CN103572777B - 一种土工格室挡土墙及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种土工格室挡土墙，在基础层上依次铺设刚性层、底部砂砾排水层和填土层，填土层中铺设至少一层砂砾排水层；从刚性层开始每增加一层土工格室向后缩形成一定坡度，挡土墙为变截面结构，越向上截面越小，厚度越小。本发明还公开了该挡土墙的施工方法。本发明与传统的浆砌片石挡土墙、加筋土挡墙、预应力锚索桩板墙、锚锭板挡墙等传统支挡结构相比，有如下优势：结构轻，对地基承载力要求低；取消圬工，绿化墙面、生态环保、美化景观。与同类土工格室挡墙相比，本发明有如下优势：减小挡墙的水平位移，提高其安全系数；节约土工格室和钢筋，节约劳动力，而且缩短了工期，经济效益显著。本发明可用于高速公路、机场等工程的边坡防护。

Description

一种土工格室挡土墙及其施工方法

技术领域

本发明涉及用于边坡防护和加固的挡土墙技术领域，特别是一种变截面土工格室挡土墙及其施工方法。

背景技术

近年来，随着我国高速公路和机场建设的大规模发展，高填方路堤、高路堑边坡以及填方机场围界等重力式挡墙通常可见，这些重力式挡墙的稳定与安全是公路或机场建设中普遍存在的关键问题之一，该问题解决的好坏，不仅影响着整个工程的建设工期、建设质量、工程造价，且对运营过程中的安全与社会效益都有很大的影响，因此加强边坡防护技术的研究是提高公路、机场建设期与服务期效益的重要一环。

挡土墙作为一种常用的边坡防护措施被广泛应用于公路和机场建设中。由于我国一些地区石料来源丰富，就地取材方便，再加上施工方法简单，因此，在过去很长一段时间内，石砌的重力式挡土墙是我国土木工程中广泛采用的主要支挡结构。重力式挡墙依靠墙身自重保持稳定，但由于重力式挡墙断面尺寸大，墙身较重，对地基承载力要求较高；同时圬工数量多，劳动强度高，施工进度慢，在地形困难、石料缺乏地区应用不便，其使用上的缺点是明显的；特别是圬工墙面无法进行绿化，其用作路堤、路堑边坡支挡结构及路肩墙时，不仅影响公路沿线景观的美化，而且不符合环境保护的要求。然而随着社会和经济的发展，对环境和生态的保护日益受到人们重视，公路不但需要承担快速交通通道的功能，同时也被赋予保护生态、美化环境的要求，因此公路建设中充分考虑沿线的植被绿化、公路构筑物与沿线自然景观的环境协调正成为全社会的共识和迫切要求。

在路基支护结构方面，除了重力式挡墙外，目前公路工程中常用的还有加筋土挡墙、预应力锚索桩板墙、锚锭板挡墙等，上述结构在工程实践中的应用取得了大量工程经验，但也存在着施工复杂、自身重力较大、环境破坏较严重、减震消能作用不明显等问题。就路堑边坡防护而言，多采用浆砌片石、片石或混凝土骨架和喷射混凝土等圬工防护措施，尽管上述防护措施能达到边坡防护目的，但是存在着工程量大，劳动强度高，生态环境难于恢复和与环境景观不协调等缺陷。而对填方路堤边坡的防护，除圬工型式外，大多采用平面土工合成材料(如土工格栅、土工网垫、三维土工网等)结合植草的方法，尽管上述防护措施在工程实践中取得了一定效果，但也存在一些不足，主要表现在平面材料与坡面的摩阻力小，形成的防护层薄，抗冲蚀能力低，在集中水流的作用下，易产生表面脱落，导致边坡冲蚀变形，进而发生溜坍，坍塌等路基病害。

随着国家高速公路网的逐渐完善，目前在建和拟建的高速公路基本在山区进行，势必会出现大量的边坡支护工程。许多高速公路路线大部分处在山岭重丘区，不可避免地使路线在很多路段以路堑或路堤形式通过，出现了大量边坡工程；同时，路堑开挖和高路堤的填筑必然对沿线的生态环境产生影响。如何做到在公路建设的同时，既要保证边坡稳定，使施工得以顺利进行，确保公路建设质量，又要有效地恢复沿线生态，尽量减少对自然生态环境的破坏，使防护工程与周围环境和自然景观协调，实现建设环境友好型高速公路的理念是该条高速公路所面临的关键技术问题之一。

另一方面，随着国家对现有耕地保护力度的不断加大，减少占地已成为高速公路建设的一个重要指导原则，这就要求在山岭重丘区修建高速公路时，在满足路线线形要求的情况下，除尽量采用矮路堤和低路堑的形式外，会大量使用路基支护结构，放陡边坡的坡率，减小路基横断面厚度，以达到减少占地之目的，特别是在山区的线形受限制的特殊地段更是如此。

以上两点，迫使工程技术人员必须在公路建设的同时，即要保证边坡稳定，使施工得以顺利进行，确保公路建设质量，又要有效地恢复沿线生态，尽量减少对自然生态环境的破坏，使防护工程与周围环境和自然景观协调，亦即未来山区边坡设计中，必须提出或优先选用一些自重轻、对地基承载力要求低、避免大开大挖、有效保护环境、实现生态恢复的轻型柔性支护工程结构。

中国实用新型专利ZL03219002.6提出一种土工格室植被挡墙，该实用新型在张开的土工格室中填土，并且逐层碾压填筑，构成加筋挡墙。该实用新型属于柔性支挡结构，兼有混凝土或砌石挡墙和加筋土挡墙的特点，可较好地协调墙体的受力与变形，同时，能有效地分散基底应力，沉降较小。所采用的土工格室植被挡墙结构，具有重量轻、规格标准、施工简便等优点，在保证稳定的前提下，在土工格室内可种植花草，达到绿化坡面，美化环境。但是由于土工格室材料造价较高，因此整个工程造价较高，并且工程实践以及理论研究结果表明，挡墙中下部水平位移较大，对挡墙的安全有较大影响。

中国发明专利ZL201010213540.X提出一种具有刚性支撑的柔性挡墙，该发明在挡墙高度的1/2处铺筑一层内设有与边坡联接的刚性支撑梁的砂砾排水层，通过刚性支撑起到增加挡墙强度和刚度的作用，从而增强了挡墙的整体稳定性，提高了挡墙的安全系数，但是挡墙的截面型式为等截面，没有充分考虑挡墙的受力特征，且没有充分发挥土工格室的材料性能，导致材料的浪费、施工周期长、工程造价较高。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供了一种采用变截面形式的土工格室挡土墙，为轻型柔性支护工程结构，不仅可以节省工程造价，还能有效减小挡土墙的水平位移，从而保证挡土墙的安全系数。

为解决上述技术问题，本发明采用了一种土工格室挡土墙，在基础层上铺设有刚性层，在刚性层上铺设底部砂砾排水层，在底部砂砾排水层上依次向上铺设填土层，所述填土层中铺设有至少一层砂砾排水层；从刚性层开始每增加一层土工格室向后缩形成一定坡度，直至挡土墙顶部，每一层土工格室与上下相邻的土工格室用钢筋锚固连接，所述挡土墙设置为变截面结构，越向上截面积越小，挡土墙厚度越小；所述挡土墙分为上半部分和下半部分，所述上半部分和下半部分各占整个挡土墙高度的1/2,所述上半部分的厚度为下半部分厚度的1/2～3/4；所述挡土墙上设置有通长拉筋带，所述通长拉筋带厚度为整个挡土墙高度的1/2～1，所述上半部分还设置有至少一根拉筋带，所述拉筋带厚度与通长拉筋带厚度之比等于挡土墙上半部分厚度与下半部分厚度之比。

所述通长拉筋带设置在挡土墙高度1/3处。

所述拉筋带分别设置在整个挡土墙高度的1/2、3/4和7/8处。

在所述挡土墙的变截面交界处设置有窄拉筋带，所述窄拉筋带厚度与相邻较小厚度的填土层的厚度相同，高度比填土层的高度高出1/4。

所述坡度小于1：0.25。

在底部砂砾排水层往上每隔2m铺设一层砂砾排水层，砂砾排水层除厚度与底部砂砾排水层不同，其余结构与底部砂砾排水层相同。

所述基础层由水泥与砂砾石搅拌组成，其中水泥的含量为20％，砂砾石的含量为80％，砂的直径为0.5～2mm，砾石的直径为2～50mm，用长度1.5m，直径12mm的钢筋作为基础加固钉，沿基础层长度方向每隔2m布置一根，沿挡土墙厚度方向每隔1m布置一根，打入基础层；所述土工格室尺寸为高度20cm，焊炬80cm，土工格室内填水泥砂砾石形成刚性层，其水泥砂砾石与基础层所使用的相同；在刚性层上铺设土工格室，土工格室内填砂砾石形成所述底部砂砾排水层；土工格室内填土并压实形成所述填土层，填土层平整度小于2.0cm，填料要求颗粒大小均匀，最大粒径不得大于10cm。

挡土墙顶部采用二八灰土填筑，其截面为U型沟槽结构。

本发明与传统的浆砌片石挡土墙、加筋土挡墙、预应力锚索桩板墙、锚锭板挡墙等传统的支挡结构相比，本发明提出的变截面土工格室挡土墙具有如下优势：结构轻，对地基承载力的要求较低；取消圬工，绿化墙面、生态环保、美化景观。与同类土工格室挡墙相比，本发明提出的变截面土工格室挡土墙具有如下优势：减小挡土墙的水平位移，提高其安全系数；节约土工格室和钢筋，节约劳动力，而且缩短了工期，经济效益显著。本发明可广泛的应用于高速公路、机场等需要用到重力式挡土墙的地方。

本发明还提供了一种土工格室挡土墙的施工方法，包括以下步骤如下：

一、按照设计图纸，进行放线，开挖，机械开挖到距基底设计标高20～30cm时停止开挖，用人工清理至设计高程，用振动式压路机碾压；其标准参照《公路路基施工技术规范》中的相关条款执行；对地基承载力进行现场测试，应该满足地基承载力的要求；

二、铺筑基础层；基础层由水泥与砂砾石搅拌组成，其中水泥的含量为20％，砂砾石的含量为80％，砂的直径为0.5～2mm，砾石的直径为2～50mm，用长度1.5m，直径12mm的钢筋作为基础加固钉，沿基础长度方向每隔2m布置一根，挡土墙厚度方向每隔1m布置一根，打入基础起加固作用；

三、铺筑刚性层；基础层施工完成后，在基础层上张开土工格室，将长度为50cm，直径为12mm的钢筋延挡土墙长度方向每隔2m布置一根，沿挡土墙厚度方向每隔1m布置一根，用钢筋将土工格室张开固定，内填水泥砂砾石，水泥砂砾石与基础层相同；

四、铺筑底部砂砾排水层；在刚性层上张开土工格室，内填砂砾石，用作墙身排水层；

五、铺筑填土层；在底部砂砾排水层上铺设土工格室，用装载机填土，装载机由进口方向开始倒土，同时辅以人工整平；装载机在整平后填土的格室上行走，依次向前至该层填土完毕，严禁装载机碾压、破坏土工格室；及时进行压实度和平整度检测，压实度大于设计值，平整度小于2.0cm。土工格室填料要求颗粒大小均匀，最大粒径不得大于10cm；距离面板较近、大型压路机不易靠近的部位用小型振动夯夯实。在铺筑完的底部第一层填土层上铺筑第二层填土层，第二层填土层上铺筑第三层填土层直至挡土墙顶部，每向上增加一层土工格室向后缩一定距离，形成小于1:0.25的坡度，每层土工格室张开填土之后，都采用长度50cm，直径12mm的钢筋锚固连接，用以增强挡土墙的整体性。铺筑至挡土墙高度1/2处时，向上铺筑的挡土墙厚度为挡土墙下半部分厚度的一半；

六、铺筑砂砾排水层；至底部砂砾排水层向上每隔2m铺筑一层砂砾排水层；

七、铺筑通长拉筋带；在挡土墙高度1/3处的填土层上铺设土工格室，内填水泥砂砾石，通长拉筋带的厚度为整个挡土墙高度的1/2～1；

八、铺筑拉筋带和窄拉筋带；在挡土墙高度的1/2、3/4、7/8处分别铺筑拉筋带，拉筋带的土工格室内填充水泥砂砾石，拉筋带的厚度为挡土墙高度的一半。在挡土墙高度的1/2处的拉筋带上铺筑窄拉筋带，窄拉筋带的土工格室内填充水泥砂砾石，其土工格室采用25cm的高度；

九、铺筑挡土墙顶部；挡土墙顶部采用二八灰土填筑，做成U型沟槽式截面。

该方法能够保质保量且高效的完成挡土墙的施工。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明挡土墙变截面处的局部示意图；

图3(a～d)显示高宽比对于柔性挡土墙水平变形特征的影响；

图4(a～d)显示坡度对于柔性挡土墙水平变形特征的影响；

图5(a～b)显示表面堆载对于柔性挡土墙水平变形特征的影响；

图6(a～e)为拉筋带不同位置的挡土墙结构示意图，针对墙背拉筋带不同位置的挡土墙结构进行了有限元分析计算，采用了不同拉筋带位置的挡土墙的计算模型；其中：

图6(a)为底部加筋；

图6(b)为H/3处加筋(H表示挡土墙高度，H/3表示挡土墙高度的1/3，下同)；

图6(c)为H/2处加筋；

图6(d)为H/2处加筋；

图6(e)为H处加筋；

图7为拉筋带不同位置时挡土墙的安全系数；

图8(a～h)为不同加筋层数的计算模型，显示了加筋带的位置和间距对于挡土墙的安全系数的影响；其中：

图8(a)为无加筋；

图8(b)为中部一层加筋；

图8(c)为中上部两层加筋(拉筋带距离挡土墙底部分别为H/2和3H/4)；

图8(d)为中上部三层加筋(拉筋带距离挡土墙底部分别为H/2、3H/4和H)；

图8(e)为中下部两层加筋(拉筋带距离挡土墙底部分别为H/3和H/2)；

图8(f)为中下部三层加筋(拉筋带距离挡土墙底部分别为0、H/3和H/2)；

图8(g)为中下部三层加筋(拉筋带距离挡土墙底部分别为2H/25、H/3和H/2)；

图8(h)为中下部三层加筋(拉筋带距离挡土墙底部分别为H/5、H/3和H/2)；

图9显示不同加筋层数对于安全系数的影响；

图10(a～c)为本发明所提供的变截面的土工格挡土墙结构中拉筋带不同位置时的计算模型示意图；其中：

图10(a)为拉筋带的位置距离挡土墙底部的高度分别是H/3、H/2、3H/4和7H/8；

图10(b)为拉筋带的位置距离挡土墙底部的高度分别是H/3、H/2、2H/3和7H/8；

图10(c)为拉筋带的位置距离挡土墙底部的高度分别是H/3、H/2、2H/3和3H/4；

图11显示了拉筋带厚度(水平方向向挡土墙内侧延伸的距离)对安全系数的影响。

图中：1、基础层，2、刚性层，3、底部砂砾排水层，4、填土层，5、砂砾排水层，6、通长拉筋带，7、拉筋带，8窄拉筋带，9、挡土墙顶部。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

如图1、2所示的一种土工格室挡土墙，其基础层1由水泥与砂砾石搅拌组成，其中水泥的含量为20％，砂砾石的含量为80％，砂的直径为0.5～2mm，砾石的直径为2～50mm，用长度1.5m，直径12mm的钢筋作为基础加固钉，沿基础层长度方向每隔2m布置一根，沿挡土墙厚度方向每隔1m布置一根，打入基础层起加固作用；在基础层1上铺设土工格室，这里采用的土工格室尺寸为高度20cm，焊炬80cm，土工格室内填水泥砂砾石形成刚性层2，其水泥砂砾石与基础层1所使用的相同，在刚性层2上铺设土工格室，土工格室内填砂砾石形成底部砂砾排水层3，在底部砂砾排水层3上依次向上铺设填土层4，填土层4的土工格室内填土并压实，需满足设计压实度，压实度与具体填土类型有关，以不小于0.90为最佳，从刚性层2开始每增加一层土工格室向后缩一定距离，直至挡土墙顶部9，形成小于1:0.25的坡度；每一层土工格室与上下相邻的土工格室用长度50cm、直径12mm的钢筋锚固连接；挡土墙上半部分填土层4厚度为下半部分填土层4厚度的一半，为了防止在挡土墙上半部分与下半部分的变截面处发生应力集中，在变截面处(墙高的1/2处)铺设了一个拉筋带7，该拉筋带7的土工格室内填水泥砂砾石，其厚度为挡土墙高度的一半；为了增加该处拉筋带7的强度和刚度，在该拉筋带7上铺设一窄拉筋带8，该窄拉筋带8的土工格室内填水泥砂砾石，其中窄拉筋带8的土工格室的高度比拉筋带7土工格室要高5cm。

填土层4的土工格室内填土并压实，从刚性层2开始每增加一层土工格室向后缩一定距离，直至挡土墙顶部9，形成坡度为小于1：0.25。按如图3(a～d)、图4(a～d)和图5(a～b)所显示的数据看，该坡度范围较为理想。

在挡土墙高度3/4、7/8处分别设置有拉筋带7，拉筋带7的土工格室内填水泥砂砾石，其厚度为挡土墙高度的一半，可进一步增强挡土墙上半部分的强度。

在挡土墙高度1/3处铺设有通长拉筋带6，通长拉筋带6的土工格室内填水泥砂砾石，其厚度为挡土墙高度的一半至整个挡土墙高度。如图3(a～d)所示，通过理论计算证明，在挡土墙高度的1/3处铺设通长拉筋带6可增强其与上下填土层4的摩擦力，减小挡土墙的水平位移量，增加挡土墙的稳定性，提高挡土墙的安全系数。如图11所示，图中显示了拉筋带厚度(水平方向向挡土墙内侧延伸的距离，通过与挡土墙高度的比值可得出)对安全系数的影响，图中显示当拉筋带厚度和挡土墙高度的比值为1.0，也就是说当拉筋带厚度和挡土墙高度的相等时，安全系数最高。

在底部砂砾排水层3往上每隔2m铺设一层砂砾排水层5，砂砾排水层5与底部砂砾排水层3相同。

挡土墙顶部9采用二八灰土填筑，其截面为U型沟槽结构，便于雨水迅速排除，防止下渗，用作挡土墙的防水措施。

本发明施工方法的具体步骤如下：

1、按照设计图纸，进行放线，开挖，机械开挖到距基底设计标高20～30cm时停止开挖，用人工清理至设计高程，用振动式压路机碾压；其标准参照《公路路基施工技术规范》中的相关条款执行。对地基承载力进行现场测试，应该满足地基承载力的要求。

2、铺筑基础层；基础层由水泥与砂砾石搅拌组成，其中水泥的含量为20％，砂砾石的含量为80％，砂的直径为0.5～2mm，砾石的直径为2～50mm，用长度1.5m，直径12mm的钢筋作为基础加固钉，沿基础长度方向每隔2m布置一根，挡土墙厚度方向每隔1m布置一根，打入基础起加固作用。

3、铺筑刚性层；基础层施工完成后，在基础层上张开土工格室，将长度为50cm，直径为12mm的钢筋延挡土墙长度方向每隔2m布置一根，沿挡土墙厚度方向每隔1m布置一根，用钢筋将土工格室张开固定，内填水泥砂砾石，水泥砂砾石与基础层相同。

4、铺筑底部砂砾排水层；在刚性层上张开土工格室，内填砂砾石，用作墙身排水层。

5、铺筑填土层；在底部砂砾排水层上铺设土工格室，用装载机填土，装载机由进口方向开始倒土，同时辅以人工整平；装载机在整平后填土的格室上行走，依次向前至该层填土完毕，严禁装载机碾压、破坏土工格室；及时进行压实度和平整度检测，压实度大于设计值，平整度小于2.0cm。土工格室填料要求颗粒大小均匀，最大粒径不得大于10cm；距离面板较近、大型压路机不易靠近的部位用小型振动夯夯实。在铺筑完的底部第一层填土层上铺筑第二层填土层，第二层填土层上铺筑第三层填土层直至挡土墙顶部，每向上增加一层土工格室向后缩一定距离，形成小于1:0.25的坡度，每层土工格室张开填土之后，都采用长度50cm，直径12mm的钢筋锚固连接，用以增强挡土墙的整体性。铺筑至挡土墙高度1/2处时，向上铺筑的挡土墙厚度为挡土墙下半部分厚度的一半。

6、铺筑砂砾排水层；至底部砂砾排水层向上每隔2m铺筑一层砂砾排水层。

7、铺筑通长拉筋带；在挡土墙高度1/3处的填土层上铺设土工格室，内填水泥砂砾石，通长拉筋带的厚度为整个挡土墙高度的1/2～1。

8、铺筑拉筋带和窄拉筋带；在挡土墙高度的1/2、3/4、7/8处分别铺筑拉筋带，拉筋带的土工格室内填充水泥砂砾石，拉筋带的厚度为挡土墙高度的一半。在挡土墙高度的1/2处的拉筋带上铺筑窄拉筋带，窄拉筋带的土工格室内填充水泥砂砾石，其土工格室采用25cm的高度。

9、铺筑挡土墙顶部；挡土墙顶部采用二八灰土填筑，做成U型沟槽式截面。

本发明所提供的变截面的土工格挡土墙的优势：

(1)经济效益显著，以10米高、100米长的土工格室挡土墙为例，一种采用传统结构，挡土墙厚度为4米，拉筋带的位置距离墙底分别为H/5、2H/5、3H/5和4H/5(H为墙高)，拉筋带的厚度分别为5米、5米、4米和4米，共需土工格室22920m²，共需60cm长、Φ12mm连接钢筋共1375根；一种采用新型结构，下部5米的挡土墙厚度为4米，上部5米的挡土墙厚度为2米，拉筋带的位置距离墙底分别为H/3、H/2、3H/4和7H/8，拉筋带厚度与传统结构相同，共需土工格室18640m²，共需60cm长、Φ12mm连接钢筋共825根，土工格室节约约19％，钢筋节约约40％，如果新型结构下部5米的挡土墙厚度为4米，上部5米的挡土墙厚度为3米，共需土工格室21140m²，土工格室仍节约约8％，钢筋节约约20％；此外，由于新型结构的土工格室填筑面积比传统结构小，而且由于插钢筋的工作量小，所以节约了劳动力，降低了劳动强度，而且缩短了工期。

(2)加筋位置的影响：由于在挡土墙H/3处设置了拉筋带，相对于在其他位置设置拉筋带的挡土墙结构而言，安全系数有所提高，申请人针对墙背拉筋带不同位置的挡土墙结构进行了有限元分析计算，不同拉筋带位置的挡土墙的计算模型如图6(a～e)所示，挡土墙的安全系数随拉筋带位置的变化如图7所示，图中d代表拉筋带的位置与墙底的距离，由图可见，当拉筋带的位置距离挡土墙底部H/3时，挡土墙的安全系数最高，由此可见，在距离挡土墙底部H/3处设置拉筋带加强了通长拉筋带与上下层土体的摩擦力，可减小挡土墙的水平位移量，增强了挡土墙整体的稳定性，提高了其安全系数，挡土墙结构比较合理。

(3)本发明通过在挡土墙上下变截面处及其交界处设置拉筋带和窄拉筋带，防止了变截面处应力集中对挡土墙墙身造成的破坏。

(4)在挡土墙高度的3/4、7/8等处分别设置拉筋带，增加了挡土墙上半部分的强度和稳定性。

A、加筋层数的影响，为了研究加筋带的位置和间距对于挡土墙的安全系数的影响，申请人建立了如图8(a～h)中(a)～(f)的模型，不同工况计算得到的安全系数列入了表1，通过对计算结果的分析可知，在加筋层数和厚度相等的情况下，中下部加筋结构的安全系数远高于中上部加筋结构的安全系数，分别在距离挡土墙底部H/3和H/2处设置拉筋带的结构其安全系数较高，与挡土墙中下部三层加筋时的安全系数相差不大，因此建议在距离挡土墙底部H/3和H/2处设置拉筋带。图9为不同加筋层数对于安全系数的影响。

表1拉筋带的层数对于挡土墙安全系数的影响

计算工况	安全系数
		(a)	1.671
(b)	1.689
		(c)	1.69
(d)	1.69
		(e)	1.733
(f)	1.729
		(g)	1.736
(h)	1.732

B、多条拉筋带的位置对挡土墙安全系数的影响：为了研究不同的拉筋带位置对于挡土墙的安全系数的影响，建立了如图10(a～c)中(a)、(b)和(c)中的有限元分析模型，计算结果表明，(a)工况下的安全系数最高，不同工况的计算结果如表2所示，根据计算结果可知，拉筋带的合理位置为：距离挡土墙底部的高度分别是H/3、H/2、3H/4和7H/8，由此可见，本发明的所要求保护的拉筋带位置是经过的优化选择的结果。

表2拉筋带的位置对于挡土墙安全系数的影响

需要注意的是：

本发明所提供的变截面的土工格挡土墙，不一定上部和下部各占一半的高度，可以分成三段或者多个，但是一般如果挡土墙的高度在12米以内，通常是分成两段。而且上一半的厚度不一定是下一半厚度的一半，如果10米以内，通常上一半的厚度是下一半厚度的一半，如果是12米，通常上一半的厚度是下一半厚度的3/4。

通长拉筋带的厚度不是必须等于墙高，厚度接近墙高也可。同样的本实施例中提到的其他比值等数值也应理解为设定为其约数也可实现，只是明确指出的数值为最佳实施例。

Claims (9)

1.一种土工格室挡土墙，在基础层(1)上铺设有刚性层(2)，在刚性层(2)上铺设底部砂砾排水层(3)，在底部砂砾排水层(3)上依次向上铺设填土层(4)，所述填土层(4)中铺设有至少一层砂砾排水层(5)；从刚性层(2)开始每增加一层土工格室向后缩形成一定坡度，直至挡土墙顶部(9)，每一层土工格室与上下相邻的土工格室用钢筋锚固连接，其特征在于：所述挡土墙设置为变截面结构，越向上截面积越小，挡土墙厚度越小；所述挡土墙分为上半部分和下半部分，所述上半部分和下半部分各占整个挡土墙高度的1/2,所述上半部分的厚度为下半部分厚度的1/2～3/4；所述挡土墙上设置有通长拉筋带(6)，所述通长拉筋带(6)厚度为整个挡土墙高度的1/2～1，所述上半部分还设置有至少一根拉筋带(7)，所述拉筋带(7)厚度与通长拉筋带(6)厚度之比等于挡土墙上半部分厚度与下半部分厚度之比。

2.根据权利要求1所述的土工格室挡土墙，其特征在于：所述通长拉筋带(6)设置在挡土墙高度1/3处。

3.根据权利要求1所述的土工格室挡土墙，其特征在于：所述拉筋带(7)分别设置在整个挡土墙高度的1/2、3/4和7/8处。

4.根据权利要求1所述的土工格室挡土墙，其特征在于：在所述挡土墙的变截面交界处设置有窄拉筋带(8)，所述窄拉筋带(8)厚度与相邻较小厚度的填土层(4)的厚度相同，高度比填土层(4)的高度高出1/4。

5.根据权利要求1所述的土工格室挡土墙，其特征在于：所述坡度为小于1：0.25。

6.根据权利要求1所述的土工格室挡土墙，其特征在于：在底部砂砾排水层(3)往上每隔2m铺设一层砂砾排水层(5)，砂砾排水层(5)除厚度与底部砂砾排水层不同，其余结构与底部砂砾排水层(3)相同。

7.根据权利要求1所述的土工格室挡土墙，其特征在于：所述基础层(1)由水泥与砂砾石搅拌组成，其中水泥的含量为20％，砂砾石的含量为80％，砂的直径为0.5～2mm，砾石的直径为2～50mm，用长度1.5m，直径12mm的钢筋作为基础加固钉，沿基础层(1)长度方向每隔2m布置一根，沿挡土墙厚度方向每隔1m布置一根，打入基础层(1)；所述土工格室尺寸为高度20cm，焊炬80cm，土工格室内填水泥砂砾石形成刚性层(2)，其水泥砂砾石与基础层(1)所使用的相同；在刚性层(2)上铺设土工格室，土工格室内填砂砾石形成所述底部砂砾排水层(3)；土工格室内填土并压实形成所述填土层(4)，填土层(4)平整度小于2.0cm，填料要求颗粒大小均匀，最大粒径不得大于10cm。

8.根据权利要求1所述的土工格室挡土墙，其特征在于：挡土墙顶部(9)采用二八灰土填筑，其截面为U型沟槽结构。

9.土工格室挡土墙的施工方法，其特征在于，包括以下步骤如下：

一、按照设计图纸，进行放线，开挖，机械开挖到距基底设计标高20～30cm时停止开挖，用人工清理至设计高程，用振动式压路机碾压；其标准参照《公路路基施工技术规范》中的相关条款执行；对地基承载力进行现场测试，应该满足地基承载力的要求；

二、铺筑基础层；基础层由水泥与砂砾石搅拌组成，其中水泥的含量为20％，砂砾石的含量为80％，砂的直径为0.5～2mm，砾石的直径为2～50mm，用长度1.5m，直径12mm的钢筋作为基础加固钉，沿基础长度方向每隔2m布置一根，挡土墙厚度方向每隔1m布置一根，打入基础起加固作用；

三、铺筑刚性层；基础层施工完成后，在基础层上张开土工格室，将长度为50cm，直径为12mm的钢筋延挡土墙长度方向每隔2m布置一根，沿挡土墙厚度方向每隔1m布置一根，用钢筋将土工格室张开固定，内填水泥砂砾石，水泥砂砾石与基础层相同；

四、铺筑底部砂砾排水层；在刚性层上张开土工格室，内填砂砾石，用作墙身排水层；

五、铺筑填土层；在底部砂砾排水层上铺设土工格室，用装载机填土，装载机由进口方向开始倒土，同时辅以人工整平；装载机在整平后填土的格室上行走，依次向前至该层填土完毕，严禁装载机碾压、破坏土工格室；及时进行压实度和平整度检测，压实度大于设计值，平整度小于2.0cm；土工格室填料要求颗粒大小均匀，最大粒径不得大于10cm；距离面板较近、大型压路机不易靠近的部位用小型振动夯夯实；在铺筑完的底部第一层填土层上铺筑第二层填土层，第二层填土层上铺筑第三层填土层直至挡土墙顶部，每向上增加一层土工格室向后缩一定距离，形成小于1:0.25的坡度，每层土工格室张开填土之后，都采用长度50cm，直径12mm的钢筋锚固连接，用以增强挡土墙的整体性；铺筑至挡土墙高度1/2处时，向上铺筑的挡土墙厚度为挡土墙下半部分厚度的一半；

六、铺筑砂砾排水层；至底部砂砾排水层向上每隔2m铺筑一层砂砾排水层；

七、铺筑通长拉筋带；在挡土墙高度1/3处的填土层上铺设土工格室，内填水泥砂砾石，通长拉筋带的厚度为整个挡土墙高度的1/2～1；

八、铺筑拉筋带和窄拉筋带；在挡土墙高度的1/2、3/4、7/8处分别铺筑拉筋带，拉筋带的土工格室内填充水泥砂砾石，拉筋带的厚度为挡土墙高度的一半；在挡土墙高度的1/2处的拉筋带上铺筑窄拉筋带，窄拉筋带的土工格室内填充水泥砂砾石，其土工格室采用25cm的高度；

九、铺筑挡土墙顶部；挡土墙顶部采用二八灰土填筑，做成U型沟槽式截面。