一种装配式砼箱挡土墙及其施工方法与流程

本发明属于岩土工程技术领域，具体涉及一种装配式砼箱挡土墙及其施工方法，适用于公路、铁路、市政等新建工程的边坡快速支挡防护，也可用于运营期边坡失稳病害快速加固治理。

背景技术：

挡土墙是岩土工程中最为常用的支挡构造物之一，挡土墙的结构形式主要有重力式、扶壁式、加筋式、锚杆式、桩板式等，在公路、铁路、市政、水利等工程建设中，以重力式挡土墙的应用最为广泛。传统的重力式挡土墙一般都采用石块堆砌、混凝土现场浇筑等方式修筑，圬工量大、耗材多、成本较高，同时现场施工机械化不高、效率较低、工期较长。

为了降低施工成本、缩短施工周期，近年来，现有技术中出现了重力式预制拼装挡土墙。例如发明专利zl201720712366.0和zl201721376162.0分别公开了一种预制装配式挡土墙，整体挡土墙由若干个通过板、梁和连接件在现场组装成的箱体单元垒砌组成，箱体单元内可装填土石渣料，可有效减少传统装配式挡土墙圬工用量、降低工程造价，但是该类结构现场拼装单元划分太小、组件繁多，拼装工艺要求高，挡土墙整体自稳性保障难度大。申请号为201610479129.4、201810570406.1和201810167122.8的发明专利正在分别公示一种预制装配式混凝土箱型重力式挡土墙，这三个新型挡土墙均由预制混凝土方箱单元(三者的箱体单元细部结构不同)组成，现场施工时直接分层垒砌预制方箱单元，向空箱中填充土石料，施工方便，但是这几类挡墙的横断面自上到下宽度一样，均由一列箱体组成，根据挡墙土压力上小下大的分布特点，这些挡墙不宜太高，同时挡土墙的整体稳定性对拼装工艺要求极高，挡土墙高度大时整体倾覆的风险较大。

技术实现要素：

针对上述现有技术所存在的问题，本发明的目的之一是在于提供了一种装配式砼箱挡土墙，该结构性能安全可靠、经济实用、节能环保、适用性广，可用于新建公路、铁路、市政工程等的边坡快速支挡防护，也可用于运营期边坡失稳病害快速加固治理。

本发明的目的之二是在于提供了一种装配式砼箱挡土墙的施工方法，其主要优点是对挡土墙施行标准化、工业化建造，同时最大限度优化挡墙的安全性能和节能环保功能，不仅结构构造简单、施工迅速，而且结构修复便捷、工程安全、经济、环保。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

一种装配式砼箱挡土墙，包括现浇基础和设置于所述现浇基础上方的墙体，所述现浇基础的上表面设有内凹的串型凹槽，所述墙体为多层式结构，每一层墙体包括多个相互连接的预制砼箱单体，单层墙体中相邻的两个预制砼箱单体端部通过侧壁卡块相连，所述预制砼箱单体的底面向外凸起有与串型凹槽对应的串字形凸棱，所述预制砼箱单体的顶面设有与串字形凸棱相配合的条形凹槽，设置在最底层墙体的预制砼箱单体通过串字形凸棱对应安装在现浇基础上的串型凹槽上；

所述现浇基础上方的墙体每两层成为一组，多组墙体的宽度从下到上依次递减，递减宽度等于预制砼箱单体的宽度，相邻两组墙体之间的位置设有由钢筋网和混凝土整体预制成型的层间夹块，所述层间夹块的顶面设有与串字形凸棱相配合的串字形凹槽，所述层间夹块的底面内凹有工字形凹槽，所述层间夹块安装在下方并排的两个预制砼箱单体上方位置；

相邻两层墙体中的所述预制砼箱单体为错缝设置。

作为优选，所述预制砼箱单体为一个由钢筋网混凝土预制的上面敞开式空心结构，其外轮廓长、宽、高分别为200cm、100cm、100cm，所述预制砼箱单体的四周壁厚为8-15cm，所述预制砼箱单体的两个侧壁位置开设有用以安装侧壁卡块的长方形窗口，所述侧壁卡块由钢筋网和混凝土整体预制成型，所述长方形窗口长度为40cm，宽度为20-30cm，所述条形凹槽开设在两个端部侧壁上缘位置，长度为50cm，宽度为10cm，所述串字形凸棱的厚度为8-15cm。

作为优选，所述预制砼箱单体的前后侧面位置开设有直径为10cm的排水口，每个所述预制砼箱单体上的排水口数量均为四个，四个排水口两两分布在预制砼箱单体前侧壁和后侧壁上。

作为优选，所述预制砼箱单体的空腔内填充有废弃土料。

作为优选，所述废弃土料出露表面种植有草灌植被。

所述的废弃土料，为工程开挖废弃的弃渣或邻近取土场开采的土石料等，可用碎石土、砂石等优质填料，也可用膨胀土、高液限土、软质岩、风化岩、残积土等不良填料，废弃土料用于填充挡土墙的砼箱空腔，增加挡墙的重量。

所述的草灌植被，为适应当地生长习性的草籽、灌木种子、或攀藤种子，播撒在挡土墙平台土层中，绿化坡面。

作为优选，所述侧壁卡块截面为“门”字形结构，“门”字形结构的每个壁厚为10-15cm，所述侧壁卡块外轮廓尺寸长、宽、高分别为40cm、20-30cm、20-30cm。

作为优选，所述现浇基础为浇筑在地基上的混凝土薄板，厚度为20-30cm，宽3-5m，在长度方向上，每隔10m设有一伸缩缝。

本发明还提供了上述装配式砼箱挡土墙的施工方法，包括以下步骤：

步骤一、在预制场按照标准尺寸加工一定数量的预制砼箱单体、层间夹块、侧壁卡块，养护至设计强度，装运至施工场地等待拼装；

步骤二、平整场地，压实地基，根据挡土墙设计长度，在待建地基上施作一定长度的现浇基础，根据挡土墙设计断面尺寸，在现浇基础时采用模板同步在现浇基础上制作串型凹槽阵列；

步骤三、采用汽车起重机吊装预制砼箱单体，逐一安放在现浇基础串型凹槽阵列里，左右相邻的两预制砼箱单体通过侧壁卡块相连接，再在预制砼箱单体空腔中逐一装入废弃土料，形成第一层挡墙；

步骤四、在第一层挡墙顶面按步骤三逐一左右错缝安装预制砼箱单体，形成等截面第二层挡墙；

步骤五、在第二层挡墙顶面上逐一将层间夹块通过工字型凹槽安放在前后相邻的两预制砼箱单体侧壁顶部，形成一个比第二层少一排的夹块阵列，再在层间夹块上按前后错缝安装预制砼箱单体形成第三层挡墙；

步骤六、如此按每两层变换一次横断面宽度重复安装预制砼箱单体，直至挡土墙设计高度，形成一长条形‘汉诺塔’式横断面的砼箱挡土墙。

步骤七、在挡土墙墙背回填碎石土填料，并用小型机具逐层碾压密实；

步骤八、在挡土墙墙面一侧的平台及顶面砼箱土层中，种植草灌或攀藤植物，绿化墙面。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

(1)经济实用：与传统重力式挡土墙相比，本发明采用空心砼箱充填废弃的土石料，可减少约40％的圬工或混凝土方量，合理利用工程废弃的土石方，减少工程弃方，可减低工程造价15％以上。

(2)施工快捷：本发明所提供装配式挡土墙，其最小拼装单元为预制砼箱单体，且所有的预制砼箱单体尺寸相同，便于标准化生产，且拼装施工便捷，现场施工周期可降低30％以上。

(3)安全耐久：与预制装配式混凝土箱型重力式挡土墙相比，本发明的装配式挡土墙，创新性采用‘汉诺塔’式横断面，与已有的装配式挡土墙的等截面结构相比，本发明所提供的挡土墙自稳性更优，同时本发明采用了左右卡接、上下错缝拼装施工，挡土墙的整体性好，安全性更高，其适用边坡支挡强度更高，本发明的最大挡土墙高度较现有的装配式挡土墙提高20％以上。

(4)绿色环保：与现有的装配式挡土墙相比，本发明利用挡土墙平台和顶部敞口砼箱土层，种植草灌植被，绿化挡土墙坡面；同时挡墙结构合理利用工程废弃的土石方，减少工程圬工用量，节约资源，绿色环保。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种装配式砼箱挡土墙的整体立体结构图；

图2为本发明一种装配式砼箱挡土墙的横断面图；

图3为本发明一种装配式砼箱挡土墙的主视图；

图4为本发明预制砼箱单体的立体结构图；

图5为本发明预制砼箱单体的侧视图；

图6为本发明预制砼箱单体的主视图；

图7为本发明预制砼箱单体的仰视图；

图8为本发明层间夹块的立体结构图；

图9为本发明层间夹块的俯视图；

图10为本发明层间夹块的仰视图；

图11为本发明侧壁卡块的立体结构图；

图12为本发明现浇基础的立体结构图。

附图标记说明如下：

1、预制砼箱单体；2、层间夹块；3、侧壁卡块；4、现浇基础；5、废弃土料；6、草灌植被；7、排水口；8、长方形窗口；9、条形凹槽；10、串字形凸棱；11、串字形凹槽；12、工字形凹槽；13、伸缩缝；14、串型凹槽。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

如图所示，本发明提供了一种装配式砼箱挡土墙，包括现浇基础4和设置于所述现浇基础4上方的墙体，所述现浇基础4的上表面设有内凹的串型凹槽14，串型凹槽14共设置三排；所述墙体为多层式结构，每一层墙体包括多个相互连接的预制砼箱单体1，具体为单层墙体中相邻的两个预制砼箱单体1端部通过侧壁卡块3相连，侧壁卡块3安装在预制砼箱单体1侧面开设的长方形窗口8内，所述预制砼箱单体1的底面向外凸起有与串型凹槽14对应的串字形凸棱10，最底层的墙体也设置三排预制砼箱单体1，最底层墙体在安装时，预制砼箱单体1下方的串字形凸棱10对应安装在现浇基础4上表面的串型凹槽14内，可限制预制砼箱单体1在水平方向的移动，在重力作用下，预制砼箱单体1静止于现浇基础4上，保持稳固，所述预制砼箱单体1的顶面设有与串字形凸棱10相配合的条形凹槽9，设置在最底层墙体的预制砼箱单体1通过串字形凸棱10对应安装在现浇基础4上的串型凹槽14上；

所述现浇基础4上方的墙体每两层成为一组，多组墙体的宽度从下到上依次递减，递减宽度等于预制砼箱单体1的宽度，这样设置是为了形成一长条形“汉诺塔”式横断面的砼箱挡土墙结构，能够提高挡土墙的稳固效果，相邻两组墙体之间的位置设有层间夹块2，层间夹块2为长方体状的混凝土块体，所述层间夹块2的顶面设有与串字形凸棱10相配合的串字形凹槽11，所述层间夹块2的底面内凹有工字形凹槽12，所述层间夹块2安装在下方并排的两个预制砼箱单体1上方位置，层间夹块2用以在挡土墙宽度变窄的过渡区域起到过渡连接的作用；

相邻两层墙体中的所述预制砼箱单体1为错缝设置，可以使各个预制砼箱单体1受力均匀、稳固。

作为可选的实施例，所述预制砼箱单体1为上面敞开式空心结构，其外轮廓长、宽、高分别为200cm、100cm、100cm，所述预制砼箱单体1的四周壁厚为15cm，所述预制砼箱单体1的两个侧壁位置开设有用以安装侧壁卡块3的长方形窗口8，所述长方形窗口8长度为40cm，宽度为20cm，所述条形凹槽9开设在两个端部侧壁上缘位置，长度为50cm，宽度为15cm，所述串字形凸棱10的厚度为15cm。

所述预制砼箱单体1的前后侧面位置开设有直径为10cm的排水口7，每个所述预制砼箱单体1上的排水口7数量均为四个，四个排水口7两两分布在预制砼箱单体1前侧壁和后侧壁上，排水口7用以在下雨天，雨水渗透废弃土料5，最终从排水口7排出，避免造成挡土墙的塌陷。

所述预制砼箱单体1的空腔内填充有废弃土料5，其中，废弃土料5为工程开挖废弃的弃渣或邻近取土场开采的土石料等，可用碎石土、砂石等优质填料，也可用膨胀土、高液限土、软质岩、风化岩、残积土等不良填料，废弃土料5用于填充挡土墙的砼箱空腔，增加挡墙的重量。

所述废弃土料5内种植有草灌植被6，采用适应当地生长习性的草籽、灌木种子、或攀藤种子，播撒在挡土墙平台土层中，绿化坡面。

所述侧壁卡块3为钢筋网混凝土土条块，截面为“门”字形结构，“门”字形结构的每个壁厚为15cm，所述侧壁卡块3外轮廓尺寸长、宽、高分别为40cm、20cm、20cm，通过侧壁卡块3将相邻的两个预制砼箱单体1进行连接，提高了挡土墙的稳定性。

所述现浇基础4为浇筑在地基上的混凝土薄板，厚度为30cm，宽5m，长度尺寸根据挡土墙设计长度进行确定，在长度方向上，每隔10m设有一伸缩缝13，用以避免混凝土薄板在热胀冷缩的作用下产生破裂。

本实施例还提供了上述装配式砼箱挡土墙的施工方法，包括以下步骤：

步骤一、在预制场按照标准尺寸加工一定数量的预制砼箱单体1、层间夹块2、侧壁卡块3，养护至设计强度，装运至施工场地等待拼装；

步骤二、平整场地，压实地基，根据挡土墙设计长度，在待建地基上施作一定长度的现浇基础4，根据挡土墙设计断面尺寸，在现浇基础4时采用模板同步在现浇基础4上制作串型凹槽14阵列；

步骤三、采用汽车起重机吊装预制砼箱单体1，逐一安放在现浇基础4串型凹槽14阵列里，左右相邻的两预制砼箱单体1通过侧壁卡块3相连接，再在预制砼箱单体1空腔中逐一装入废弃土料5，形成第一层挡墙；

步骤四、在第一层挡墙顶面按步骤三逐一左右错缝安装预制砼箱单体1，形成等截面第二层挡墙；

步骤五、在第二层挡墙顶面上逐一将层间夹块2通过工字型凹槽安放在前后相邻的两预制砼箱单体1侧壁顶部，形成一个比第二层少一排的夹块阵列，再在层间夹块2上按前后错缝安装预制砼箱单体1形成第三层挡墙；

步骤六、如此按每两层变换一次横断面宽度重复安装预制砼箱单体1，直至挡土墙设计高度，形成一长条形‘汉诺塔’式横断面的砼箱挡土墙。

步骤七、在挡土墙墙背回填碎石土填料，并用小型机具逐层碾压密实；

步骤八、在挡土墙墙面一侧的平台及顶面砼箱土层中，种植草灌或攀藤植物，绿化墙面。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。