专利名称：加筋土挡墙新构造的制作方法
1.概述本发明涉及一种加筋土挡墙新构造。
现有加筋土挡墙主要由拉筋带[15]、填料[5]和墙面板[10]三部分组成。分散布置在填料[5]中的拉筋带[15]与填料[5]共同组成加筋体，并且由拉筋带[15]直接固定墙面板[10]。
本发明加筋土挡墙主要由加筋环[1]、填料[5]、连接装置[6]和墙面板[10]四部分组成。分散布置在填料[5]中的加筋环[1]与填料[5]共同组成加筋体，墙面板[10]由连接装置[6]固定。
2.现有技术简介现有加筋土挡墙是以拉筋带[15]为加筋材料，依靠拉筋带[15]与填料[5]之间产生的摩擦力约束填料[5]的变形，从而达到稳定土体的目的，研究人员为探索拉筋带[15]与填料[5]之间的互相作用机理，进行了大量试验和理论研究。
3.现有技术的不足然而由于拉筋带[15]材料的多样性、填料[5]的复杂性和测试手段的局限性，要准确地对各种不同条件下形成的加筋体下定义是非常困难的，如似摩阻系数的取值，从模型试验时得到的值有时与现场实测的值差异很大(参考文献2.)。正是因为拉筋带[15]与填料[5]之间的作用机理非常复杂且难以预测，故导致多种设计理论并存，都有道理却又都不能概全，这使得设计人员常常对理论计算数据感到信心不足，为工程安全考虑只好依据个人经验增加筋带数量，从而导致费用增加。
另外，拉筋带[15]表面难以防腐以及对填料[5]适应性较差等缺陷也是现有加筋土技术的不足。
4.本发明技术特点
4.1作用机理本发明采用加筋环[1]替代拉筋带[15]，由加筋环[1]与填料[5]组合形成加筋体。加筋环[1]的作用机理是充分利用钢筋受拉强度高的特性，使环内填料[5]产生的侧向压力转由加筋环[1]承担加筋环[1]内的填料[5]在垂直荷载作用下受到挤压并产生侧向膨胀，而加筋环[1]约束了这种侧向变形，使侧向压力全部转化为由拉筋圆环[2]来承担。加筋环[1]阻断了环内侧压力向环外的传递，使圆环内填料[5]形成一个“饼”状物，若干层“土饼”交叉叠加后组成加筋土实体。
4.2.测试直观，设计可靠度高以加筋环[1]做加筋材料可避免一些繁琐且复杂的微观分析，只须对“圆饼状”加筋体进行宏观观察在某一加筋环[1]上粘贴电阻应变片，可以得知该加筋环[1]内的填料[5]在垂直荷载作用下产生多大侧向压力。不言而喻，建立在作用机理明确且实测数据可靠基础上的工程设计具有较高的可靠度，也使得充分利用材料特性和大幅度降低加筋材料费用成为可能。
4.3.对填料[5]适应性好现有加筋土的稳定主要取决于拉筋带[15]与填料[5]颗粒之间的摩阻力，因此对填料[5]的物理性质及颗粒大小比较讲究，粘性土因具有蠕变性质不是理想填料[5]，一般希望采用砂性土，这就使得推广应用受到一定限制。
而加筋环[1]只是把环内填料[5]围合成一整体以阻止侧向力外扩，且不论是粘性土还是砂性土都一样。
4.4.加筋材料易于防腐任何防腐材料涂抹在拉筋带[15]上都会在很大程度上影响拉筋带[15]与填料[5]间的摩阻力，正是有此顾忌，所以现有加筋土挡墙中一般不予采用，然而没有防腐材料保护的拉筋带[15]势必会影响其耐久性，给挡土墙的长久稳定留下安全隐患。
但采用加筋环[1]却无此顾忌，几乎任何防腐材料都可以使用。
4.5.有利于施工现有加筋土挡墙所设置的条形筋带层间距较小且筋带铺设工艺要求高，施工作业顺序是先铺筋带后覆土碾压，这就很难避免在碾压的过程中使筋带受损和变形。而采用加筋环[1]技术的施工工序恰恰与前者相反，是先碾压整平后再冲切环沟置入加筋环[1]，两者互不干扰。
4.6.经济效益好以建造高10米，长100米加筋土挡墙为例，分别计算以采用CAT拉筋带[15]为加筋材料所需费用，和以采用加筋环[1]为加筋材料所需费用，最后将两种费用进行比较。
4.6.1.现有技术以拉筋带[15]为加筋材料，计算依据如下a.根据重庆永固工程拉筋带厂公布CAT塑钢拉筋带[15]市场销售价格每吨14500元。
b.根据《加筋土挡墙工程图集》(参考文献3.)第05页“技术经济指标一览表”中挡墙高度H＝10米，每延米挡墙需要CAT拉筋带[15]102公斤。
根据上述资料计算得建100米挡墙需拉筋带[15]102×100＝10200公斤(或10.2吨)，所需费用为14500×10.2＝147900元。
4.6.2.本发明以加筋环[1]为加筋材料计算如图1～3所示，挡墙高10米，总长100米，共设8层加筋环[1]，其中大加筋环[1]直径为7米，设4层，沿挡墙纵向共13列，总数为13×4＝52个；小加筋环[1]直径为4米，同样设4层，沿挡墙纵向共23列，总数为23×4＝92个。
各种材料列表计算见表1、表2加筋材料明细表 表1.
从表1.中发现4层大加筋环[1]与4层小加筋环[1]钢筋用量非常接近，因此，如果将小加筋环[1]全部替换成大加筋环[1]，则钢筋总用量并不增加(见图15、16)。
加筋材料估价表 表2.
总需费用63721元。
两者比较63721/147900＝0.43(43％)，可见若采用加筋环[1]则加筋材料费用下降过半。
5.本发明实施例下面结合附图和实施例对本发明做进一步描述5.1.
图1、图2、图3分别为本发明加筋土挡墙横剖面、外立面和平面；图4为现有技术加筋土挡墙横剖面；图5为加筋环展开图；图6为单块墙面板立面和横剖面；图7为墙面板组合拼装立面图；图8为图7中的A-A横剖面；图9为图7中的B-B横剖面；图10为图8中的C-C剖面；图11～图14为另一种墙面板契合方案；图15、图16为另一种加筋环布置方式。
5.2.附图中标记1.加筋环；2.拉筋圆环；3.立筋；4.土工格栅；5.填料；6.连接装置；7.连杆；8.锚固块；9.环套；10.墙面板；11.凸榫；12.榫孔；13.孔洞；14.插销；15.拉筋带；16.挡墙压顶；17.挡墙基础5.3.制作加筋环[1]a.钢筋按设计加筋环[1]圆周长进行断料和焊接，立筋[3]断料，立筋[3]材料也可采用预制钢筋砼短柱等。
b.钢筋环、立筋[3]分别刷沥青并外裹沥青土工布防腐。
c.3个钢筋环和若干竖向立筋[3]绑扎组成加筋环[1]骨架，注意立筋[3]必须位于钢筋环内侧。
d.钢筋环内侧附着(扎丝绑扎)土工格栅[4]做衬垫。
5.4.制作连接装置[6]采用钢筋制作连杆[7]，连杆[7]一端浇筑锚固块[8]，另一端弯一环套[9]焊接牢固，最后全部刷沥青并外裹沥青土工布防腐。
5.5.预制墙面板[10]及安装墙面板[10]为矩形凹槽板，钢筋混凝土预制，面板上部和下部拼装接触面上分别有凸榫[11]和榫孔[12]，供拼装时互相契合。每一层墙面板[10]安装时应与下层墙面板[10]错缝安装，并且应按设计要求在适当位置将连接装置[6]环套[9]套进凸榫[11]。
5.6.冲切环沟当填土路基分层碾压至某一设计高程面后，平整作业面，然后按设计图要求实地确定圆心位置，并按加筋环[1]半径精确划圆。
冲切钢铲(形状类似挖土铁锹，但没有弯曲状)沿圆弧逐段冲切环沟，环沟深度略深于加筋环[1]高度，沟宽略宽于加筋环[1]厚度，以正好能放下加筋环[1]即可。冲切动能可由人工捶击或机械冲压，加筋环[1]置入环沟后沿沟两侧夯压密实。
6.其它实施方案6.1.墙面板[10]另一实施方案是面板上部和下部拼装接触面上分别开孔洞[13]，拼装时插入插销[14]连接(图11～图14)。
6.2.在加筋环[1]层间设置土工格栅[4]，形成加筋环[1]、土工格栅[4]和填料[5]的混合加筋体。
6.3.在同一层面上，可将一个小加筋环置于大钢筋环内，以减少作用在大加筋环上的侧向压力。
参考文献1.陈忠达.《公路挡土墙设计》.人民交通出版社1999年11月第1版2.石名磊.加筋挡墙土压力及似摩阻系数的探讨.华东公路1993年第4期3.唐善祥等《加筋土挡墙工程图集》.人民交通出版社1997年7月第1版
权利要求
1.一种加筋土挡墙新构造，其必要部件包括有加筋环[1]，填料[5]，连接装置[6]和墙面板[10]，其特征为所述加筋环[1]和填料[5]构造成加筋体，所述墙面板[10]是能够在施工现场组合拼装的块状预制构件，所述连接装置[6]是一条形物，一端连接挡墙面板[10]，另一端设锚固块[8]置入加筋体，所述连接装置[6]是依靠锚固在加筋体中的锚固块[8]产生的抗拔力来固定墙面板[10]，所述连接装置[6]不是作用在加筋体中的加筋材料。
2.根据权利要求1.所述加筋环[1]是作用在加筋体中的加筋材料，其特征为由至少2个拉筋圆环[2]与若干与之相交的立筋[3]构成。
3.根据权利要求1.2.所述加筋环[1]，其特征为加筋环[1]内附着有衬垫。
4.根据权利要求1.所述墙面板[10]，其特征为预制墙面板[10]块件有凸榫[11]和榫孔[12]，组合拼装时凸榫[11]插入榫孔[12]，以形成整体加筋土挡墙墙面。
5.根据权利要求1.所述连接装置[6]和权利要求4.所述墙面板[10]，其特征为连接装置[6]在连接墙面板[10]的一端有环套[9]，在墙面板[10]块件拼装时环套[9]套进墙面板[10]凸榫[11]。
6.根据权利要求1.所述墙面板[10]，其特征为预制墙面板[10]块件有孔洞[13]，组合拼装时有插销[14]棒插入孔洞[13]，以形成整体加筋土挡墙墙面。
7.根据权利要求1.所述连接装置[6]和权利要求6.所述墙面板[10]，其特征为连接装置[6]连接墙面板[10]的一端有环套[9]，在墙面板[10]块件拼装时环套[9]套进插销[14]棒。
全文摘要
本发明公开了一种加筋土挡墙新构造，该挡墙主要由加筋环、填料、连接装置和墙面板四部分组成。分散布置在填料中的加筋环与填料共同组成加筋体，墙面板由连接装置固定。本发明比目前采用以拉筋带为加筋材料的加筋土挡墙具有加筋体受力明确、设计可靠度高；可大幅度降低加筋材料成本；对填料适应性好；加筋材料易于防腐；有利于施工等优点。
文档编号E02D5/74GK1448590SQ02112848
公开日2003年10月15日 申请日期2002年4月3日 优先权日2002年4月3日
发明者庄维健 申请人:庄维健