生态挡土墙及施工方法技术

本发明专利技术公开了一种生态挡土墙及施工方法，设置在作为工程结构的普通挡土墙外，其结构包括景观石、土拱、渗水层、填土、种植土、花木、横向渗水管和纵向渗水管等，并根据生态挡土墙填土自身产生土拱效应的原理，采用廉价材料预先设置与生态挡土墙填土自身产生土拱效应相同形状的土拱，提供免费的预应力，充分利用土拱材料承受压力大和纵向刚度大的特点，将横向土压力转变为纵向推力，均衡结构受力，从而节约工程材料，提高安全性能；同时设置景观石和大面积种植花木，将工程结构受力和景观美化融合在一起。因此，本发明专利技术是一种构造简单、施工便利、费用低廉、安全可靠和美观实用的生态挡土墙，其结合相应的施工方法，具有较高的经济效益和社会效益。

【技术实现步骤摘要】
生态挡土墙及施工方法
本专利技术涉及一种挡土墙领域，具体是指生态挡土墙及施工方法。
技术介绍
生态挡土墙是一种既能起到满足工程结构需要，又兼具生态环保、景观功能的挡土墙。传统浆砌块石和混凝土等形式的挡土墙只是一种工程结构，缺少生态环境的保护作用。现有许多种类的所谓生态挡土墙也仅在浆砌块石和混凝土预制块等结构的空隙里种植一些花木，花木生存空间小、养护工作量大，生态功能有限；如增加花木的种植空间，则可能带来工程结构的安全隐患，故生态与安全双方难以全面统筹兼顾，这对于以工程结构为主的挡土墙显然难以具备生态功能。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷而提供一种构造简单、施工便利、费用低廉、安全可靠和美观实用的生态挡土墙及施工方法。本专利技术的技术问题通过以下技术方案实现：一种生态挡土墙，设置在作为工程结构的普通挡土墙外，包括若干块按照相隔一定距离设置在地基上的景观石，每相邻两块所述的景观石之间均浇筑土拱，该土拱的拱背凸部朝向普通挡土墙，并在拱背凸部外侧覆盖渗水层，该渗水层与普通挡土墙之间依次填入分层压实的填土、覆盖在填土顶部的种植土和种植在种植土上的花木；所述的土拱拱腹凹部与相邻的两块景观石之间均覆盖种植土并种植花木；所述的土拱内按照上下错位设置多根横向渗水管，土拱外设置多根纵向渗水管，且多根横向渗水管和多根纵向渗水管均伸出生态挡土墙外排水。所述的土拱支撑在两块景观石上，土拱的拱轴线与填土分布荷载的形状相同即，其中为土拱底部拱脚与普通挡土墙之间填土的宽度、为填土的主动土压力修正系数；在作用下，假设土拱不承受弯矩只承受剪力和压力，对土拱上任意一点的合力矩等于零，即,并应用朗肯土压力理论和力的平衡原理，得到土拱的拱轴线方程、填土分布荷载、土拱受力和景观石受力计算公式；公式一、公式二、无粘性土：粘性土：公式三、公式一、公式二和公式三中的各符号定义为：——土拱后填土高度，；——土拱底部与普通挡土墙之间填土的宽度，；——土拱底部两拱脚之间的水平距离，；——土拱底部的宽度，；——土拱底部所受的景观石的推力，；——土拱底部所受的压力与两拱脚纵向水平连线的夹角，；——景观石的重度，；——土拱以O点为原点的生态挡土墙的纵向坐标值，；——土拱以O点为原点的生态挡土墙之间的纵向坐标值，；——土拱以O点为原点的生态挡土墙的横向坐标值，；——朗肯主动土压力系数；——景观石与地基之间的摩擦系数；——土拱后填土的重度，；——土拱后填土的粘聚力，；——土拱后填土的内摩擦角，；——填土的主动土压力修正系数，；——填土的主动土压力调整系数；——填土的主动土压力调整系数；——参数，；——参数，；——参数，；——土拱底部拱轴线任意处所受的填土分布荷载，；——土拱底部拱轴线之间的所受的填土分布荷载，；——土拱底部拱脚所受的填土分布荷载，；——土拱底部拱中部所受的填土分布荷载，；——土拱材料所受的压应力，；——土拱材料的容许压应力，。所述的生态挡土墙根据工程基础与地基高度设置成一级或多级，且多级生态挡土墙的各级景观石和土拱组合错位设置。所述的土拱为砂砾石和水泥拌和而成的水泥稳定土或粘土、砂砾、石灰共同拌和而成的三合土，平面为拱形、立面为阶梯形，土拱两端的拱脚分别支撑在每块景观石的一端；阶梯形土拱的阶梯级数和截面尺寸按所用材料性能由计算确定。所述的渗水层是由碎石和土工布组成，碎石级配良好，最大粒径不大于5cm，含泥量小于3%，碎石层厚度10cm～15cm，土工布为合成纤维编织而成的透水性土工合成材料，两层土工布包裹在碎石外侧。所述的多根横向渗水管和多根纵向渗水管均为PVC塑料材质；横向渗水管管径3cm～5cm，设置在土拱内，水平向间距1m～2m，上下层每排高度0.5m～1m交叉设置，一端插入土拱拱背凸部的碎石中3cm～5cm，另一端伸出种植土外1cm～2cm；纵向渗水管管径5cm～10cm，管壁纵向相隔5cm～10cm交叉开孔2个～3个，开孔直径0.5cm～1cm，外包两层土工布，多根纵向渗水管设置在渗水层与普通挡土墙之间的填土内，水平向间距1m～2m，上下层每排高度1m～2m交叉设置，两端伸出填土外1cm～2cm。所述的地基用于承受普通挡土墙和生态挡土墙的受力，该普通挡土墙为传统浆砌块石和混凝土，最上一级为建筑工程或其他工程的工程基础；所述的一级生态挡土墙高度1.5m～2.0m；所述的多级生态挡土墙的每级生态挡土墙之间均设置一级普通挡土墙；仅设置一级生态挡土墙时，生态挡土墙与建筑工程或其他工程的工程基础之间无普通挡土墙。所述的种植土为适合花木生长的土壤，种植土覆盖于填土顶部，以及土拱拱腹凹部与相邻的两块景观石之间，种植土上种植花木。所述的填土就地取材，用粘性土或无粘性土如砂性土，含水率3%～5%，分层填筑厚度30cm～50cm，机械压实，密实度不小于80%。一种生态挡土墙施工方法，包括如下步骤：步骤一、拟定生态挡土墙结构尺寸根据地形和地质钻探资料，初拟生态挡土墙、普通挡土墙的结构尺寸、布置形式和选择工程材料；由公式一、公式二、公式三计算复核并确定生态挡土墙、普通挡土墙的结构尺寸、布置形式和工程材料；③编制施工组织设计文件，组织施工；步骤二、普通挡土墙施工测量放样，按设计图纸确定普通挡土墙、生态挡土墙的精确位置和标高；②清理工程基础与普通挡土墙之间的边坡；③开挖普通挡土墙基础并进行地基处理以满足地基承载力要求；④按设计图纸砌筑普通挡土墙；多级普通挡土墙按～④逐级从下而上施工；步骤三、下级生态挡土墙施工生态挡土墙地基处理以满足地基承载力要求：②优选采用单个天然石料原石，景观石与土拱结合处开凿成设计角度；③定位景观石位置，地基铺设水泥砂浆2cm～3cm厚度，吊装景观石就位；④测量放样、架设土拱模板，要求模板位置和尺寸准确、安装固定牢固，模板内预埋多根横向渗水管；⑤土拱模板内浇筑水泥稳定土或三合土，振动密实，并适时拆除模板、养护达到设计强度；⑥多个景观石和土拱组合施工完成后，在土拱与普通挡土墙之间的地基上放置已包裹土工布的多根纵向渗水管；按填土分层填筑厚度，在土拱拱背凸部铺上碎石并用土工布包裹，用少量填土料作为支挡，以免碎石和土工布组成的渗水层塌落；填筑第一分层填土，用压路机压实至规定的密实度，碎石和土工布组成的渗水层边缘用小型压实机械或人工拍实，压实过程中人工配合整理土工布以防压实机械损伤土工布；填筑土拱拱腹凹部与相邻两块景观石之间覆盖的种植土，用小型压实机械或人工拍实；进行土拱拱背凸部第二分层填土、土拱拱腹凹部第二分层种植土和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生态挡土墙，设置在作为工程结构的普通挡土墙（4）外，包括若干块按照相隔一定距离设置在地基（1）上的景观石（2），其特征在于每相邻两块所述的景观石（2）之间均浇筑土拱（5），该土拱的拱背凸部朝向普通挡土墙（4），并在拱背（5）凸部外侧覆盖渗水层（6），该渗水层与普通挡土墙（4）之间依次填入分层压实的填土（8）、覆盖在填土顶部的种植土（7）和种植在种植土上的花木（3）；所述的土拱（5）拱腹凹部与相邻的两块景观石（2）之间均覆盖种植土（7）并种植花木（3）；所述的土拱（5）内按照上下错位设置多根横向渗水管（91），土拱（5）外设置多根纵向渗水管（92），且多根横向渗水管（91）和多根纵向渗水管（92）均伸出生态挡土墙外排水。/n

【技术特征摘要】
1.一种生态挡土墙，设置在作为工程结构的普通挡土墙（4）外，包括若干块按照相隔一定距离设置在地基（1）上的景观石（2），其特征在于每相邻两块所述的景观石（2）之间均浇筑土拱（5），该土拱的拱背凸部朝向普通挡土墙（4），并在拱背（5）凸部外侧覆盖渗水层（6），该渗水层与普通挡土墙（4）之间依次填入分层压实的填土（8）、覆盖在填土顶部的种植土（7）和种植在种植土上的花木（3）；所述的土拱（5）拱腹凹部与相邻的两块景观石（2）之间均覆盖种植土（7）并种植花木（3）；所述的土拱（5）内按照上下错位设置多根横向渗水管（91），土拱（5）外设置多根纵向渗水管（92），且多根横向渗水管（91）和多根纵向渗水管（92）均伸出生态挡土墙外排水。


2.根据权利要求1所述的生态挡土墙，其特征在于所述的土拱（5）支撑在两块景观石（2）上，土拱（5）的拱轴线与填土（8）分布荷载的形状相同即，其中为土拱底部拱脚与普通挡土墙（4）之间填土（8）的宽度、为填土（8）的主动土压力修正系数；在作用下，假设土拱（5）不承受弯矩只承受剪力和压力，对土拱（5）上任意一点的合力矩等于零，即,并应用朗肯土压力理论和力的平衡原理，得到土拱（5）的拱轴线方程、填土（8）分布荷载、土拱（5）受力和景观石（2）受力计算公式；
公式一、



公式二、
无粘性土：



粘性土：



公式三、



公式一、公式二和公式三中的各符号定义为：

——土拱（5）后填土（8）高度，；

——土拱（5）底部与普通挡土墙（4）之间填土的宽度，；

——土拱（5）底部两拱脚之间的水平距离，；

——土拱（5）底部的宽度，；

——土拱（5）底部所受的景观石的推力，；

——土拱（5）底部所受的压力与两拱脚纵向水平连线的夹角，；

——景观石（2）的重度，；

——土拱（5）以O点为原点的生态挡土墙的纵向坐标值，；

——土拱（5）以O点为原点的生态挡土墙之间的纵向坐标值，；

——土拱（5）以O点为原点的生态挡土墙的横向坐标值，；

——朗肯主动土压力系数；

——景观石（2）与地基（1）之间的摩擦系数；

——土拱（5）后填土（8）的重度，；

——土拱（5）后填土（8）的粘聚力，；

——土拱（5）后填土（8）的内摩擦角，；

——填土（8）的主动土压力修正系数，；

——填土（8）的主动土压力调整系数；

——填土（8）的主动土压力调整系数；

——参数，；

——参数，；

——参数，；

——土拱（5）底部拱轴线任意处所受的填土（8）分布荷载，；

——土拱（5）底部拱轴线之间的所受的填土（8）分布荷载，；

——土拱（5）底部拱脚所受的填土（8）分布荷载，；

——土拱（5）底部拱中部所受的填土（8）分布荷载，；

——土拱（5）材料所受的压应力，；

——土拱（5）材料的容许压应力，。


3.根据权利要求1所述的生态挡土墙，其特征在于所述的生态挡土墙根据工程基础（41）与地基高度设置成一级或多级，且多级生态挡土墙的各级景观石（2）和土拱（5）组合错位设置。


4.根据权利要求1所述的生态挡土墙，其特征在于所述的土拱（5）为砂砾石和水泥拌和而成的水泥稳定土或粘土、砂砾、石灰共同拌和而成的三合土，平面为拱形、立面为阶梯形，土拱（5）两端的拱脚分别支撑在每块景观石（2）的一端；阶梯形土拱的阶梯级数和截面尺寸按所用材料性能由计算确定。


5.根据权利要求1所述的生态挡土墙，其特征在于所述的渗水层（6）是由碎石（61）和土工布（62）组成，碎石级配良好，最大粒径不大于5cm，含泥量小于3%，碎石层厚度10cm～15cm，土工布（62）为合成纤维编织而成的透水性土工合成材料，两层土工布包裹在碎石（61）外侧。


6...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈出新，胡允岳，杨雪娟，叶海波，范春影，王兰忠，刘名坚，王作强，潘永梅，
申请(专利权)人：浙江绿艺建设有限公司，浙江绿艺科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33