模块化装配式预应力挡土墙

1.本实用新型涉及一种挡土墙，特别是涉及一种模块化装配式预应力挡土墙。


背景技术：

2.扶壁式挡土墙是一种轻型支挡结构,依靠墙身自重和墙底板以上填筑土体（包括荷载）的重量维持挡土墙的稳定。大部分扶壁式挡土墙的墙面较窄，因此抵抗土体的强度相比较低，适用于地基承载力相对较低的市政工程和地下空间工程之中。
3.传统的整体式现浇扶臂挡土墙在施工过程中要经过测量放样、基坑开挖、制作基础、钢筋绑扎、模板支护、混凝土现浇、养护、拆模等多道工序。所以其施工周期过长，消耗大量、人力、木材等、且成本和施工质量很难得到控制，对周围的场地空间需求大且对环境会造成一定程度的破坏。因此制作一种装配式扶臂挡土墙可以解决部分问题同时在墙体内增加预应力钢筋，对结构整体的强度和稳定性有一定的提高，这是未来发展的一种趋势。
4.装配式挡土墙可以形成工厂化标准化预制、现场进行安装组装的方式，具有装配工期较短、预制件质量较高的优点，且减少了大量的人工和木材的消耗。同时增加预应力筋提高整体强度和稳定性，可以将其使用在一些边坡土体较高或者地基承载力一般的市政工程和地下空间工程上。所以探讨实用新型一种装配式预应力扶臂挡土墙，有很重要的意义。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种模块化装配式预应力挡土墙，该挡土墙构造简单、安全可靠、运输方便、受力合理且施工周期短。
6.为了解决上述存在的技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：
7.一种模块化装配式预应力挡土墙，其特征在于：包括底板、扶臂、墙体单体、二次浇带、固定块和连接板，所述底板上设置有扶臂、墙体单体、二次浇带和固定块的预留插槽；墙体单体为若干组，相邻墙体单体之间以及位于两端的墙体单体的外侧边缘端各设置一个扶臂，墙体单体和扶臂之间的夹角为90
°
，两者通过连接板连接，所述扶臂和墙体单体底部周围用固定块围护，墙体单体、扶臂和固定块的底端均插装在底板的预留插槽内，墙体单体、扶臂与固定块之间的接缝处分别填充有二次浇带；所述墙体单体内部设置有预留普通钢筋和预应力钢筋孔道。
8.进一步地，所述扶臂包括边缘扶臂和中间扶臂，所述中间扶臂具有一个直角三角体主体和一个水平设置的矩形体底座，直角三角体主体固定在矩形体底座上，矩形体底座侧壁上设置有钢筋环；所述边缘扶臂具有一个直角三角体主体、一个水平设置的矩形体底座和一个竖直设置的矩形体侧座，直角三角体主体固定在矩形体底座上，竖直设置的矩形体侧座固定在直角三角体主体和矩形体底座的侧面，矩形体底座侧壁上设置有钢筋环。
9.进一步地，所述墙体单体分为左端部墙体单体、右端部墙体单体和中间墙体单体，所述左端部墙体单体由一个1号墙体单元和两个4号墙体单元自上而下组装而成，所述中间墙体单体由一个2号墙体单元和两个5号墙体单元自上而下组装而成，所述右端部墙体单体
由一个3号墙体单元和两个6号墙体单元自上而下组装而成；所述1
‑
6号墙体单元均为矩形体，1号墙体单元的右端面自上而下设置有右侧凹槽，其下端面自左至右设置有下侧凸起；所述4号墙体单元的上端面设置有上侧凹槽，其下端面自左至右设置有下侧凸起，其右端面自上而下设置有右侧凹槽；所述2号墙体单元的左端面自上而下设置有左侧凸起，其右端面自上而下设置有右侧凹槽，其下端面自左至右设置有下侧凸起；所述5号墙体单元的左端面自上而下设置有左侧凸起，其上端面自左至右设置有上侧凹槽，其右端面自上而下设置有右侧凹槽，其下端面自左至右设置有下侧凸起；所述3号墙体单元的左端面自上而下设置有左侧凸起，其下端面自左至右设置有下侧凸起；所述6号墙体单元的上端面自左至右设置有上侧凹槽，其下端面自左至右设置有下侧凸起，其左端面自上而下设置有左侧凸起；左侧凸起与右侧凹槽尺寸相匹配，下侧凸起与上侧凹槽尺寸相匹配；上下相邻墙体单元之间通过下侧凸起和上侧凹槽拼接而成，左右相邻墙体单元之间通过右侧凹槽和左侧凸起进行对位拼接；所述1、4号墙体单元左侧边缘端与扶臂接触的一侧具有自上而下贯通设置的缺口，位于左侧的边缘扶臂的竖直设置的矩形体侧座置于缺口内并通过连接板与墙体单元固定；所述3、6号墙体单元右侧边缘端与扶臂接触的一侧具有自上而下贯通设置的缺口，位于右侧的边缘扶臂的竖直设置的矩形体侧座置于缺口内并通过连接板与墙体单元固定；所述中间扶臂自上而下垂直贴靠墙体单体布置，其中线紧靠相邻中间墙体单体的连接缝，沿着钢筋下放到底板的预留插槽内。
10.进一步地，在扶臂内部竖向预留3号普通钢筋孔道，所述1
‑
6号墙体单元的角处均设置有1号预应力钢筋孔道，1
‑
6号墙体单元上远离扶臂一侧设置有2号预应力钢筋孔道、贴近扶臂一侧设置有2号普通钢筋孔道，在2、3、5、6号墙体单元左侧凸起拐角处设置1号普通钢筋孔道；所述1号预应力钢筋孔道和2号预应力钢筋孔道下部对应的竖向底板内预先埋设有预应力钢筋锚头，在最顶层墙体单元的预应力钢筋对应处用锚具对预应力钢筋进行张拉和固定；上下相邻墙体单元之间通过孔道内贯通的竖向钢筋固定；在1
‑
6号墙体单元侧面设置有预留螺杆。
11.进一步地，所述固定块包括短边梯形固定块和长边梯形固定块，每个扶臂底部周围用一个短边梯形固定块和两个长边梯形固定块围护，所述短边梯形固定块与长边梯形固定块、扶臂相接触的侧面上以及所述长边梯形固定块与扶臂相接触的侧面上均设置有预埋钢筋钩，长边梯形固定块与短边梯形固定块相接触的侧面上设置有钢筋环，预埋钢筋钩与相邻的钢筋环相连。
12.进一步地，所述二次浇带灌注混凝土。
13.进一步地，所述连接板为薄钢板，包括直角拼接连接板和矩形连接板，连接板上开设螺栓孔洞。
14.一种模块化装配式预应力挡土墙的施工方法，包括以下步骤：
15.步骤1，测量放样，边坡土体开挖并报验复核；
16.步骤2，场地整平，进行施工准备，根据工程需要将各预制构件堆放于施工场地待用；
17.步骤3，进行底板模板搭设，在搭设时预留扶臂和墙体的预留插槽，同时留出一部分二次浇带的宽度，再现浇混凝土养护至强度合格，现浇前在1号预应力筋孔道和2号预应力筋孔道对应处的基础中埋设预应力钢筋锚头、并埋设对应的预应力钢筋；在1号普通钢筋
孔道、2号普通钢筋孔道以及扶臂内的3号普通钢筋孔道对应处埋设普通钢筋；
18.步骤4，拆除基础及固定边缘的模板，按照左至右吊从下往上的顺序进行吊装拼接墙体单元；待第一层墙体单元安装后吊装扶臂至预留插槽之中；在每层墙体单元铺好后，用连接板对位扶臂和墙体单元预留螺杆，然后再拧紧螺帽进行固定；
19.步骤5，整体结构拼装后在上部规定的1号预应力钢筋、2号预应力钢筋顶部安装锚具并张拉预应力钢筋；
20.步骤6，用固定块沿着扶臂底部周围进行固定，将钢筋环和相邻的钢筋钩搭接；
21.步骤，7在预应力钢筋和普通钢筋孔道以及二次浇带中注浆，达到强度要求后在扶臂一侧进行回填土。
22.本实用新型所具有的优点及有益效果是：
23.本实用新型模块化装配式预应力挡土墙的的墙体和扶臂为预制构件，构件简单、减短工期、操作方便，通过装配式方法大大降低了人工和木材使用量。墙体是由六种墙体单元进行拼装而成，各墙体单元上下及左右之间通过设置的凹槽和凸起可以完美拼接且整体性稳固可靠，而且便于运输安装，本实用新型可以根据工程实际调整挡墙高度与跨度，而且各构件之间连接方式可靠，受力合理。本实用新型采用部分预应力钢筋，能够在有效受拉区先将截面内部产生一定的压应力，来抵抗在土压力时对墙体截面产生的拉应力，这大大缓解了结构的变形，提高了结构整体的稳定性与耐久性。
附图说明
24.下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细描述：
25.图1为本实用新型模块化装配式预应力挡土墙整体结构示意图；
26.图2 为本实用新型模块化装配式预应力挡土墙整体平面示意图；
27.图3 为边缘扶臂结构示意图；
28.图4 为中间扶臂结构示意图；
29.图5为墙体单元拼装示意图；
30.图6为 1号墙体单元结构示意图；
31.图7为墙体内预设纵向钢筋布置图；
32.图8为短边梯形固定块结构示意图；
33.图9为长边梯形固定块结构示意图；
34.图10为直角处连接板结构示意图；
35.图11为矩形连接板结构示意图；
36.图12为整体横断面示意图。
37.图中：底板1、扶臂2、墙体单体3、二次浇带4、固定块5、连接板6、吊环10、边缘扶臂2
‑
1和中间扶臂2
‑
2、钢筋环2
‑
4、1号墙体单元3
‑
1、2号墙体单元3
‑
2、3号墙体单元3
‑
3、4号墙体单元3
‑
4、 5号墙体单元3
‑
5、 6号墙体单元3
‑
6、右侧凹槽3
‑
12、下侧凸起3
‑
13、上侧凹槽3
‑
14、左侧凸起3
‑
11、3号普通钢筋孔道2
‑
3、1号预应力钢筋孔道3
‑
7、2号预应力钢筋孔道3
‑
8、2号普通钢筋孔道3
‑
9、 1号普通钢筋孔道3
‑
10、预应力钢筋锚头9、锚具8、预留螺杆3
‑
15、短边梯形固定块5
‑
1、长边梯形固定块5
‑
2、钢筋钩5
‑
3、钢筋环5
‑
4、连接板6、直角拼接连接板6
‑
1、矩形连接板6
‑
2、螺栓孔洞6
‑
3。
具体实施方式
38.如图1、2所示，本实用新型模块化装配式预应力挡土墙，包括底板1、扶臂2、墙体单体3、二次浇带4、固定块5和连接板6，所述底板1是在测量放样后，支设模板现场浇筑的，其间设置有扶臂2、墙体单体3、二次浇带和固定块5的预留插槽，其深度为100
‑
250mm；墙体单体为若干组，相邻墙体单体之间以及位于两端的墙体单体的外侧边缘端各设置一个扶臂2，墙体单体和扶臂之间的夹角为90
°
，两者通过连接板6连接，所述扶臂2和墙体单体3底部周围用固定块5围护，墙体单体、扶臂和固定块的底端均紧密插装在底板1的预留插槽内，墙体单体、扶臂与固定块5之间的接缝处分别填充有二次浇带4；所述墙体单体内部设置有预留普通钢筋和预应力钢筋孔道，其孔道直径为3
‑
5cm。
39.所述扶臂高度为300
‑
450mm。所述扶臂包括边缘扶臂2
‑
1和中间扶臂2
‑
2，如图4所示，所述中间扶臂具有一个直角三角体主体和一个水平设置的矩形体底座，直角三角体主体固定在矩形体底座上，矩形体底座侧壁上设置有钢筋环2
‑
4；如图3所示，所述边缘扶臂2
‑
1具有一个直角三角体主体、一个水平设置的矩形体底座和一个竖直设置的矩形体侧座，直角三角体主体固定在矩形体底座上，竖直设置的矩形体侧座固定在直角三角体主体和矩形体底座的侧面，矩形体底座侧壁上设置有钢筋环2
‑
4。
40.如图5、6所示，所述墙体单体分为左端部墙体单体、右端部墙体单体和中间墙体单体，所述左端部墙体单体由一个1号墙体单元3
‑
1和两个4号墙体单元3
‑
4自上而下组装而成，所述中间墙体单体由一个2号墙体单元3
‑
2和两个5号墙体单元3
‑
5自上而下组装而成，所述右端部墙体单体由一个3号墙体单元3
‑
3和两个6号墙体单元3
‑
6自上而下组装而成；所述1
‑
6号墙体单元均为矩形体，1号墙体单元的右端面自上而下设置有右侧凹槽3
‑
12，其下端面自左至右设置有下侧凸起3
‑
13；所述4号墙体单元的上端面设置有上侧凹槽3
‑
14，其下端面自左至右设置有下侧凸起，其右端面自上而下设置有右侧凹槽；所述2号墙体单元3
‑
2的左端面设置有左侧凸起3
‑
11，其右端面设置有右侧凹槽，其下端面设置有下侧凸起；所述5号墙体单元3
‑
5的左端面设置有左侧凸起，其上端面设置有上侧凹槽，其右端面设置有右侧凹槽，其下端面设置有下侧凸起；所述3号墙体单元3
‑
3的左端面设置有左侧凸起，其下端面设置有下侧凸起；所述6号墙体单元3
‑
6的上端面设置有上侧凹槽，其下端面设置有下侧凸起，其左端面自上而下设置有左侧凸起；左侧凸起与右侧凹槽尺寸相匹配，下侧凸起与上侧凹槽尺寸相匹配；上下相邻墙体单元之间通过下侧凸起和上侧凹槽拼接而成，左右相邻墙体单元之间通过右侧凹槽和左侧凸起进行对位拼接；所述1、4号墙体单元左侧边缘端与扶臂接触的一侧具有自上而下贯通设置的缺口，位于左侧的边缘扶臂的竖直设置的矩形体侧座置于缺口内并通过连接板与墙体单元固定；所述3、6号墙体单元右侧边缘端与扶臂接触的一侧具有自上而下贯通设置的缺口，位于右侧的边缘扶臂的竖直设置的矩形体侧座置于缺口内并通过连接板与墙体单元固定；所述中间扶臂2
‑
2 自上而下垂直贴靠墙体单体布置，其中线紧靠相邻中间墙体单体的连接缝，沿着钢筋下放到底板的插槽内。
41.如图5、6、7、12所示，在扶臂内部竖向预留3号普通钢筋孔道2
‑
3，所述1
‑
6号墙体单元的角处均设置有1号预应力钢筋孔道3
‑
7，1
‑
6号墙体单元上远离扶臂一侧设置有2号预应力钢筋孔道3
‑
8、贴近扶臂一侧设置有2号普通钢筋孔道3
‑
9，在2、3、5、6号墙体单元左侧凸起3
‑
11拐角处设置1号普通钢筋孔道3
‑
10；所述1号预应力钢筋孔道（3
‑
7）和2号预应力钢筋孔道（3
‑
8）下部对应的竖向底板（1）内预先埋设有预应力钢筋锚头（9），在最顶层墙体单元
的预应力钢筋对应处用锚具8对预应力钢筋进行张拉和固定；上下相邻墙体单元之间通过孔道内贯通的竖向钢筋固定；在1
‑
6号墙体单元侧面设置有预留螺杆3
‑
15。所述墙体单元3、扶臂2和固定块5均是在工厂预制而成，然后在现场进行拼接。在扶臂和墙体单元两侧设置有吊环10。
42.所述固定块5包括短边梯形固定块5
‑
1和长边梯形固定块5
‑
2，每个扶臂底部周围用一个短边梯形固定块5
‑
1和两个长边梯形固定块5
‑
2围护，如图8所示，所述短边梯形固定块5
‑
1与长边梯形固定块5
‑
2、扶臂相接触的侧面上以及所述长边梯形固定块5
‑
2与扶臂相接触的侧面上均设置有预埋钢筋钩5
‑
3，如图9所示，所述长边梯形固定块52与短边梯形固定块相接触的侧面上设置有钢筋环5
‑
4，预埋钢筋钩与相邻的钢筋环相连。
43.所述二次浇带进行灌注混凝土。
44.如图10、11所示，所述连接板6为薄钢板，包括直角拼接连接板6
‑
1和矩形连接板6
‑
2，连接板上开设螺栓孔洞6
‑
3。
45.一种模块化装配式预应力挡土墙的施工方法，包括以下步骤：
46.步骤1，测量放样，边坡土体开挖并报验复核；
47.步骤2，场地整平，进行施工准备，根据工程需要将各预制构件堆放于施工场地待用；
48.步骤3，进行基础和底板1模板搭设，在搭设时预留扶臂和墙体的预留插槽，同时留出一部分二次浇带的宽度，再现浇混凝土养护至强度合格，现浇前在1号预应力筋孔道3
‑
7和2号预应力筋孔道3
‑
8对应处的基础中埋设预应力钢筋锚头9、并埋设对应的预应力钢筋；在1号普通钢筋孔道3
‑
10、2号普通钢筋孔道3
‑
9以及扶臂2内的3号普通钢筋孔道2
‑
3对应处埋设普通钢筋；
49.步骤4，拆除基础及固定边缘的模板，从左至右吊装墙体单元，再自上而下、从左往右的顺序逐层吊装墙体单元并按位置固定。其过程中注意底板凹槽内钢筋钩和扶臂底部预留钢筋环的对位。接着，待第一层墙体单元安装后吊装扶臂至预留插槽之中；在每层墙体单元铺好后，用连接板对位扶臂和墙体单元预留螺杆，然后再拧紧螺帽进行固定；
50.步骤5，整体结构拼装后在上部规定的1号预应力钢筋、2号预应力钢筋顶部安装锚具8并张拉预应力钢筋；
51.步骤6，用固定块沿着扶臂底部周围进行固定，将钢筋环和相邻的钢筋钩搭接；
52.步骤7，在预应力钢筋和普通钢筋孔道以及二次浇带中注浆，达到强度要求后在扶臂一侧进行回填土。
53.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。