一种装配式刚、柔组合型弹性抗震加筋土挡墙的施工方法技术

本发明专利技术属于边坡防护及抗震领域，为了解决现有加筋挡墙面板刚性连接处变形适应能力差、柔性无面板的加筋土边坡占地面积大等现象的问题，本发明专利技术提供了一种装配式刚、柔组合型弹性抗震加筋土挡墙施工方法，该加筋挡土墙通过使用土工格栅、装配式墙面板和弹性减震装置大大增强挡土墙的变形适应能力以及减少了工程占用面积；减少了坡面的冲刷破坏；地震荷载作用下，通过使用弹性减震连接装置的连接钢板作为拼接模具，允许墙面面板砌块之间存在一定的错动而不至破坏，由此也减少墙面板与土工格栅连接处的破坏；通过对上下层土工格栅进行分离布置使其受力更加的合理，使结构更加稳定，变形疲劳寿命好。

A Construction Method of Assembled Rigid-Flexible Composite Elastic Seismic Reinforced Earth Retaining Wall

【技术实现步骤摘要】
一种装配式刚、柔组合型弹性抗震加筋土挡墙的施工方法
本专利技术属于边坡防护及抗震减灾领域，具体涉及一种使用弹簧减震连接装置的刚性、柔性组合型土工格栅加筋挡墙的施工方法，是一种岩土工程用中小型土工合成材料组合加筋支挡结构。
技术介绍
加筋挡墙由于其优越的承载能力和抗震稳定性在山坡、基坑边坡和河流岸壁的稳定加固中得到了广泛的应用。经过多年来国内外的工程实践经验论证，当遇到地震灾害时，加筋土挡墙能够有效的加固或拦挡不良地质体。例如，加固滑坡、崩塌、岩堆体，拦挡落石、泥石流等。然而，根据近年来世界范围上的加筋土挡墙的震后调查显示，虽然较传统的重力式挡墙，加筋土挡墙表现出了较优秀的抗震性能，但仍有较大比例的加筋土挡墙发生了不同程度的破坏。其中，主要的破坏现象之一为挡墙面板与筋材的刚性连接处发生断裂，原因主要是柔性加筋体有较好的变形适应能力，而刚性面板处的刚性连接变形适应能力较差，因而容易因变形适应能力存在差别而发生破坏。现有较好的解决方法为采用生态柔性无面板土工格栅加筋土边坡，其优点为：施工可采用机械进行操作，快速简便；充分利用原有边坡土体，减少弃方，生态环保；同时边坡可以进行美观绿化，景观效果比较好；工程造价较低；但也有缺点，即占地面积比较宽，所需土石方量相对较大；降雨作用下坡面易发生冲刷破坏。因而，增加了工程的土地征用及材料费用，耐久性相对较差，且不适用于可用面积较小工程。进而生态柔性无面板土工格栅加筋土边坡施工方法的基础上提供了一种装配式刚、柔组合型弹性抗震加筋土挡墙施工方法。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有加筋挡墙面板刚性连接处变形适应能力差、柔性无面板的加筋土边坡占地面积大等现象的问题，进而提供了一种装配式刚、柔组合型弹性抗震加筋土挡墙施工方法。本专利技术采用如下技术方案：一种装配式刚、柔组合型弹性抗震加筋土挡墙，包括装配式墙面板混凝土砌块、防水土工膜、混凝土防水封顶层、土工格栅装置、基础和填筑地基，土工格栅装置与填筑地基顶面平齐对接并施工安装于基础上，所述土工格栅装置是由若干层水平设置的格栅单体连接而成，格栅单体相互平行，且各层格栅单体的首尾端平齐，格栅单体之间的空隙由回填土密实，装配式墙面板混凝土砌块通过弹性减震连接装置拼接并与土工格栅装置垂直连接，构成刚、柔组合型弹性抗震加筋土挡墙。沿着挡土墙横断面每块装配式墙面板混凝土砌块拼接处设置1个弹性减震连接装置。所述弹性减震连接装置包括减震弹簧、嵌入式连接板和固定杆，减震弹簧前端的嵌入式连接板将弹性减震连接装置与装配式墙面板混凝土砌块连接，减震弹簧后端的固定杆将弹性减震连接装置与土工格栅装置连接。所述装配式墙面板混凝土砌块上下侧设有预留槽，用于上下装配式墙面板混凝土砌块的无缝拼接。所述嵌入式连接板同时也是装配式墙面板混凝土砌块的拼接模具，将嵌入式连接板嵌入上下装配式墙面板混凝土砌块预留槽，并使用植筋胶灌封，使得上下装配式墙面板混凝土砌块无缝紧密拼接。在土工格栅装置反包前，将弹性减震连接装置固定杆穿过已铺设完的主筋与辅筋格栅网孔，使土工格栅装置与弹性减震连接装置相连。一种装配式刚、柔组合型弹性抗震加筋土挡墙的施工方法，采用弹簧减震连接装置提高挡土墙变形适应能力，加筋土装配式刚、柔组合型弹性抗震加筋土挡墙的具体施工步骤如下：1）施工基础：采用现浇混凝土基础或浆砌条石基础；2）施工填筑地基：将原状坡体结合部位开挖成台阶状，形成倒梯形台阶断面的填筑地基，以增加界面摩擦；3）将底层装配式墙基础底座浆砌在上述混凝土基础或浆砌条石基础上；4）将弹性减震连接装置嵌入式连接板嵌入装配式墙面板混凝土砌块中，在装配式墙面板混凝土砌块后摊铺填料，接着铺设土工格栅装置，先铺设主筋格栅和辅筋格栅，在反包前，将固定杆穿过已铺设完的主筋与辅筋格栅网孔，使土工格栅装置与弹性减震连接装置相连；5）施工土工格栅装置：在施工完成的基础上由下至上依次分层铺设格栅单体，每施工完一层格栅单体进行填土压实平整后再进行上一层格栅单体的施工。本专利技术提供的岩土工程用使用土工格栅装置（5）、装配式墙面板混凝土砌块（1）及弹性减震连接装置（2）对土进行加固的装配式刚柔组合型加筋土挡墙的布置及方法，通过使用土工格栅装置（5）、装配式墙面板混凝土砌块（1）和弹性减震连接装置（2）大大增强土挡墙的变形适应能力并减少了工程占用面积；在地震荷载作用下，通过使用弹性减震连接装置（2）的嵌入式连接板（63）作为拼接模具，允许装配式墙面板混凝土砌块（1）之间存在一定的错动而不至破坏，同时通过使用弹性减震连接装置（2）的固定杆（61）将墙面与土工格栅装置（5）取代了现今常用的刚性连接，增强了墙面与土工格栅装置（5）的变形协调能力，由此减少装配式墙面板混凝土砌块（1）与土工格栅连接处的脆性破坏；通过U型钉和尼龙扎带（53）对土工格栅进行连接，使得结构成为统一的受力整体，更加安全，且尼龙扎带（53）为土工合成材料能抵抗传统钢丝绑扎潜在的腐蚀、老化危险提高了系统的抗腐蚀能力和耐久性；通过设置内、外排水设施，保证结构在自然环境因素如降雨等的作用下依然能具有足够的耐久性。为了研究该加筋土挡墙在地震荷载作用下的受力及变形情况并验证其安全性，建立了加筋土挡墙的有限元模型如图6，以竖直均布荷载来模拟加筋土挡墙上部荷载作用下加筋土挡墙的响应，以EL地震波来模拟加筋土挡墙在地震荷载的作用下加筋土挡墙的动响应，并进行动力分析。考虑加筋土挡墙在动、静荷载共同作用下的受力及变形情况，鉴于变形较小无法看清变形情况，取放大系数为50倍得变形网格图图8，综合总位移图图9，可见,知最大位移发生于墙体顶部，且呈自上而下递减的趋势，至墙体基础位置变形已可忽略不计。而墙面部分无明显变形。弹性减震连接装置由于假定其仅承受轴向力，因而纵向随土体产生微小位移，对其工作性能无明显影响。与传统加筋边坡相比，墙面处位移较小无墙面隆起等变形情况，防护能力较强。由图10可见由地震荷载引起的水平位移较小，最大位移出现在非加筋区，由于前端非加筋区有面板防护，因此对墙体稳定性也无明显影响。由图11的变形等值线图可见，墙体无明显的向外滑动的潜在滑动面。综上可以看出本专利技术的方法和结构简单，强度、刚度、变形适应能力和稳定性好，变形疲劳寿命好，防冲刷能力强。此外，在实际工程应用中，对回填土体进行压实能进一步的减小墙体的竖向沉降，加之坚固的基础修筑，能使本新型加筋土挡墙在工程中具有优越的稳定性。附图说明图1为加筋土挡墙的结构示意图；图2土工格栅装置的结构示意图；图3是装配式墙面板混凝土砌块结构示意图；图4为弹性减震连接装置示意图；图5a、5b为弹性减震连接装置细部尺寸示意图；图6为加筋土挡墙有限元模型示意图；图7为本专利技术实施的数值计算平均应力图；图8为本专利技术实施的数值计算变形网格图；图9为本专利技术实施的数值计算总位移图；图10是本专利技术实施的数值计算水平位移图；图11是本专利技术实施的数值计算总位移等值线图。图中：1-装配式墙面板混凝土砌块、2-弹性减震连接装置、3-防水土工膜、4-混凝土防水封顶层、5-土工格栅装置、6-基础、7-渗沟、8-排水管、9-回填碎石、10-填筑地基、11-保护层；51-格栅单体、52-回填土、53-尼龙扎带、54-辅助拉筋、55-主要拉筋、56-填土袋；61-固定杆、62本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装配式刚、柔组合型弹性抗震加筋土挡墙，包括装配式墙面板混凝土砌块（1）、防水土工膜（3）、混凝土防水封顶层（4）、土工格栅装置（5）、基础（6）和填筑地基（10），土工格栅装置（5）与填筑地基（10）顶面平齐对接并施工安装于基础（6）上，所述土工格栅装置（5）是由若干层水平设置的格栅单体（51）连接而成，格栅单体（51）相互平行，且各层格栅单体（51）的首尾端平齐，格栅单体（51）之间的空隙由回填土（52）密实，其特征在于，装配式墙面板混凝土砌块（1）通过弹性减震连接装置（2）拼接并与土工格栅装置（5）垂直连接，构成刚、柔组合型弹性抗震加筋土挡墙。

【技术特征摘要】
1.一种装配式刚、柔组合型弹性抗震加筋土挡墙，包括装配式墙面板混凝土砌块（1）、防水土工膜（3）、混凝土防水封顶层（4）、土工格栅装置（5）、基础（6）和填筑地基（10），土工格栅装置（5）与填筑地基（10）顶面平齐对接并施工安装于基础（6）上，所述土工格栅装置（5）是由若干层水平设置的格栅单体（51）连接而成，格栅单体（51）相互平行，且各层格栅单体（51）的首尾端平齐，格栅单体（51）之间的空隙由回填土（52）密实，其特征在于，装配式墙面板混凝土砌块（1）通过弹性减震连接装置（2）拼接并与土工格栅装置（5）垂直连接，构成刚、柔组合型弹性抗震加筋土挡墙。2.根据权利要求1所述的装配式刚、柔组合型弹性抗震加筋土挡墙，沿着挡土墙横断面每块装配式墙面板混凝土砌块（1）拼接处设置1个弹性减震连接装置（2）。3.根据权利要求1所述的装配式刚、柔组合型弹性抗震加筋土挡墙，所述弹性减震连接装置（2）包括减震弹簧（62）、嵌入式连接板（63）和固定杆（61），减震弹簧（62）前端的嵌入式连接板（63）将弹性减震连接装置（2）与装配式墙面板混凝土砌块（1）连接，减震弹簧（62）后端的固定杆（61）将弹性减震连接装置（2）与土工格栅装置（5）连接。4.根据权利要求2或3所述的装配式刚、柔组合型弹性抗震加筋土挡墙，所述装配式墙面板混凝土砌块（1）上下侧设有预留槽，用于上下装配式墙面板混凝土砌块（1）的无缝拼接。5.根据权利要求4所...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯玉洁，朱佳华，王俊杰，张曦君，黄亮，潘艳辉，马艳，王博，徐伟，唐亮，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：河南,41