专利名称：混凝土重力墩式挡墙的制作方法
技术领域：
本发明涉及市政工程与建筑工程中广泛应用的支挡结构，具体涉及一种重力墩式
挡墙，属于建筑技术领域。
背景技术：
重力式挡土墙是指依靠其自重防止土体边坡坍塌的构筑物。它依靠自身的重力来 保持挡土墙在水、土压力作用下的稳定，可用砖、石、混凝土建造而成， 一般不配钢筋或只在 局部范围内配少量钢筋、是目前常用的一种挡土墙。根据墙背的不同倾斜方向和墙背线条 的变化，墙身断面形式可分为仰斜、垂直、俯斜、凸形折线式和衡重式等几种。对仰斜、垂直 和俯斜式三种不同的墙背所受的土压力进行对比，仰斜墙背所受的土压力和墙身截面积为 最小，垂直墙背次之，俯斜墙背较大。 墙背仰斜的重力式挡墙的墙背土压力较小，所以墙身截面较经济。但由于胸坡较 衡重式墙缓，故不适合地面横坡很陡，急于收坡的地方，墙顶与胸坡的交点不宜置于路肩， 以免墙身侵入基床，造成受力不均。相对而言，俯斜墙背的断面积比垂直墙背更大。这种墙 型由于重心前移，不能很好地发挥重力式挡墙依靠自身重力抵挡填土压力的作用。俯斜墙 背易于填土的夯实，但所受的土压力亦随之增加，致使断面增大。 衡重式挡土墙的最大优点是可利用衡重平台上的填土重、迫使墙身整体重心后
移，使基底应力趋于均衡，增加了墙身的稳定性、这样可适当提高挡土的高度，该种墙型作
为路肩墙适用于山区地形陡峻处，具有较大的收坡能力，使之能够在条件相同的情况下，以
较矮的墙高达到选用其他墙型同样的效果，减少墙身截面积和占地面积；但从另一方面来
讲，衡重式挡墙的构造形式又限制了其基底不可能做得很大，因此就扩散挡墙基底应力而
言，衡重式挡土墙反而不如其他形式的挡土墙，其提高挡土的高度也是比较有限的。同时由
于其衡重台处墙身截面是设计薄弱环节，计算分析复杂，其上墙墙背、尤其是上墙背底部受
动力荷载影响显著，存有应力集中现象，因此不宜在承受动荷载的挡墙中使用。 在施工工艺方面，墙背仰斜的重力式挡墙需要先开挖边坡后砌筑挡墙，以使墙背
与土坡贴合紧密；墙背俯斜的重力式挡墙及衡重式挡墙通常需先开挖必需的工作面，然后
砌筑挡墙，再进行回填夯实。受施工工艺限制，这类挡墙不能用于先砌筑挡墙，再进行开挖
的工况。 墙背仰斜的重力式挡墙收坡能力弱，占地面积大；墙背俯斜的重力式挡墙由于重 心外移，自稳定能力差，且断面面积大；衡重式挡墙的计算分析复杂，对动荷载较为敏感。同 时，这些重力式挡墙受工法限制，不能应用于先砌筑支挡，再进行开挖的工程，并且不适合 应用于建筑密集、施工作业面受限制地区。此外，对于普通重力式挡墙中采用先开挖后支护 施工方案，存在开挖后原有土体卸载，变形不稳定的问题。 综上所述，各种常规形式的重力式挡墙受各种外部因素制约，有各自的适用范围。 并且以上各种型式的重力式挡墙，施工时需要较大的作业面，振动、噪音大，对周边环境影 响大。因此，对于需要在建筑密集、施工作业面受限制地区，设计建造占地面积小、收坡能力
3强、稳定性好，并对周边环境影响小的挡墙，必须综合上述各种形式挡墙的优点，扬长避短， 设计创新，积极采用新型重力式挡墙。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述普通重力式挡墙的技术不足，并满足建筑 密集、施工作业面受限制地区的建设需求，在综合各类重力式挡墙的优势特点的基础上，提 供一种结构简单、施工方便、经济技术效果好的挡墙。 为解决上述技术问题，本发明提供一种混凝土重力墩式挡墙，由上至下分为三个 部分，分别为仰首段、瘦身段、削踵段，其特征在于所述仰首段为仰斜的平行四边形体，中 部的瘦身为墙胸垂直的弦切圆混凝土墩，弦切角选用范围为90。 170° ，下部的削踵段 也为弦切圆混凝土墩，弦切角为O。 120° ，其弦切方向与瘦身段的弦切方向相反。
前述的混凝土重力墩式挡墙，其特征在于所述仰首段是仰斜的平行四边形体，其 仰斜角可在8(T 45°间选用，在若干个独立混凝土墩的顶部整体现浇形成一个完整墙 身结构受力单元。
前述的混凝土重力墩式挡墙，其特征在于所述瘦身段是墙胸垂直的弦切圆混凝
土墩，墩的半径为800mm 1800mm ;弦切角的大小可在90° 170°间选用。 前述的混凝土重力墩式挡墙，其特征在于所述削踵段是渐变的弦切圆混凝土墩，
弦切角为O。 120° ，其方向与瘦身段的弦切方向相反；墩的半径为800mm 1800mm;底
面为逆坡形。 前述的混凝土重力墩式挡墙，其特征在于所述每个相邻混凝土墩之间设置泄水 孔。 本发明的设计原理为在平面上沿长度方向，采用首尾相切的弦切圆形混凝土墩 布置。在横截面上整个墙体可以分为三部分，上部为仰斜的平行四边形体，高约1.0m 2.0m，占全高的l/3左右，仰斜角度选用范围为80。 45° ，设置仰角可以减小土压力，而
且倾斜部分迫使墙身整体重心后移，使基底应力趋于均衡，增加了墙身的稳定性、这样可适 当提高挡土的高度；中部为垂直墙胸的弦切圆，弦切角选用范围为90。 170° ，弦切圆较 整圆截面面积小，工程量减少，且垂直的墙胸可以增强挡墙的收坡能力，由弦切面构成的墙 胸为平面，平整的立面效果可以与周边环境协调。底部截面同样也为渐变弦切圆，弦切角为 0° 120° ，与中部瘦身段弦切方向相反，如此设置可进一步增强重心后移的效果，提高稳 定性，同时可以增大底部截面的抵抗矩，减小基底应力。此外底截面与基底设计成逆坡，可 以增强墙体的抗滑移能力。由此，墙型截面分段可以形象地概括为三部分
上部截面为倾斜平行四边形 简称仰首
中部截面为弦切圆 简称瘦身
踵部截面为渐变弦切圆 简称削踵 每个混凝土重力墩式挡墙相对独立，通过上部仰斜平行四边形体部分的混凝土整 体现浇连成一体，共同抵抗水平侧压力，每隔若干个重力墩设置一条伸縮缝释放变形应力 和沉降差异，同时作为进行车辆荷载等效换算的一个单元，考虑汽车荷载的作用。每个重力 墩之间设置泄水孔，使墙后积水或地下水及时排除，降低墙后的水压力。针对上述结构方 案，通过Mathcad编制计算程序，对混凝土重力墩式挡墙在侧向土压力、上部堆载及车辆荷载的作用下，整个墙身的抗倾覆稳定性、滑移稳定性、地基承载力及墙身强度进行验算，通
过对直径、高度、仰角等参数的调整优化，最终确定墙身各部分的截面尺寸。 本发明所达到的有益效果混凝土重力墩式挡墙综合了各类重力式挡墙的优点，
上部仰斜部分可减小侧向土压力，迫使墙身整体重心后移，使基底应力趋于均衡，增加了墙
身的稳定性、可提高挡土的高度，在条件相同的情况下，以较矮的墙高达到选用其他墙型同
样的效果；中部垂直墙胸具有较强的收坡能力，减小占地面积，被弦切除部分增强了重心后
移效果，墙胸平整的立面效果可以与周边环境协调；底部反向弦切圆可增强重心后移的效
果，提高稳定性，同时可以增大底部截面的抵抗矩，减小基底应力，底截面与基底设计成逆
坡，提高墙体的抗滑移能力。整个墙身截面的削踵、瘦身、仰首三部分结构简单、受力分工明
确，计算分析概念清晰，充分发挥了重心后移的效果，提高了自稳定性，与常规重力式挡墙
相比扩大了适用范围，减小了墙身截面的工程量，降低了工程造价。
图1为本发明的重力墩式挡墙的平面俯视图；
图2为图1中A-A向剖视图；
图3为图2中B-B向剖视图；
图4为图2中C-C向剖视图；
图5为图2中D-D向剖视图。
具体实施例方式
本发明的混凝土重力墩式挡墙，以自身的重力来保持挡墙在水、土压力及车辆荷 载作用下的稳定。单个混凝土墩的直径根据地基承载力、挡土高度、堆土情况及车辆荷载确 定， 一般情况为1. 6m-3. 6m。整个墙身横截面分为上部倾斜平行四边形1 (简称仰首)、中部 弦切圆2(简称瘦身)、底部渐变弦切圆3(简称削踵)三部分。上部仰角选用范围为80。
45° ，高度约占整个墙身全高的1/3左右，仰斜部分的倾角不同决定了整个墙身重心的后 移情况，高度的不同决定了其收坡能力。中部垂直墙胸具有较强的收坡能力，减小占地面 积，被弦切除部分增强了重心后移效果，提高了抗倾覆稳定性，中部高度约占总高的1/2左 右，它决定了重力后移的效果及工程量的大小。底部渐变弦切圆部分，进一步增强了重心后 移效果，提高了自稳定性，反向弦切部分增大了截面抵抗矩，均衡了基底应力。所述每个混 凝土墩之间设置泄水孔4。每若干个独立的混凝土重力墩通过仰斜部分的整体现浇形成一 个受力单元，由此每个受力单元墙身结构的三个部分便形成有效的工作机制，受力分工明 确，综合提高了墙身的抗倾覆稳定性，达到以最小的工程量，实现最大的挡土支护效果。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该 了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明中描述的只是本发明的原理，在不
脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入 要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求
一种混凝土重力墩式挡墙，由上、中、下三部分组成，其特征在于上部为仰首段，其体形为仰斜的平行四边形体，中部为瘦身段，其体形为墙胸垂直的弦切圆混凝土墩，下部为削踵段，其体形为弦切圆混凝土墩，其弦切方向与瘦身段的弦切方向相反，踵部段底面为逆坡形。
2. 根据权利要求1所述的混凝土重力墩式挡墙，其特征在于所述仰首段是仰斜的平行四边形体，其仰斜角可在80。 45°间选用，在若干个独立混凝土墩的顶部整体现浇形成一个完整墙身结构受力单元。
3. 根据权利要求1所述的混凝土重力墩式挡墙，其特征在于所述瘦身段是墙胸垂直的弦切圆混凝土墩，墩的半径为800mm 1800mm ;弦切角的大小可在90。 170°间选用。
4. 根据权利要求1所述的混凝土重力墩式挡墙，其特征在于所述削踵段是渐变的 弦切圆混凝土墩，弦切角为O。 120° ，其方向与瘦身段的弦切方向相反；墩的半径为 800mm 1800mm ;底面为逆坡形。
5. 根据权利要求1所述的混凝土重力墩式挡墙，其特征在于所述每个相邻混凝土墩 之间设置泄水孔。
全文摘要
本发明公开了一种混凝土重力墩式挡墙，每个混凝土重力墩由上至下分为三个部分，分别为仰首段、瘦身段、削踵段，其特征在于所述仰首段为仰斜的平行四边形体，中部的瘦身段为墙胸垂直的弦切圆混凝土墩，弦切角选用范围为90°～170°，下部的削踵段也为弦切圆混凝土墩，其弦切方向与瘦身段的弦切方向相反。若干个独立的混凝土重力墩通过仰斜部分的整体现浇形成一个受力单元，每个受力单元墙身结构的三个部分相辅相成，形成有效的支挡结构。本发明充分发挥了重心后移的效果，提高了自稳定性，与常规重力式挡墙相比扩大了应用范围，减小了墙身截面的工程量，降低了工程造价。
文档编号E02D29/02GK101793034SQ201010121409
公开日2010年8月4日 申请日期2010年3月10日 优先权日2010年3月10日
发明者周元强, 姚刚, 杨明, 沈锦儒, 王尉, 王磊 申请人:江苏省电力设计院