[发明专利]一种被动应力控制墙体变形式挡墙及其构建方法

说明书

技术领域

本发明属于土木工程领域，具体涉及一种被动应力控制墙体变形式挡墙及其构建方法。

背景技术

挡土墙是防止土体坍塌的构筑物，是各类建筑物的重要组成部分。作为工程的附属设施，在房屋建筑、水利工程、铁路工程以及桥梁等工程领域建设中得到广泛的运用。目前根据挡土墙的结构形式划分，常见的挡土墙形式有：重力式、衡重式、悬臂式、扶壁式、加筋土式、锚杆式和锚定板式等类型。但是这些不同类型的挡土墙都存在各自的局限性，无法做到在强度和稳定性满足的条件下，按照结构合理、断面经济及施工方便安全可靠等原则设计。

其中最常用的重力式挡土墙是用块石、片石、混凝土预制块作为砌体，或采用混凝土、片石混凝土进行整体浇筑而成，它依靠自身重力来抵抗侧向土压力。该挡墙不仅要有一定的强度抵抗侧向土压力，而且要有一定的刚度来阻止边坡土体的变形。虽然目前常用的挡墙有仰斜式、俯斜式、衡重式等多种形式，但这些挡墙都存在以下不可避免的缺陷：1、墙体后侧的压力随着边坡土体埋深的增加而增加，由于挡墙墙体刚度较大，不能调整墙后侧压力的分布，导致墙体局部受力较大且集中，容易造成挡墙局部的破损。2、重力式挡墙靠自身重力抵抗侧向土压力，其设计的最终目的为了平衡侧向土带来的压力，将侧向土压力作为破坏挡墙的根本原因，无法利用侧向土压力来提高挡墙的承载力。3、该挡墙自身材料透水性较差，需在挡墙结构设置一些排水孔，但挡墙在服役期间排水孔容易堵塞，危及挡墙自身安全。4、传统的重力式挡墙砌块，主要是依靠上下层砌块之间的摩擦力来抵抗侧向土压力，其摩擦力仅有底部的接触面以上砌块的自重产生，因此该挡墙自重较大，对地基承载能力要求较高。5、重力式挡墙一般设计都偏于保守，因此其水平截面面积较大，垮工数量多，经济成本较高。6、该挡墙现场施工方法较为复杂，施工速度较慢。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种抗变形能力大、稳定性好且便于建设的被动应力控制墙体变形式挡墙，并对应提供其构建方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种被动应力控制墙体变形式挡墙，包括墙体和受拉装置；所述的墙体由N段首尾相接的子墙体构成，每个子墙体由多个块状的分割体自下而上垒砌M层构成；所述的分割体的表面为包裹层，内部装有充填物；其中：M为≥3的整数，N为≥1的整数；每段子墙体上设置有至少一组所述的受拉装置，该受拉装置包括上受拉垫板、下受拉垫板和若干受拉杆件；所述的上受拉垫板设置在位于顶层的分割体的顶面，所述的下受拉垫板设置在位于底层的分割体的底面；所述的受拉杆件贯穿各层分割体，且所述受拉杆件的上、下端分别固定在所述上受拉垫板和下受拉垫板上。

进一步，所述的受拉杆件由若干节首尾相接的子拉杆构成；其中，与所述上受拉垫板连接的子拉杆为上子拉杆，与所述下受拉垫板连接的子拉杆为下子拉杆，其余的为中间子拉杆；所述的子拉杆之间焊接在一起或通过套筒连接在一起。

进一步，所述的包裹层由土工格栅制成，在该土工格栅与所述的填充物之间还铺设有作为土工织物的土工无纺布。

进一步，所述的上受拉垫板的面积小于位于顶层的分割体的顶面的面积；所述的下受拉垫板的面积小于位于底层的分割体的底面的面积。

进一步，所述的下子拉杆的长度大于位于底层的分割体的厚度；所述的上子拉杆的长度小于位于顶层的分割体的厚度。

一种上述被动应力控制墙体变形式挡墙的构建方法，包括以下步骤：

1）预先制备分割体：取土工格栅，在作为外包筋材的土工格栅内部放置土工织物，在土工织物内部填充充填物；再将外包筋材和土工织物折叠，以将充填物朝向墙体两侧及上方的开口封住而形成分割体；在分割体上沿墙体的延伸方向上打若干个间距相同的竖向通孔作为安装孔，用于安装所述的受拉杆件。

2）整平施工场地，安置下受拉垫板，并将下受拉垫板与下子拉杆的下端连接，再安放位于底层的所述分割体，使所述的下子拉杆的上端沿所述的安装孔穿过位于底层的所述分割体。

3）在下子拉杆的上端连接第二层中间子拉杆，然后再将第二层分割体通过安装孔套在第二层中间子拉杆上的方式垒砌在底层分割体上并使第二层中间子拉杆上端穿出第二层分割体。

4）在第二层中间子拉杆的上端连接第三层中间子拉杆，然后再将第三层分割体通过安装孔套在第三层中间子拉杆上的方式垒砌在第二层分割体上；依次类推，直至完成顶层分割体的垒砌；每层子拉杆上端均穿出所在层分割体。

5）在顶层分割体上表面放置上受拉垫板，并将其与上子拉杆的上端连接，从而完成一段子墙体的构建。