專利名稱：混凝土重力墩式擋墻的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及市政工程與建筑工程中廣泛應(yīng)用的支擋結(jié)構(gòu)，具體涉及一種重力 墩式擋墻，屬于建筑技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
重力式擋土墻是指依靠其自重防止土體邊坡坍塌的構(gòu)筑物。它依靠自身的重力來(lái) 保持擋土墻在水、土壓力作用下的穩(wěn)定，可用磚、石、混凝土建造而成，一般不配鋼筋或只在 局部范圍內(nèi)配少量鋼筋、是目前常用的一種擋土墻。根據(jù)墻背的不同傾斜方向和墻背線條 的變化，墻身斷面形式可分為仰斜、垂直、俯斜、凸形折線式和衡重式等幾種。對(duì)仰斜、垂直 和俯斜式三種不同的墻背所受的土壓力進(jìn)行對(duì)比，仰斜墻背所受的土壓力和墻身截面積為 最小，垂直墻背次之，俯斜墻背較大。墻背仰斜的重力式擋墻的墻背土壓力較小，所以墻身截面較經(jīng)濟(jì)。但由于胸坡較 衡重式墻緩，故不適合地面橫坡很陡，急于收坡的地方，墻頂與胸坡的交點(diǎn)不宜置于路肩， 以免墻身侵入基床，造成受力不均。相對(duì)而言，俯斜墻背的斷面積比垂直墻背更大。這種墻 型由于重心前移，不能很好地發(fā)揮重力式擋墻依靠自身重力抵擋填土壓力的作用。俯斜墻 背易于填土的夯實(shí)，但所受的土壓力亦隨之增加，致使斷面增大。衡重式擋土墻的最大優(yōu)點(diǎn)是可利用衡重平臺(tái)上的填土重、迫使墻身整體重心后 移，使基底應(yīng)力趨于均衡，增加了墻身的穩(wěn)定性、這樣可適當(dāng)提高擋土的高度，該種墻型作 為路肩墻適用于山區(qū)地形陡峻處，具有較大的收坡能力，使之能夠在條件相同的情況下，以 較矮的墻高達(dá)到選用其他墻型同樣的效果，減少墻身截面積和占地面積；但從另一方面來(lái) 講，衡重式擋墻的構(gòu)造形式又限制了其基底不可能做得很大，因此就擴(kuò)散擋墻基底應(yīng)力而 言，衡重式擋土墻反而不如其他形式的擋土墻，其提高擋土的高度也是比較有限的。同時(shí)由 于其衡重臺(tái)處墻身截面是設(shè)計(jì)薄弱環(huán)節(jié)，計(jì)算分析復(fù)雜，其上墻墻背、尤其是上墻背底部受 動(dòng)力荷載影響顯著，存有應(yīng)力集中現(xiàn)象，因此不宜在承受動(dòng)荷載的擋墻中使用。在施工工藝方面，墻背仰斜的重力式擋墻需要先開(kāi)挖邊坡后砌筑擋墻，以使墻背 與土坡貼合緊密；墻背俯斜的重力式擋墻及衡重式擋墻通常需先開(kāi)挖必需的工作面，然后 砌筑擋墻，再進(jìn)行回填夯實(shí)。受施工工藝限制，這類擋墻不能用于先砌筑擋墻，再進(jìn)行開(kāi)挖 的工況。墻背仰斜的重力式擋墻收坡能力弱，占地面積大；墻背俯斜的重力式擋墻由于重 心外移，自穩(wěn)定能力差，且斷面面積大；衡重式擋墻的計(jì)算分析復(fù)雜，對(duì)動(dòng)荷載較為敏感。同 時(shí)，這些重力式擋墻受工法限制，不能應(yīng)用于先砌筑支擋，再進(jìn)行開(kāi)挖的工程，并且不適合 應(yīng)用于建筑密集、施工作業(yè)面受限制地區(qū)。此外，對(duì)于普通重力式擋墻中采用先開(kāi)挖后支護(hù) 施工方案，存在開(kāi)挖后原有土體卸載，變形不穩(wěn)定的問(wèn)題。綜上所述，各種常規(guī)形式的重力式擋墻受各種外部因素制約，有各自的適用范圍。 并且以上各種型式的重力式擋墻，施工時(shí)需要較大的作業(yè)面，振動(dòng)、噪音大，對(duì)周邊環(huán)境影 響大。因此，對(duì)于需要在建筑密集、施工作業(yè)面受限制地區(qū)，設(shè)計(jì)建造占地面積小、收坡能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好，并對(duì)周邊環(huán)境影響小的擋墻，必須綜合上述各種形式擋墻的優(yōu)點(diǎn)，揚(yáng)長(zhǎng)避短， 設(shè)計(jì)創(chuàng)新，積極采用新型重力式擋墻。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服上述普通重力式擋墻的技術(shù)不足，并滿足 建筑密集、施工作業(yè)面受限制地區(qū)的建設(shè)需求，在綜合各類重力式擋墻的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)的基礎(chǔ) 上，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施工方便、經(jīng)濟(jì)技術(shù)效果好的擋墻。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種混凝土重力墩式擋墻，由上至下分為 三個(gè)部分，分別為仰首段、瘦身段、削踵段，其特征在于所述仰首段為仰斜的平行四邊形 體，中部的瘦身為墻胸垂直的弦切圓混凝土墩，弦切角選用范圍為90° 170°，下部的削 踵段也為弦切圓混凝土墩，弦切角為0° 120°，其弦切方向與瘦身段的弦切方向相反。前述的混凝土重力墩式擋墻，其特征在于所述仰首段是仰斜的平行四邊形體，其 仰斜角可在80° 45°間選用，在若干個(gè)獨(dú)立混凝土墩的頂部整體現(xiàn)澆形成一個(gè)完整墻 身結(jié)構(gòu)受力單元。前述的混凝土重力墩式擋墻，其特征在于所述瘦身段是墻胸垂直的弦切圓混凝 土墩，墩的半徑為800mm 1800mm ；弦切角的大小可在90° 170°間選用。前述的混凝土重力墩式擋墻，其特征在于所述削踵段是漸變的弦切圓混凝土墩， 弦切角為0° 120°，其方向與瘦身段的弦切方向相反；墩的半徑為800mm 1800mm;底 面為逆坡形。前述的混凝土重力墩式擋墻，其特征在于所述每個(gè)相鄰混凝土墩之間設(shè)置泄水 孔。本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)原理為在平面上沿長(zhǎng)度方向，采用首尾相切的弦切圓形混 凝土墩布置。在橫截面上整個(gè)墻體可以分為三部分，上部為仰斜的平行四邊形體，高約 1.0m 2.0m，占全高的1/3左右，仰斜角度選用范圍為80° 45°，設(shè)置仰角可以減小土 壓力，而且傾斜部分迫使墻身整體重心后移，使基底應(yīng)力趨于均衡，增加了墻身的穩(wěn)定性、 這樣可適當(dāng)提高擋土的高度；中部為垂直墻胸的弦切圓，弦切角選用范圍為90° 170°， 弦切圓較整圓截面面積小，工程量減少，且垂直的墻胸可以增強(qiáng)擋墻的收坡能力，由弦切面 構(gòu)成的墻胸為平面，平整的立面效果可以與周邊環(huán)境協(xié)調(diào)。底部截面同樣也為漸變弦切圓， 弦切角為0° 120°，與中部瘦身段弦切方向相反，如此設(shè)置可進(jìn)一步增強(qiáng)重心后移的效 果，提高穩(wěn)定性，同時(shí)可以增大底部截面的抵抗矩，減小基底應(yīng)力。此外底截面與基底設(shè)計(jì) 成逆坡，可以增強(qiáng)墻體的抗滑移能力。由此，墻型截面分段可以形象地概括為三部分上部截面為傾斜平行四邊形 簡(jiǎn)稱仰首中部截面為弦切圓簡(jiǎn)稱瘦身踵部截面為漸變弦切圓簡(jiǎn)稱削踵每個(gè)混凝土重力墩式擋墻相對(duì)獨(dú)立，通過(guò)上部仰斜平行四邊形體部分的混凝土整 體現(xiàn)澆連成一體，共同抵抗水平側(cè)壓力，每隔若干個(gè)重力墩設(shè)置一條伸縮縫釋放變形應(yīng)力 和沉降差異，同時(shí)作為進(jìn)行車輛荷載等效換算的一個(gè)單元，考慮汽車荷載的作用。每個(gè)重力 墩之間設(shè)置泄水孔，使墻后積水或地下水及時(shí)排除，降低墻后的水壓力。針對(duì)上述結(jié)構(gòu)方 案，通過(guò)Mathcad編制計(jì)算程序，對(duì)混凝土重力墩式擋墻在側(cè)向土壓力、上部堆載及車輛荷
4載的作用下，整個(gè)墻身的抗傾覆穩(wěn)定性、滑移穩(wěn)定性、地基承載力及墻身強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算，通 過(guò)對(duì)直徑、高度、仰角等參數(shù)的調(diào)整優(yōu)化，最終確定墻身各部分的截面尺寸。本實(shí)用新型所達(dá)到的有益效果混凝土重力墩式擋墻綜合了各類重力式擋墻的優(yōu) 點(diǎn)，上部仰斜部分可減小側(cè)向土壓力，迫使墻身整體重心后移，使基底應(yīng)力趨于均衡，增加 了墻身的穩(wěn)定性、可提高擋土的高度，在條件相同的情況下，以較矮的墻高達(dá)到選用其他墻 型同樣的效果；中部垂直墻胸具有較強(qiáng)的收坡能力，減小占地面積，被弦切除部分增強(qiáng)了重 心后移效果，墻胸平整的立面效果可以與周邊環(huán)境協(xié)調(diào)；底部反向弦切圓可增強(qiáng)重心后移 的效果，提高穩(wěn)定性，同時(shí)可以增大底部截面的抵抗矩，減小基底應(yīng)力，底截面與基底設(shè)計(jì) 成逆坡，提高墻體的抗滑移能力。整個(gè)墻身截面的削踵、瘦身、仰首三部分結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、受力分 工明確，計(jì)算分析概念清晰，充分發(fā)揮了重心后移的效果，提高了自穩(wěn)定性，與常規(guī)重力式 擋墻相比擴(kuò)大了適用范圍，減小了墻身截面的工程量，降低了工程造價(jià)。

圖1為本實(shí)用新型的重力墩式擋墻的平面俯視圖；圖2為圖1中A-A向剖視圖；圖3為圖2中B-B向剖視圖；圖4為圖2中C-C向剖視圖；圖5為圖2中D-D向剖視圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的混凝土重力墩式擋墻，以自身的重力來(lái)保持擋墻在水、土壓力及車 輛荷載作用下的穩(wěn)定。單個(gè)混凝土墩的直徑根據(jù)地基承載力、擋土高度、堆土情況及車輛荷 載確定，一般情況為1. 6m-3. 6m。整個(gè)墻身橫截面分為上部?jī)A斜平行四邊形1 (簡(jiǎn)稱仰首)、 中部弦切圓2 (簡(jiǎn)稱瘦身)、底部漸變弦切圓3 (簡(jiǎn)稱削踵)三部分。上部仰角選用范圍為 80° 45°，高度約占整個(gè)墻身全高的1/3左右，仰斜部分的傾角不同決定了整個(gè)墻身重 心的后移情況，高度的不同決定了其收坡能力。中部垂直墻胸具有較強(qiáng)的收坡能力，減小 占地面積，被弦切除部分增強(qiáng)了重心后移效果，提高了抗傾覆穩(wěn)定性，中部高度約占總高的 1/2左右，它決定了重力后移的效果及工程量的大小。底部漸變弦切圓部分，進(jìn)一步增強(qiáng)了 重心后移效果，提高了自穩(wěn)定性，反向弦切部分增大了截面抵抗矩，均衡了基底應(yīng)力。所述 每個(gè)混凝土墩之間設(shè)置泄水孔4。每若干個(gè)獨(dú)立的混凝土重力墩通過(guò)仰斜部分的整體現(xiàn)澆 形成一個(gè)受力單元，由此每個(gè)受力單元墻身結(jié)構(gòu)的三個(gè)部分便形成有效的工作機(jī)制，受力 分工明確，綜合提高了墻身的抗傾覆穩(wěn)定性，達(dá)到以最小的工程量，實(shí)現(xiàn)最大的擋土支護(hù)效
^ ο以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征及優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員 應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明中描述的只是本實(shí)用新 型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)， 這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)，本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的 權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。
權(quán)利要求一種混凝土重力墩式擋墻，由上、中、下三部分組成，其特征在于上部為仰首段，其體形為仰斜的平行四邊形體，中部為瘦身段，其體形為墻胸垂直的弦切圓混凝土墩，下部為削踵段，其體形為弦切圓混凝土墩，其弦切方向與瘦身段的弦切方向相反，踵部段底面為逆坡形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土重力墩式擋墻，其特征在于所述仰首段是仰斜的平 行四邊形體，其仰斜角可在80° 45°間選用，在若干個(gè)獨(dú)立混凝土墩的頂部整體現(xiàn)澆形 成一個(gè)完整墻身結(jié)構(gòu)受力單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土重力墩式擋墻，其特征在于所述瘦身段是墻胸垂直 的弦切圓混凝土墩，墩的半徑為800mm 1800mm ；弦切角的大小可在90° 170°間選用。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土重力墩式擋墻，其特征在于所述削踵段是漸變的 弦切圓混凝土墩，弦切角為0° 120°，其方向與瘦身段的弦切方向相反；墩的半徑為 800mm 1800mm ；底面為逆坡形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土重力墩式擋墻，其特征在于所述每個(gè)相鄰混凝土墩 之間設(shè)置泄水孔。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種混凝土重力墩式擋墻，每個(gè)混凝土重力墩由上至下分為三個(gè)部分，分別為仰首段、瘦身段、削踵段，其特征在于所述仰首段為仰斜的平行四邊形體，中部的瘦身段為墻胸垂直的弦切圓混凝土墩，弦切角選用范圍為90°～170°，下部的削踵段也為弦切圓混凝土墩，其弦切方向與瘦身段的弦切方向相反。若干個(gè)獨(dú)立的混凝土重力墩通過(guò)仰斜部分的整體現(xiàn)澆形成一個(gè)受力單元，每個(gè)受力單元墻身結(jié)構(gòu)的三個(gè)部分相輔相成，形成有效的支擋結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型充分發(fā)揮了重心后移的效果，提高了自穩(wěn)定性，與常規(guī)重力式擋墻相比擴(kuò)大了應(yīng)用范圍，減小了墻身截面的工程量，降低了工程造價(jià)。
文檔編號(hào)E02D17/20GK201665876SQ201020127718
公開(kāi)日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2010年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月10日
發(fā)明者周元強(qiáng), 姚剛, 楊明, 沈錦儒, 王尉, 王磊 申請(qǐng)人:江蘇省電力設(shè)計(jì)院