本發(fā)明涉及巖土工程中的擋土墻結(jié)構(gòu)及施工方法，尤其涉及一種廢舊輪胎構(gòu)成的拱形擋土墻結(jié)構(gòu)及其施工方法。

背景技術(shù)：
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擋土墻是指支承路基填土或山坡土體、防止填土或土體變形失穩(wěn)的構(gòu)造物。根據(jù)其剛度及位移方式不同，可分為剛性擋土墻、柔性擋土墻和臨時支撐三類。按所處環(huán)境條件分為一般地區(qū)擋土墻、浸水地區(qū)擋土墻和地震地區(qū)擋土墻等。按結(jié)構(gòu)特點可分為石砌重力式、石砌恒重式、加筋土重力式、混凝土半重力式、鋼筋混凝土懸臂式和扶臂式、錨桿式和錨定板式、豎向預(yù)應(yīng)力錨桿式等。按墻體材料可分為石砌擋土墻、混凝土擋土墻、鋼筋混凝土擋土墻、鋼板擋土墻等。根據(jù)受力方式，分為仰斜式擋土墻和承重式擋土墻。

我國每年產(chǎn)生的廢舊輪胎居世界前列，2013年我國廢舊輪胎產(chǎn)生量已經(jīng)達到2.99億條、重量達到1080萬噸，并以每年約8%~10%的速度增長。到2020年，我國廢舊輪胎年產(chǎn)量將達2000萬噸。如何安全、環(huán)保的處理與日俱增的廢舊輪胎，是亟待解決的問題。

若能夠把廢舊輪胎用于巖土工程中擋土墻的建設(shè)，一方面可以降低擋土墻的造價與施工難度，另一方面也為廢舊輪胎的再利用提供新途徑，顯然符合資源再利用的發(fā)展需求。

可見，有必要探討利用廢舊輪胎制作擋土墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法，促進現(xiàn)有技術(shù)的革新與進步。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
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為了彌補現(xiàn)有技術(shù)問題的不足，本發(fā)明的目的是提供一種廢舊輪胎構(gòu)成的拱形擋土墻結(jié)構(gòu)及其施工方法，其整體穩(wěn)定性大、施工簡便，為擋土墻的設(shè)計與廢舊輪胎的再生利用提供一種新思路。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

廢舊輪胎構(gòu)成的拱形擋土墻結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括廢舊輪胎配重塊、定位樁、連接板，根據(jù)場地環(huán)境及地質(zhì)條件設(shè)計墻體尺寸，在設(shè)計指定位置施工下部插入地面且間隔分布的抗滑樁，相鄰抗滑樁同側(cè)貼近地面處均設(shè)有地梁，

所述定位樁間隔固定于地梁上端面，每個定位樁上套裝有多個廢舊輪胎配重塊疊加構(gòu)成的廢舊輪胎配重塊組，相鄰的廢舊輪胎配重塊組間相鄰定位樁上均套裝有連接板，定位樁頂部設(shè)有壓住最頂層廢舊輪胎配重塊組的冠梁，

所述抗滑樁、拱形地梁、連接板、冠梁構(gòu)成一體，在廢舊輪胎外露面噴射水泥砂漿并抹面最終構(gòu)成拱形墻體。

所述的廢舊輪胎構(gòu)成的拱形擋土墻結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的廢舊輪胎配重塊為廢舊輪胎內(nèi)部凹槽空間內(nèi)綁扎構(gòu)造鋼筋并澆筑混凝土形成，且在中心處設(shè)有預(yù)留孔，預(yù)留孔直徑大于定位樁外徑。

所述的廢舊輪胎構(gòu)成的拱形擋土墻結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的抗滑樁靠近墻體填土側(cè)的立面為凹形弧面，其凹陷形狀與廢舊輪胎的圓形輪廓一致。

所述的廢舊輪胎構(gòu)成的拱形擋土墻結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的地梁與抗滑樁同步現(xiàn)澆構(gòu)成一體，地梁寬度等于廢舊輪胎直徑，地梁中心線長度為廢舊輪胎直徑的整數(shù)倍，地梁輪廓為折線形狀。

所述的廢舊輪胎構(gòu)成的拱形擋土墻結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的冠梁由鋼筋澆筑混凝土而成，冠梁與地梁輪廓一致為折線形狀；各定位樁的頂部通過冠梁連接構(gòu)成一體。

所述的廢舊輪胎構(gòu)成的拱形擋土墻結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的墻體中廢舊輪胎配重塊外露面噴射水泥砂漿并抹面。

一種廢舊輪胎構(gòu)成的拱形擋土墻結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于，包括如下步驟：

1）、設(shè)計擋土墻構(gòu)型：

根據(jù)場地地質(zhì)條件、地形地貌、擬建擋土墻高度、流水沖刷情況、廢舊輪胎配重塊尺寸等因素，設(shè)計擋土墻的構(gòu)型，確定抗滑樁的打設(shè)位置及入土深度；

2）、澆筑抗滑樁與地梁：

根據(jù)設(shè)計方案，按照開挖樁孔、綁扎與沉放鋼筋籠、支模、澆筑混凝土的次序，澆筑抗滑樁與地梁；地梁的鋼筋與抗滑樁的鋼筋相互連接形成整體；地梁上應(yīng)根據(jù)定位樁的設(shè)計位置預(yù)留相應(yīng)插孔，供定位、固定定位樁使用；

3）、套入廢舊輪胎配重塊：

先把定位樁固定于地梁上的插孔中，基于預(yù)留孔把廢舊輪胎配重塊組套入定位樁上，并在相鄰廢舊輪胎配重塊組間相鄰定位樁上均套裝有連接板，組裝構(gòu)成若干廢舊輪胎配重塊與連接板交替分布、各相鄰抗滑樁之間的多列廢舊輪胎配重塊呈拱形分布的整體結(jié)構(gòu)；

4）、澆筑冠梁：

在每個拱形結(jié)構(gòu)的廢舊輪胎配重塊的頂部綁扎鋼筋，澆筑混凝土形成折線形冠梁。冠梁把每個拱形結(jié)構(gòu)中的所有定位樁連接形成整體；

5）、水泥砂漿抹面：

對廢舊輪胎的外露面噴射水泥砂漿進行抹面防護。

本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明利用廢舊輪胎制作配重塊，一方面廢舊輪胎為外框架可省去模板，另一方面廢舊輪胎可有效保護其內(nèi)槽內(nèi)的鋼筋混凝土，混凝土內(nèi)僅配少量構(gòu)造鋼筋即可，且可把適度粒徑的建筑垃圾、碎石等拌入混凝土中，取材方便，整體價格低廉。

2、本發(fā)明各相鄰抗滑樁之間的多列廢舊輪胎堆砌成拱形狀，其能夠把擋土墻后填土產(chǎn)生的土壓力通過拱形傳遞、分散至兩側(cè)的抗滑樁上，其構(gòu)型符合應(yīng)力拱擴散的規(guī)律，且各廢舊輪胎配重塊僅承受壓力，整體強度較高。

3、本發(fā)明廢舊輪胎配重塊的相互堆砌施工速度快，施工簡單方便。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明的廢舊輪胎配重塊結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2本發(fā)明的連接板結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明的擋土墻結(jié)構(gòu)俯視圖。

圖4為A-A剖面圖。

圖5為本發(fā)明的擋土墻結(jié)構(gòu)軸測圖。

圖6為本發(fā)明的擋土墻三維結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為本發(fā)明的擋土墻隱藏輪胎后的結(jié)構(gòu)示意圖一。

圖8為本發(fā)明的擋土墻隱藏輪胎后的結(jié)構(gòu)示意圖二。

附圖標(biāo)記說明：1、廢舊輪胎；2、鋼筋混凝土；3、預(yù)留孔；4、連接板；5、套孔；6、抗滑樁；7、地梁；8、冠梁；9、定位樁；10、墻后填土；11、潛在滑裂面；12、凹形弧面；A、臨空面；B、填土面。

具體實施方式：

參見附圖：

廢舊輪胎構(gòu)成的拱形擋土墻結(jié)構(gòu)，包括廢舊輪胎配重塊、定位樁9與連接板4，根據(jù)場地環(huán)境及地質(zhì)條件設(shè)計擋土墻構(gòu)型尺寸后，在設(shè)計指定位置施工帶凹形弧面12的鋼筋混凝土抗滑樁6與折線形地梁7，把定位樁9插入、固定于地梁7上的插孔后，基于預(yù)留孔3把廢舊輪胎配重塊套入各定位樁9上，并選擇合適位置在相鄰定位樁9之間套入連接板，組裝形成若干廢舊輪胎配重塊與連接板4交替分布、各相鄰抗滑樁6之間的多列廢舊輪胎配重塊呈拱形分布的整體結(jié)構(gòu)，并在每個拱形結(jié)構(gòu)的頂部綁扎鋼筋澆筑折線形冠梁8，且在廢舊輪胎外露面噴射水泥砂漿形成一定厚度的抹面，由此構(gòu)成拱形擋土墻。

廢舊輪胎配重塊為廢舊輪胎1內(nèi)部凹槽空間內(nèi)綁扎構(gòu)造鋼筋并澆筑混凝土2形成，且在中心處設(shè)有預(yù)留孔3，預(yù)留孔3的直徑大于定位樁9的外徑，方便預(yù)留孔3套在定位樁9上。由于廢舊輪胎可有效保護其內(nèi)槽內(nèi)的鋼筋混凝土，故混凝土中可摻入適度粒徑的建筑垃圾與碎石等，進一步降低造價。

連接板4的兩端設(shè)置兩個套孔5，套孔5的直徑大于定位樁9的外徑。兩個套孔5之間的中心距離等于廢舊輪胎的外輪廓直徑。

抗滑樁6靠近填土側(cè)的立面為凹形弧面12，其凹陷形狀與廢舊輪胎的圓形輪廓一致，如圖6所示。該設(shè)計使緊靠抗滑樁6的廢舊輪胎配重塊與抗滑樁之間接觸緊密，有利于荷載的傳遞，也能確保各拱形的穩(wěn)定性?？够瑯?的埋深應(yīng)穿過潛在滑裂面位置到達強度較高的土層中，如圖4所示：擋土墻承受的各類荷載最終傳遞給抗滑樁。

地梁7與抗滑樁6同步現(xiàn)澆形成整體，地梁7的寬度等于廢舊輪胎的直徑，地梁7的中心線長度為廢舊輪胎直徑的整數(shù)倍，地梁7的折線形狀即為擋土墻拱形的形狀。各列廢舊輪胎配重塊的重量，均傳遞給地梁7；地梁7上應(yīng)根據(jù)定位樁9的設(shè)計位置預(yù)留一定深度的相應(yīng)插孔，供定位、固定定位樁9使用。

冠梁8由鋼筋澆筑混凝土而成，相鄰抗滑樁6之間多列廢舊輪胎配重塊堆砌形成的拱形結(jié)構(gòu)的頂部均設(shè)置冠梁8。各定位樁9的頂部通過冠梁8連接形成整體。為了方便今后的維修，也可冠梁8內(nèi)預(yù)留套管，使定位樁9插入套管與冠梁8相連，即定位樁9與冠梁8之間呈活動式連接。今后可抽出定位樁9，對該列廢舊輪胎進行維修與替換。

廢舊輪胎配重塊內(nèi)部澆筑混凝土形成整體，其抗壓強大；搭接成拱形形狀的廢舊輪胎配重塊，符合應(yīng)力擴散規(guī)律。土壓力通過拱形傳遞、分散至兩側(cè)的抗滑樁上；可見，土壓力僅在各廢舊輪胎配重塊之間傳遞，地梁7、冠梁8與定位樁9不承受土壓力。地梁7起到承擔(dān)廢舊輪胎配重塊自重的作用，冠梁8與定位樁9起到約束、固定廢舊輪胎配重塊位置的作用。

對廢舊輪胎的外露面噴射水泥砂漿進行抹面防護，防止其在特殊條件發(fā)生燃燒，也可延緩橡膠的老化。

廢舊輪胎構(gòu)成的拱形擋土墻結(jié)構(gòu)的施工方法，詳細描述如下：

1）、設(shè)計擋土墻構(gòu)型：

根據(jù)場地地質(zhì)條件、地形地貌、擬建擋土墻高度、流水沖刷情況、廢舊輪胎配重塊尺寸等因素，設(shè)計擋土墻的構(gòu)型，確定抗滑樁6的打設(shè)位置及入土深度。

抗滑樁6的入土深度應(yīng)超過潛在滑裂面的位置，如圖4所示?？够瑯?直接控制與決定擋土墻的抗滑移與抗傾覆穩(wěn)定性。

2）、澆筑抗滑樁與地梁：

根據(jù)設(shè)計方案，按照開挖樁孔、綁扎與沉放鋼筋籠、支模、澆筑混凝土的次序，澆筑抗滑樁6與地梁7。地梁7的鋼筋與抗滑樁6的鋼筋相互連接形成整體。地梁7上應(yīng)根據(jù)定位樁9的設(shè)計位置預(yù)留相應(yīng)插孔，供定位、固定定位樁9使用。

地梁7的上表面呈水平狀，使后續(xù)廢舊輪胎的搭接非常整齊、對稱，提高整體的強度與剛度。地梁7的下表面緊貼于土層，其根據(jù)地形地勢可呈現(xiàn)非水平狀。

3）、套入廢舊輪胎配重塊：

先把定位樁9固定于地梁7上的插孔中，基于預(yù)留孔3把廢舊輪胎配重塊套入定位樁9上，并選擇合適位置在各相鄰定位樁9上套入連接板4，組裝形成若干廢舊輪胎配重塊與連接板4交替分布、各相鄰抗滑樁6之間的多列廢舊輪胎配重塊呈拱形分布的整體結(jié)構(gòu)。

廢舊輪胎配重塊為廢舊輪胎1內(nèi)部凹槽空間內(nèi)綁扎構(gòu)造鋼筋并澆筑混凝土2形成。以常見小轎車輪胎型號195/60R15為例，其內(nèi)腔體積約為0.055 m³，內(nèi)槽澆筑鋼筋混凝土后整體重量約為130kg。2~4人能把該重量的廢舊輪胎配重塊抬起套入定位樁9中。施工中應(yīng)盡可能的較少廢舊輪胎配重塊對定位樁9的碰撞，以維護整體的穩(wěn)定性與安全性。圖7與圖8給出了定位樁9與連接板4的搭接情況。

4）、澆筑冠梁：

在每個拱形結(jié)構(gòu)的廢舊輪胎配重塊的頂部綁扎鋼筋，澆筑混凝土形成折線形冠梁8。冠梁8把每個拱形結(jié)構(gòu)中的所有定位樁9連接形成整體。圖5與圖6給出了冠梁8的具體分布情況。

5）、水泥砂漿抹面：

對廢舊輪胎的外露面噴射水泥砂漿進行抹面防護，防止廢舊輪胎在特殊情況下發(fā)生燃燒，阻止定位樁9及連接板4的生銹，也可有效延緩廢舊輪胎中橡膠的老化。

在特殊情況下，如雷擊、山火引燃等作用下，廢舊輪胎可能發(fā)生燃燒，造成擋土墻結(jié)構(gòu)的失效。故廢舊輪胎搭接、堆砌施工結(jié)束后，應(yīng)在其外露面噴射水泥砂漿形成抹面，防止廢舊輪胎在特殊情況下發(fā)生燃燒。施工中，可在廢舊輪胎表面附著、固定、包裹輔助土工織物，使水泥砂漿能牢固、有效的包裹住廢舊輪胎外表面，形成穩(wěn)定的保護層。

本發(fā)明不局限于上述具體實施方式，根據(jù)上述內(nèi)容，按照本領(lǐng)域的普通技術(shù)知識和慣用手段，在不脫離本發(fā)明上述基本技術(shù)思想前提下，本發(fā)明還可以做出其它多種形式的等效修改、替換或變更，均落在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。