、抗弯强度，并大幅度地提高其韧性和抗冲击强度。

钢纤维不需要像钢筋龙骨，钢板等需要提前施工，可以在搅拌过程中直接加入，不需要提前预制，能够有效降低钢材用量，缩短制作时间，降低建筑成本。

现场的具体施工过程如下：

首先挖出挡土墙的安装沟槽并回填灰土或者现场符合要求的可用材料，回填完成后夯实地面。接着用塔吊、叉车、吊车或者其他设备顺序将每一个预制混凝土模块放置到指定位置。预制混凝土模块的高度一般为零点五米，考虑到预制混凝土模块的强度与后续的浇筑质量，一次放置的高度控制在两米（即四层）左右。因为堆放高度过高时容易出现挤压变形，浇筑过程中还可能出现预制混凝土模块的移位、裂痕和中空等质量问题。

当现场在同时进行多种作业时，需要对每一种预制混凝土模块进行编号，将编号喷涂在前挡墙21、左挡墙22、右挡墙23或者后挡墙24的明显位置上。这样，在放置过程中，就可以根据图纸和编号逐个放置，不会出现错误。因为现场工作量大，任务繁重，容易出现差错，会增加大量的额外工作，编号工作能够避免错误和返工。

两个预制混凝土模块堆放在一起时，上方的预制混凝土模块上的凹陷a42和凹陷b52在落下时要对准下方预制混凝土模块上的凸起a41和凸起b51。凸起a41、凹陷a42、凸起b51和凹陷b52既能够提供定位，缩短作业时间，还可以作为辅助连接，避免浇筑过程中预制混凝土模块出现错位。

放置完成后，开始进行浇筑。泵车将填充物13顺序打入到每一个浇筑腔12内，浇筑完成后，等待填充物13固化。固化完成后，继续进行后续的放置与浇筑工作。挡土墙逐层加高直至最后完成。位于同一水平面的预制混凝土模块称为一层。

挡土墙的材质主要为混凝土，因此每隔10-15米或者根据施工要求就要增加一道沉降缝，该沉降缝的作用是容纳混凝土受热膨胀后的变形，避免局部裂缝和内部裂痕。两道沉降缝之间的预制混凝土模块称为一档。

挡土墙的前面为斜面，能够引导风向上流动，起到降低风压的作用，避免内部损坏和位移造成的结构破坏。

排水管在浇筑前安装到排水孔a31和排水孔b32中，这样，浇筑完成后排水管直接固定在了挡土墙内部。在后续的使用过程中，排水管能够将挡土墙后方泥土砂石中的水排出，避免挡土墙的根部被水浸泡。

实施例2

下面结合图7对本实施例进行进一步说明。

本实施例的方案与实施例1中描述的方案相同，区别在于提供一种成本更加低廉的挡土墙建设方式。

当挡土墙的厚度较厚时，可以采用两排或者三排的建设方式，在排与排之间制作夹层7。夹层7的材料使用片石砼、鹅卵石、建筑垃圾和山体废料等成本更低的材料，能够进一步降低建设成本。还可以将整个工地产生的垃圾作为材料制作夹层7，这样既避免了垃圾污染，还能够节省一笔垃圾清理费用，兼顾了环保与建设成本。

实施例3

下面结合图8和图9对本实施例进行进一步说明。

本实施例中提供了额外的墙体结构形式，能够进一步提高强度。

第一种结构形式时，预制混凝土模块的数量下而上数量逐渐减少，比如第一层为五个，第二层为四个，以此类推；或者第一层到第五层为一组，该组中每一层预制混凝土模块的数量均为五个，第六层到第十层为一组，该组中每一层预制混凝土模块的数量均为四个，以此类推。

这样，挡土墙的宽度自下而上逐渐减小，更加符合力学设计。一方面能够减少了预制混凝土模块的使用量，降低了建筑成本，另一方面还可以降低墙体自重，避免沉降。

这种结构下挡土墙的前面为斜面，目的是提高结构的稳定性，后面可以采用直面或者斜面，根据现场地质的实际情况选择。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。