一种自稳式景观挡土墙组合结构及其施工方法

技术领域

本申请涉及回填土边坡稳定支护相关技术领域，尤其是涉及一种自稳式景观挡土墙组合结构及其施工方法。

背景技术

近年来，随着住宅小区大规模修建，别墅花园景观出现了大量复杂地形上的高填土工程，营造出富有层次感的景观设计，让高低落差成为亮点；此类高填土工程往往具有以下特点：（1)填方高度达2-3米，工后变形大，无法直接填筑，需要设置钢性围墙；（2）坡体较陡，覆盖土层稳定性较差，承载力较低，稳定地层埋藏较深；此时，采用传统、单一的重力式景观挡土墙结构受限于砌筑高度、砌筑材料和地基承载力等，悬臂式景观挡土墙结构由于工程造价、施工难度、施工场地和环境保护等因素的限制，很难满足实际工程要求。

发明内容

为了提高挡土墙的承载和抗变形能力，本申请提供一种自稳式景观挡土墙组合结构及其施工方法。

第一方面，本申请提供的一种自稳式景观挡土墙组合结构，采用如下的技术方案：

一种自稳式景观挡土墙组合结构，包括设置在稳定地层上的围墙和堆集在稳定地层上的覆盖土层，所述围墙与覆盖土层之间设置有注浆加筋土挡墙；所述注浆加筋土挡墙包括紧靠在围墙一侧的土工包袋墙以及压实在稳定地层上的若干层填土层，所述填土层中预埋有若干用于对填土层注浆的若干注浆锚杆，若干所述填土层中铺设有若干层土工格栅。

通过采用上述技术方案，在填土层分层铺设土工格栅，土工格栅具备较强的抗拉强度而又较低的延伸率，这一良好性能使得它可以与土基组成一个有机整体，减少不均匀沉降，造成板体效应；土工格栅本身强大的抗拉强度，而格栅孔眼对土基的嵌锁作用，有效制约了土的横向移动；土体反过来的作用力，土体与格栅表面的摩擦作用以及对格栅肋条与节点的阻抗，使得土工格栅极耐抗拔、抗剪，可以承受大幅度的永久变形与疲劳破坏。

注浆加筋土挡墙属于轻型、柔性支挡结构，对地基承载力要求相对较低、施工简便、适用于狭窄且不允许放坡开挖的场地、占地少、造价低，尤其在建造高度上，具有传统刚性支挡无法比拟的优势。同时，在外力作用下有较好的整体变形协调能力，不仅可适应较大的地基变形，而且具有良好的抗震性能。

作为优选，所述注浆锚杆包括若干段长度相同的短管，相邻所述短管之间连通有连接管，所述短管沿着长度方向间隔开设有若干孔洞。

通过采用上述技术方案，若干段短管和连接管拼接，能适时调整注浆锚杆的高度，提高注浆锚杆的适应性，同时短管上开设的孔洞便于注浆锚杆注浆时，将浆液分布至不同的填土层中，从而胶结土体，提高土体粘聚力，改善土体的物理力学性质。

作为优选，所述填土层与稳定地层之间设置有滤水层，所述注浆锚杆的一端穿过滤水层固定在稳定地层中。

通过采用上述技术方案，填土层中的水经过渗透进入滤水层中，滤水层能将水排放至土工包袋墙中，再通过围墙排出。同时，注浆锚杆在不注浆时由注浆锚杆形成的排水通道与挡墙底部的碎石滤水层相通，可以增强挡墙的整体排水性能，提高挡墙的稳定性，达到一管多用的效果。

作为优选，所述土工包袋墙包括若干交错堆放的土工袋，所述土工袋中装填有碎石材料。

通过采用上述技术方案，土工袋交错放置能增强土工包袋墙的稳定性，采用碎石材料填充能便于填土层中的水通过土工袋排出，土工包袋墙也为填土层提供了支撑力，降低了填土层出现横向的滑移的可能。

作为优选，所述土工格栅套设在注浆锚杆上，所述土工格栅上插接有固定钉，所述固定钉穿过土工格栅并插入至填土层中。

通过采用上述技术方案，固定钉和注浆锚杆均能对土工格栅起到固定作用，降低土工格栅出现滑移的现象。

作为优选，所述土工格栅得到一端将土工袋包裹并折返至原土工格栅上并通过连接棒将两层土工格栅相连。

通过采用上述技术方案，土工格栅能将土工袋宝强和填土层连接成注浆加筋土挡墙，增大了注浆加筋土挡墙的承载力和抗倾覆能力。

作为优选，所述填土层中穿设有与注浆锚杆垂直的锚固钢筋，所述锚固钢筋的一端与注浆锚杆固定相连，所述锚固钢筋的另一端穿过土工包袋墙并固定在围墙内。

作为优选，所述围墙沿着高度方向开设有若干排水孔。

通过采用上述技术方案，排水孔能将注浆加筋土挡墙中的水分排出，降低注浆加筋土挡墙中水分过多，导致填土层出现塌陷的可能。

第二方面，本申请提供一种自稳式景观挡土墙组合结构的施工方法，包括以下步骤：

S1、测量放线，并用钢签做好标记，施工做好点位保护工作；

S2、地基处理。清表挖出软土换填硬块土质，夯实机同时对基底进行夯实整平，压实系数不小于0.97，保证地基承载力特征值不小于100Kpa。

S3、基槽开挖。根据测量中线，采用人工配合机械进行开挖；

S4、基槽开挖完成后，进行垫层混凝土浇筑，待垫层混凝土达到要求后，进行基础施工并安装第一节注浆短管；

S5、加筋土挡墙及注浆锚杆施工，具体包括以下步骤：

A1、在稳定土层的表面铺设碎石滤水层，按照设计长度在指定位置铺设第一层土工格栅，预留足够长度用于将土工包袋所包裹，并采用固定钉进行固定；

A2、在邻近墙面位置，将土工袋呈“品”字形交错堆放并进行分层压实，再将土工格栅将土工袋包裹，并用连接棒将土工格栅进行固定。对填土层进行填土压实，并进行第二层土工格栅施工以及土工包袋施工；

A3、当填土层施工至预埋锚固钢筋高度时，按照设计要求将锚固钢筋的一端伸出土工包袋墙并锚入围墙中，锚固钢筋的另一端与注浆锚杆固定连接；

A4、围墙施工。加筋土挡墙沉降稳定后，在土工包袋墙面外侧砌筑围墙、绑扎构造柱钢筋、支模、预埋PVC管作为排水孔，然后浇筑构造柱，砖砌围墙与土工包袋墙面间用填料填实。

作为优选，S5中还包括，对注浆锚杆进行注浆，注浆材料采用生物注浆液。

通过采用上述技术方案，生物注浆液是利用微生物矿化作用在土壤颗粒间快速生成具有胶结作用的凝胶，胶结土体，提高土体粘聚力，改善土体的物理力学性质。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.在填土层分层铺设土工格栅，土工格栅具备较强的抗拉强度而又较低的延伸率，这一良好性能使得它可以与土基组成一个有机整体，减少不均匀沉降，造成板体效应；土工格栅本身强大的抗拉强度，而格栅孔眼对土基的嵌锁作用，有效制约了土的横向移动；土体反过来的作用力，土体与格栅表面的摩擦作用以及对格栅肋条与节点的阻抗，使得土工格栅极耐抗拔、抗剪，可以承受大幅度的永久变形与疲劳破坏；

2.干段短管和连接管拼接，能适时调整注浆锚杆的高度，提高注浆锚杆的适应性，同时短管上开设的孔洞便于注浆锚杆注浆时，将浆液分布至不同的填土层中，从而胶结土体，提高土体粘聚力，改善土体的物理力学性质。

附图说明

图1是本申请实施例的剖面结构示意图；

图2是本申请实施例显示土工包袋的放大结构示意图；

图3是本申请实施例显示注浆锚杆的放大结构示意图；

图4是本申请实施例显示角钢与锚固钢筋的连接放大示意图。

附图标记说明：1、稳定地层；11、条形基础；12、独立基础；2、覆盖土层；3、注浆加筋土挡墙；31、滤水层；32、注浆锚杆；321、短管；322、连接管；323、孔洞；33、角钢；34、填土层；35、土工格栅；351、固定钉；36、锚固钢筋；37、连接棒；4、土工包袋墙；41、土工包袋；411、土工袋；5、围墙；51、排水孔。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种自稳式景观挡土墙组合结构。

一种自稳式景观挡土墙组合结构，参照图1，包括设置在稳定地层1上的围墙5和堆集在稳定地层1上的覆盖土层2，围墙5和覆盖土层2之间的区域为注浆加筋土挡墙3。稳定地层1中浇筑形成有钢筋混凝土材质的条形基础11，条形基础11宽为1m，高度为0.5m，围墙5砌筑在条形基础11上。围墙5为砖砌，沿着围墙5的长度方向，每隔3m设置一根构造柱，且在围墙5的高度方向上间隔预留有若干排水孔51，在本实施例中，排水孔51预留有3个。在围墙5的长度方向每隔30m设置沉降缝和伸缩缝，且缝内采用沥青麻布、沥青木板或者微膨胀橡胶条填塞，从而缓解结构变形，保证围墙5结构的整体性和稳定性。

参照图1和图2，注浆加筋土挡墙3包括设置在围墙5一侧的土工包袋墙4，土工包袋墙4包括若干竖向堆放的土工包袋41，土工包袋41中装填有3层土工袋411，土工袋411中装填有碎石材料，土工袋411呈“品”字形交错堆放，土工包袋墙4的高度与围墙5一致。

参照图1，注浆加筋土挡墙3还包括铺设在稳定土层上的滤水层31，滤水层31为200mm后的碎石铺设而成，滤水层31上垂直穿设有若干注浆锚杆32，若干注浆锚杆32位于同一直线上且与围墙5平行设置，相邻注浆锚杆32的间距为3m，与围墙5上的构造柱一一对应。稳定土层中浇筑有钢筋混凝土独立基础12，注浆锚杆32的一端穿过滤水层31固定在独立基础12中，注浆锚杆32的另一端设置有用于封闭注浆锚杆32断口的塞子，降低尘土落入注浆锚杆32内并将其堵塞。向注浆锚杆32中注入微生物加固处理液，形成微生物胶结体，加固周围土体，增强拉筋与周围土体的摩擦作用，提高挡墙稳定性。相比较传统的土挡墙，能提供更大的拉筋抗拔力，保证了拉筋拉力作用在挡土墙中的发挥，保障了加筋土挡土墙的长期稳定性。

在不注浆时由注浆锚杆32形成的排水通道与挡墙底部的碎石滤水层31相通，可以增强挡墙的整体排水性能，提高挡墙的稳定性，达到一管多用的效果。

参照图1和图3，注浆锚杆32包括若干段长度相同的短管321，相邻短管321之间通过连接管322相连，短管321沿着长度方向开设有若干孔洞323，且沿着每个孔洞323的同一层面上，在短管321的环向设置有3个孔洞323，孔洞323的孔径为5mm，且孔洞323的间距为100mm。向注浆锚杆32的端部注浆，浆液从孔洞323渗入至土层中，能胶结土体，提高土体粘聚力，改善土体的物理力学性质。

参照图1和图3，注浆加筋土挡墙3内分层铺设有若干土工格栅35，土工格栅35之间回填有填土层34，填土层34采用的是素土回填，填土层34经过压实后再配铺设土工格栅35。土工格栅35竖向每隔0.3m铺设一层，且每层土工格栅35的铺设长度不小于2m，土工格栅35穿设在注浆锚杆32上，连接管322的直径小于且连接管322与土工格栅35位于同一层面上，降低土工格栅35将注浆锚杆32上的孔洞323堵塞的情况出现。

参照图1，土工格栅35上设置有若干固定钉351，在本实施例中，固定钉351为U型，U型钉穿过土工格栅35的网格插入填土层34内，从而将土工格栅35固定在填土层34中，每个U型钉纵横的间距均为1m，土工格栅35的极限抗拉强度不小于150kN/m，极限延伸率不大于10%。土工格栅35的一端延伸将端部的土工袋411包裹并反折回第一层土工格栅35上，并通过连接棒37将两层土工格栅35相连。

土工格栅35具备较强的抗拉强度而又较低的延伸率，这一良好性能使得它可以与土基组成一个有机整体，减少不均匀沉降，造成板体效应；土工格栅35本身强大的抗拉强度，而格栅孔眼对土基的嵌锁作用，有效制约了土的横向移动；土体反过来的作用力，土体与格栅表面的摩擦作用以及对格栅肋条与节点的阻抗，使得土工格栅35极耐抗拔、抗剪，可以承受大幅度的永久变形与疲劳破坏。

参照图1和图4，若干填土层34中均匀分布有锚固钢筋36，若干注浆锚杆32上固定连接有同一根角钢33，锚固钢筋36的一端固定在角钢33上，锚固钢筋36的另一端插入构造柱中与构造钢筋固定相连。锚固钢筋36在竖直方向每隔0.6m布设一根，沿着围墙5的长度方向，锚固钢筋36每隔3m布设一根，锚固钢筋36垂直设置在围墙5长度方向的轴线上，且若干锚固钢筋36分别与构造柱与注浆锚杆32一一对应。

本申请实施例一种自稳式景观挡土墙组合结构的实施原理为：先在稳定地层1中开挖基槽，并进行条形基础11和独立基础12的施工，同时将注浆锚杆32固定在独立基础12中，再将滤水层31铺设在稳定地层1上，并铺设第一层土工格栅35，土工格栅35需要预留足够长度用于将土工包袋41所包裹，使用固定钉351将土工格栅35固定在滤水层31中。

将土工袋411呈“品”字形交错堆放在土工包袋41中，并进行分层压实，再将土工格栅35将土工包袋41包裹，并用连接棒37将土工格栅35进行固定。对填土层34进行填土压实，并进行第二层土工格栅35施工以及土工包袋41施工，当填土层34施工至预埋锚固钢筋36高度时，按照设计要求将锚固钢筋36的一端伸出土工包袋墙4并锚入构造柱位置，锚固钢筋36的另一端与角钢33固定连接。

当注浆加筋土挡墙3施工完成，进行围墙5砌筑以及构造柱浇筑，围墙5施工完成后，对注浆锚杆32进行注浆施工。

通过先建造加筋土挡墙后砌筑砖砌围墙5再进行注浆加强土体，从而允许加筋土挡墙地基及加筋土挡墙本身在建造期间及完工后发生充分的沉降变形，降低了对地基承载力和容许沉降的要求，减少了地基处理工作量；同时，在加筋土挡墙沉降稳定后再砌筑围墙5，避免了墙后的填土压实的困难，也避免了土工格栅35与所述砖砌围墙5直接连接时容易因填土的压实施工及过大地基差异沉降而引起的连接破坏。

本申请还公开了一种自稳式景观挡土墙组合结构的施工方法，包括以下步骤：

S1、测量放线。具体包括测量放出围墙5、条形基础11及独立基础12线、并用钢签做好标记，施工做好点位保护工作。

S2，地基处理。具体包括清表挖出软土换填硬块土质，夯实机同时对基底进行夯实整平，压实系数不小于0.97，保证地基承载力特征值不小于100Kpa。

S3、基槽开挖。具体包括根据测量中线，采用人工配合机械进行开挖。

S4、条形、独立基础12施工。具体包括基槽开挖完成后，进行垫层混凝土浇筑，待垫层混凝土达到要求后，进行基础施工并安装第一节注浆短管321。

S5、加筋土挡墙及注浆锚杆32施工，具体包括以下步骤：

A1、在稳定土层的表面铺设20cm厚的碎石滤水层31，按照设计长度在指定位置铺设第一层土工格栅35，预留足够长度用于将土工包袋41所包裹，并采用固定钉351进行固定。

A2、在邻近墙面位置，将土工袋411呈“品”字形交错堆放在土工包袋41中，并进行分层压实，再将土工格栅35将土工包袋41包裹，并用连接棒37将土工格栅35进行固定。对填土层34进行填土压实，并进行第二层土工格栅35施工以及土工包袋41施工。采用土工包袋41并通过土工格栅35与加筋土体融为一体，起到临时支护和排水反滤作用。

A3、当填土层34施工至预埋锚固钢筋36高度时，按照设计要求将锚固钢筋36的一端伸出土工包袋墙4并锚入构造柱位置，锚固钢筋36的另一端与角钢33固定连接。

A4、围墙5施工。加筋土挡墙沉降稳定后，在土工包袋墙4面外侧砌筑围墙5、绑扎构造柱钢筋、支模、预埋PVC管作为排水孔51，然后采用C25混凝土逐段现浇构造柱、圈梁并自然养护，砖砌围墙5与土工包袋墙4面间用填料填实。

A5、注浆锚杆32生物注浆施工。围墙5施工完成后，将生物浆液从注浆锚杆32注入，胶结土体，提高土体粘聚力，改善土体的物理力学性质。生物注浆加固过程中，可动态根据筋材内力的弱化程度来控制加固处理液的浓度与注浆次数，其中利用的微生物浆液加固技术是微生物的自然生物反应，是自然界尤其是土体的生态环境中本身存在的过程，相比较传统的灌浆方法对环境影响小，更环保。

本申请结合了加筋土挡墙及注浆锚杆32，并通过先建造柔性加筋土挡墙后砌筑砖砌围墙5再进行生物浆液加强土体，从而允许所述注浆加筋土挡墙3地基及所述加筋土挡墙本身在建造期间及完工后发生充分的沉降变形，降低了对地基承载力和容许沉降的要求，减少了地基处理工作量；同时，在所述加筋土挡墙沉降稳定后再砌筑围墙5，避免了墙后的填土压实的困难，也避免了所述土工格栅35与所述砖砌围墙5直接连接时容易因所述填土的压实施工及过大地基差异沉降而引起的连接破坏。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。