分节式预制空腹挡墙砌块及挡墙结构技术领域
本发明涉及建筑工程支挡结构领域，具体地指一种分节式预制空腹挡墙
砌块及挡墙结构。
背景技术
支挡结构是用来支撑、加固填土或山体土坡，防止其坍塌以保持稳定的
一种建筑物，主要用于承受土体侧向土压力，在铁路和公路路基工程，水利、
矿场、房屋建筑等边坡工程中应用广泛。常用的支挡结构依据结构形式可划
分为重力式挡墙、托盘式挡土墙和卸荷板式挡土墙、悬壁式和扶壁式挡墙、
加筋土挡墙、锚定板挡土墙、桩板墙、锚杆挡墙、土钉墙、预应力锚索加固
技术和由此发展而来的锚索桩等锚索复合结构、桩基托梁挡土墙等，其中，
重力式挡墙依靠墙身自重承受土压力作用，其结构形式简单、取材容易、施
工简便，是目前应用最为广泛的支挡结构。
然而，重力式挡墙多采用浆砌片石、片石混凝土以及混凝土等工程材料
构筑，存在固有且难以克服的缺陷，主要问题如下：
1、重力式挡墙的截面积较大，因而产生较大数量的耗材，尤其是在石料
缺乏地区会导致工程造价大幅度增加。
2、挖方边坡难以采用逆作法施工挡墙，采用片石混凝土、混凝土结构时
须现场立模浇筑，施工工期较长，雨季时易产生坡面剥落、溜坍甚至引发浅
层滑坡等问题。
3、重力式挡墙墙顶及墙面难以绿化，景观效果相对较差，通常采用在墙
顶平台、侧沟平台单独建筑绿化槽植草、灌木的方式，但该绿化方式受限于
绿化槽规模，且植物成活性差，墙面绿化难度大。
公开号为CN101768975B的中国发明专利申请公开了一种可绿化的挡墙
砌块以及利用该砌块构筑挡墙的施工方法，该专利所提供的砌块结构和施工
方法新颖，所构筑的挡墙具有良好的绿化条件，但是，挡墙砌块结构相对复
杂，导致挡块预制过程效率低下，预制成本相对较高；同时，构筑挡墙的施
工方法步骤繁多，效率低下，导致挡墙构筑人力成本居高不下，且施工过程
伴随有安全事故的风险。
综上所述，研究设计一种施工方法简单高效、工程造价成本低廉且具有
较好的绿化功能的分节式预制空腹挡墙砌块及挡墙结构具有重要的现实意
义。
发明内容
本发明的目的就是要克服上述难题，提供一种分节式预制空腹挡墙砌块
及挡墙结构，既能确保分节式预制空腹挡墙砌块结构简单，原材料易得且价
格低廉，同时，利用该该砌块构筑挡墙结构的施工过程安全方便，施工效率
高，支挡效果良好，且具有良好的绿化功能。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种分节式预制空腹挡墙砌块，所述砌块为上端开口的箱体结构，所述
箱体结构由设置于两端的挡墙主胁壁、内侧挡墙薄壁、外侧挡墙薄壁和下底
板构成，其不同之处在于：所述两端挡墙主胁壁的外端部伸出外侧挡墙薄壁
形成台阶，所述外侧挡墙薄壁上设置有泄水孔，所述下底板的外端部伸出外
侧挡墙薄壁形成台阶状墙趾。
在上述技术方案中，所述砌块采用钢筋混凝土一次性浇注成整体式结构。
在上述技术方案中，所述砌块的长L×高H＝1.5-2.0m×3-5m；所述墙趾
的宽度D＝0.3-0.5m。
一种利用权利要求1所述的分节式预制空腹挡墙砌块构筑的挡墙结构，
其不同之处在于：所述挡墙结构由多个所述分节式预制空腹挡墙砌块并排填
埋拼装组成，所述墙趾朝外侧布置，所述砌块开口朝上，所述砌块的空腹结
构内回填有种植土，所述砌块的埋入深度为0.5-1.5m。
在上述技术方案中，所述砌块的空腹结构内种植有绿化植物。
在上述技术方案中，所述挡墙结构内侧沿垂直方向从上到下依次设有防
渗层和反滤层。
在上述技术方案中，所述相邻分节式预制空腹挡墙砌块之间设有伸缩缝。
在上述技术方案中，所述分节式预制空腹挡墙砌块顶面设有带种植方口
的顶盖。
本发明的设计及施工原理如下：
1、设计计算
采用分节式预制空腹挡墙砌块构筑的挡墙结构可按重力式挡墙模型计
算，结构配筋应满足弯矩计算以及构造要求，承受荷载主要有列车荷载、结
构自重、土压力、地震作用、下滑力等，其中结构自重应采用钢筋砼结构单
元与回填土荷载之和，土压力可视情况采用朗肯土压力、库伦土压力等计算
确定，其它荷载可依据相关规范、规程确定。
2、构造要求
(1)与路堤、路堑的连接
在路堑地段，采用分节式预制空腹挡墙砌块构筑的挡墙结构原则上采用
等高结构，必要时挡墙结构两侧设端墙封闭；挡墙结构可采用锥体填土与路
堤连接，端部伸入路堤内不应小于0.75m。
挡墙结构嵌入原地层深度：土质层时挡墙结构嵌入深度大于1.5m，弱风
化岩层时挡墙结构嵌入深度大于1.0m，微风化岩层时挡墙结构嵌入深度大于
0.5m。
(2)结构尺寸的确定
高挡墙结构在稳定性、安全度、经济性、视觉效果等方面存在的不足是
业界的共识，《建筑边坡工程技术规范》和《铁路路基支挡结构设计规范》
等对重力式挡墙高度进行了限制，同时考虑到空腹挡墙砌块尺寸种类多、尺
寸大对预制、运输、吊装等存在不利影响，设计挡墙砌块的高为3-5m，且同
一地区、同一工点将结构尺寸标准化、简单化，单节挡墙砌块纵向长度小于
2.0m，挡墙砌块的厚度依据检算确定。
(3)对地基的要求
挡墙结构对地基承载力的要求与重力式挡墙相同，埋置深度根据地基岩
土结构而定，处于稳定斜坡地面时其趾部埋入深度和距地面水平距离应符合
相关规定。
(4)其它构造要求
本发明的挡墙结构通过多个分节式预制空腹挡墙砌块并排填埋拼装组
成，考虑到墙后地下水排水通畅要求，在相邻分节式预制空腹挡墙砌块之间
设置伸缩缝，伸缩缝不采用沥青麻筋填塞，挡墙结构背面铺设渗水土工材料，
并回填中粗砂作为反滤层。
挡墙结构在填埋施工的最后在砌块顶端加盖设有带种植方口的顶盖，在
外侧立面设置坡度大于4％的泄水孔及孔后反滤层。
3、施工顺序
(1)挖方地段
分级开挖边坡→分级支挡防护→挡墙基坑开挖平整→分节吊装空腹式薄
壁砼挡墙→墙后铺设渗水土工布→回填中粗砂反滤层，表层夯填黏土→墙顶
开口方向回填土→加盖带种植方口的顶盖→完善墙顶绿化槽，种植适宜植物。
(2)填方地段
场地平整或进行地基处理→挡墙基坑开挖平整→分节吊装空腹式薄壁砼
挡墙→墙后铺设渗水土工布→回填中粗砂反滤层，表层夯填黏土→墙顶开口
方向回填土→墙后填方分层填筑压实→加盖带种植方口的顶盖→完善墙顶绿
化槽，种植适宜植物。
本发明的有益效果：
1、本发明分节式预制空腹挡墙砌块充分发挥了钢筋砼的强度特性，同时
采用工厂或集中场地预制构件，相关检测标准及工程质量更易于控制，同时
具有更好的外观效果。
2、本发明分节式预制空腹挡墙砌块的空腹薄壁钢筋砼生产过程的原材料
易得且价格低廉，内部采用回填土作为替代材料，大量减少了片石及混凝土
工程量，在一定程度上降低了工程的施工造价。
3、本发明分节式预制空腹挡墙砌块的空腹薄壁钢筋砼内部空腔体积较
大，采用种植土回填，可兼具绿化槽作用，用于种植花草、灌木及藤本植物，
可充分绿化墙顶平台，且绿化效果显著。
4、本发明分节式预制空腹挡墙砌块的空腹薄壁钢筋砼挡墙结构简单，由
于目前路基边坡更倾向于短挡墙、缓边坡、分级支护等设计理念，将挡墙高
度控制在5m以内，砌块自重量可控制在10T以内，采用工厂或现场预制批
量生产，利用该砌块构筑挡墙结构的现场吊装时间短，尤其是在膨胀土地区
挡墙低且厚度大时更易发挥其施工效率和经济优势，尽快发挥支挡结构作用，
有利于开挖边坡稳定。
附图说明
图1为本发明分节式预制空腹挡墙砌块的立体图；
图2为本发明利用分节式预制空腹挡墙砌块构筑的挡墙结构的整体结构
示意图；
图中：箱体结构1(挡墙主胁壁11，内侧挡墙薄壁12，外侧挡墙薄壁13，
下挡板14)，台阶2，泄水孔3，墙趾4，种植土5，绿化植物6，防渗层7，
反滤层8，伸缩缝9，顶盖10。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述，以便本领域
技术人员理解。
图1所示为本发明分节式预制空腹挡墙砌块的立体图，所述砌块为上端
开口的箱体结构1，所述箱体结构1由设置于两端的挡墙主胁壁11、内侧挡
墙薄壁12、外侧挡墙薄壁13和下底板14构成，其特殊之处在于，所述两端
挡墙主胁壁11的外端部伸出外侧挡墙薄壁13形成台阶2，所述外侧挡墙薄壁
13上设置有泄水孔3，所述下底板14的外端部伸出外侧挡墙薄壁13形成台
阶状墙趾4。所述砌块采用钢筋混凝土一次性浇注成整体式结构。
根据施工工地的具体情况和施工要求，设计计算出分节式预制空腹挡墙
砌块的具体尺寸，结果如下：两端挡墙主胁壁11的宽×高×厚为1.2m×4m
×0.18m，两端挡墙主胁壁11的外端部伸出外侧挡墙薄壁13形成0.1m宽度
的台阶2，所述内侧挡墙薄壁12的高和与挡墙主胁壁11相同，长×厚为1.8
×0.1m，所述外侧挡墙薄壁13的长、高、厚与内侧挡墙薄壁12相同，所述
下底板14的长×宽×厚为1.8m×0.9m×0.1m，所述下底板14的外端部伸出
外侧挡墙薄壁13形成的台阶状墙趾4的宽度为0.3m，墙趾4的长和厚与下
底板14相同，所述挡墙砌块的箱体结构的内孔尺寸为长×宽×孔深为1.8m
×0.9m×3.9m。
通过在预制工厂统一预制成型后，此次施工为填方土段施工，所述挡墙
结构由多个所述分节式预制空腹挡墙砌块并排填埋拼装组成，首先，将场地
平整后，开挖平整挡墙基坑，根据当地地质岩土结构确定，分节式预制空腹
挡墙砌块嵌入原地层深度为1.2m；采用吊装方式施工，所述墙趾4朝外侧布
置，所述砌块开口朝上，分节吊装空腹式薄壁砼挡墙砌块，埋入挡墙基坑中，
底层回填场地开挖土石，表层回填0.5m厚的种植土5，分层填筑压实；每节
分节式预制空腹挡墙砌块之间留置有宽度为0.008m的伸缩缝9，用于挡墙结
构后的地下水的排放，且伸缩缝9上不填塞沥青麻筋；随后在墙后铺设渗水
土工布，回填挡墙结构内侧沿垂直方向从上到下依次设有防渗层7和反滤层
8，最后夯填黏土；最后，平整墙顶平台和侧沟平台，在每节挡墙砌块顶面加
盖带种植方口的顶盖，完善墙顶绿化槽，种植适宜绿化植物7。图2所示为本
发明分节式预制空腹挡墙结构拼装施工后的整体结构示意图。
本发明提出了一种结构简单、稳定性好、施工方便、造价成本低廉且具
有较好的绿化功能的支挡结构，适用于铁路和公路路基工程，水利、矿场、
房屋建筑等边坡工程，具有良好的推广应用前景；能有效承受土体侧向土压
力，支撑、加固填土或山体土坡，防止坍塌，具有较好的技术经济效益。
尽管实施例对本发明的结构作出了详尽的描述，但本发明的保护范围并
不仅限于此，人们还可以对其作出不偏离中心的修改，这些修改都属于本发
明的保护范围之内，本发明的保护范围应以权利要求书为准。