CN1125968A - 土工构造物 - Google Patents

Abstract

一种土工构造物，它包括多个位于大地中外层板(1)所组成的外层后方的细长稳定元件(3)，和多个位于外层后方并将外层连接至稳定元件(3)的连接物(2)。每个连接物具有一连接于各个稳定元件(3)的后方连接部分(8)与至少两个连接至外层且相互间隔开的前方连接部分(6)。大地包括了适合植物生长的土壤的第一区域(20)与结构充填土的第二区域(21)，其中连接物(2)位于第一区域(20)之中，稳定元件(3)则位于第二区域(21)之中。

Description

土工构造物

本发明涉及土工构造物，土工构造物中所使用的某些元件与其施工方法。

从欧洲专利申请0,318,243号中得知，它提供了一种通过多个细长稳定元件而实现摩擦稳定的土工构造物，所述细长稳定元件呈长条状自结构外层向后伸展进大地中。土工结构通过大地与长条的稳定元件的摩擦接合而实现稳定，因此可使大地起一弹性材料的作用并具有相当良好的抗破坏性。其结构的外层系由一连串数排“C”型网状且相互堆叠的外层板所组成。每排的外层板被横向间隔开的支撑条支撑。这些支撑条也具有“C”形的形状，其每一根部具有位于外层板前方的垂直前方部分与比较短的顶端和底端的向后伸展部份。这些顶端与底端部份连接至土工稳定元件。因此，每个稳定条的前端位于一排支撑条顶端向后伸展的顶端部份及一排支撑条底端向后伸展的底端部份之间。一螺钉穿过顶端及底端向后伸展部份和稳定元件以形成一牢固的连接。

使用网状外层板的优点为其质轻也因此成本比一般混凝土板便宜，而且允许植物在其外层上生长，从而给予其“绿色”外表。然而，由于其质轻的特性，网状外层板具有弹性也因此易于变形。特别是，当其架设在横向间隔开的支撑条之间时外层板有向外鼓起的倾向。若有需要，为了美观或其他原因而未使用支撑条和不直接将稳定元件连接至网状外层板时，则外层板变形具有增加的趋势。

从一方向看，本项发明提供的土工构造物包括多个位于土工中网状外层后方的细长稳定元件和多个位于外层后方并将外层连接至稳定元件的连接物，每个连接物具有一连接至各自土工稳定元件的后方连接部份与至少两个连接至网状外层且相互间隔开的前方连接部份。

可以理解到，施加在网状外层上的前方土工压力是由通过连接物被连接至外层的稳定元件所承受。通过相互间隔开的前方连接部份而将连接物连接至网状外层，通过连接物所施加在网状外层上的荷重分布于其连接部份之间，因此可减小外层的挠曲。

事实上，只要是希望通过将负荷分布在外层以限制其挠曲的场合，连接物的设置可与其它型式的外层一起使用。

因此，从另一方面看，本发明提供的土工构造物包括多个位于大地中外层后方的细长稳定元件与多个位于外层后方并将外层连接至稳定元件的连接物，每个连接物具有一个连接于各自土工稳定元件的后方连接部份与至少两个连接至外层的间隔开的前方连接部份。例如，外层可由一层或数层金属制成。

发明还提供一种用于土工构造物中的连接物。从广义方面看，本发明所提供的用以连接土工稳定元件和外层的连接物包括一连接至土工稳定元件的后方连接部份与至少两个连接至外层且相互间隔开的前方连接部份。前方连接部份可为任何合适的形式，但更理想是布置得可钩在外层上的杆件或挂耳上，因此每个前方连接部份可呈钩子形式。在一较佳实例中，连接物具有两基本呈“V”形的前方连接部份。前方连接部份更理想是按水平或横向方向间隔开。连接物可通过弯曲一杆件例如一14毫米直径的钢杆而制成。

连接物最理想是能于外层上绕着一水平轴枢转，这可有利于允许连接物处在一合适的通常为水平的方位上，来配合外层的任何角度。一般而言，外层的倾斜角可在相对水平的45度与垂直方向相对于水平成90度间变化。连接物的枢转可通过上述的钩子而有效地实现，连接物至少可环绕通过外层的一水平杆。

连接物向后伸入土工中以使其在伸入方向上的长度小于稳定元件的长度，例如小于四分之一，但以五分之一较佳。

在一较佳实例中，一纲状外层包括相互重叠的网状板，连接物将底端外层板的一水平杆与位于底端外层板上方的顶端外层板的一水平杆连接在一起。因此，连接物用来将底端及顶端外层板连接在一起，并将外层连接至稳定元件。外层可由在垂直剖面上呈“L”形的网状外层板所组成。通常“L”的前方部份基本上长于向后伸展部份，例如至少长五倍，最理想长十倍。

以“L”形外层板取代已知“C”形外层板之结果使沿着板之间水平接合处更具有变形能力，由于省略外层板顶端向后伸展部份，因而减少了外层板的刚度。然而，使用具有至少两间隔开并连接至外层板的连接部份的连接物则可补偿所减小的刚度。

即使是“L”形板前方部份与后方伸展部份间的角度是90度，L形板仍可用来形成垂直外层及非垂直外层，若连接物被可枢转地连接，则其无须处在与“L”的向后方伸展部的相同方位上。此优点允许对具有不同倾斜角的外层实现外层板的标准化。甚至，当仍使用同一外层板时，一特定的外层可有不同倾斜角的部份。

连接物最理想是配置得可允许底端与顶端外层板间的相对垂直移动，这可由上述的钩子来实现，且其垂直馀隙大于两水平杆的组合厚度。因此，在一较佳的施工方法中，顶端外层板的水平杆与底端外层板的水平杆通过一楔形物向上间隔开，这点决定了连接物的位置，也因此决定了稳定元件于土工中外层后方的位置。一旦顶端外层板于充填土后楔形物即可移开，而当充填土的下沉发生时，顶端外层板可在其水平杆与底端外层板的水平杆相接合前向下移动楔形物厚度的距离。因此顶端外层板并不下推底端外层板，从而，明显地减小它任何向外鼓起的倾向。实际上，位于楔形物上方的至少两外层板在楔形物移开前通常被充填土。使用“L”形而并非“C”形的外层板可允许底端与顶端外层板间相对垂直移动。

稳定元件可为各种不同形式，例如，可为细长带子形式并将其尾端连接至土工中的拉桩锚上。此种系统是通过在外层与拉桩锚座间保留大量泥土而起作用的。然而，最理想是稳定元件为条状，它通过与土地间的相互摩擦作用而使泥土稳定。连接物的后方连接部份横向伸展为较佳。稳定条状物可用带子系结在连接物上，带子则环绕于横向伸展的后方连接部份。若条状物为金属条则这种布置结构相当有用，因为条状物的前端可通过一螺栓而固定在带上。或者，稳定条状物可通过环绕于横向伸展的后方连接部份上而与连接物相连接，因此每个条状物均具有从其各自的连接物处向后伸展的第一和第二部份。如果条状物为地质合成条状物(geosyntheticstrips)则此种布置相当有用，这种合成条状物相当柔韧而可形成一环圈。为了使环圈缠绕不会太紧，可环绕连接物横向伸展之连接部份设置一大口径的管子。

位于外层后方的大地可以选择已知的方法加以结构填土并配合稳定元件产生一稳定的构造物。外层后方的大地可全部由这种构造物填土所组成。然而，最理想是土工构造物包括了与外层邻接的第一种型式的大地第一区域及位于第一区域后方的一第二种形式的大地第二区域，连接物位于第一区域中，稳定元件则位于第二区域中。因此当使用网状外层时，第一大地型式可以是通过由网开口可看到的石块或骨材以便给予对网状物与石块表面的支撑，亦可以是土壤，例如顶土，其适合稳定植物的生长以便产生一绿色的外层。在这两种情形中，第二种大地形式可以是构造物充填土。适合植物生长的大地通常可以含有有机物与肥料并有高水份含量。这产生了适合植物生长的条件但也产生了对大地稳定元件不利的条件。然而，通过使用位于大地第一区域中的连接物，位于大地第二区域中的稳定元件将不会曝露于不利的条件下。因此其就可以使用传统的稳定元件。

在另一方面，连接物可用一定的尺寸，采用适合它们所用的材料和/或防止腐蚀所用的措施而设计成。例如，连接物的厚度可大于构造物所需的厚度。因此，如果用10毫米直径的杆制成的连接物就可支撑负载时，则就使用14毫米的杆。此为4毫米的超厚，当与通常用于金属稳定条状物的1毫米的超厚相比较时，则可有70年的寿命。对连接物可能的保护性办法为镀锌或用喷洒或浸渍方法敷涂的其他金属涂层，例如锌铝合金。喷塑涂层，例如聚酰胺(polyamide)，聚胺酯(polyurethane)或环氧树脂均也可加以使用。

事实上，即使当连接物只是在一前方连接点上被连接于外层以及当至少有两前方连接部份时，第一及第二大地区域的构造仍是有用的。

因此，从另一方面来看，本发明的土工构造物包括多个位于大地中外层后方的细长稳定元件与多个位于外层后方并将外层连接至稳定元件的连接物，其中大地包括一与外层邻接的第一区域及位于第一区域后方的第二区域，连接物位于第一区域中，稳定元件则位于第二区域中。外层有数种选择但以网状较佳，例如一种用混凝土元件组成的具有可供植物生长穿过的开口的外层。

在一较佳的构造中，大地的第一和第二区域系由地质合成材料例如地质纺织物层分隔开。这便可确保稳定元件不会曝露于大地第一区域中并通过在两区域间提供一清晰的边界可帮助确保第一区域具有正确的厚度。地质纺织物最理想是一种非织物产品并具有良好的渗透性及排水性。

现将通过举例方式并结合附图来具体说明本发明的一些较佳实施例，其中：

图1是用于一垂直外层中的具有三个连接物的第一种形式的网状外层板的前立视图；

图2被连接于外层板及一稳定条状物的一连接物的平面视图；

图3与图4分别是楔形物移去前后连接物的经放大的侧视图；

图5是用于一倾斜、非直立的外层中的具有两个连接物的第二种形式的网状外层板的前立视图；

图6是一倾斜外层的侧视图；

图7是一通过具有倾斜外层的土工构造物的垂直剖视图；

图8与图9是类似图7但显示在某些施工阶段中的构造的垂直剖视图；

图10系一与地质纺织条状物相连接的连接物的平面视图；以及

图11是图10中连接物的侧视图。

现参考图1至4，网状外层板1具有三个均连接于具有镀锌钢条3型式的土工稳定元件的连接物2。外层板1具有一垂直外层部份4与一位于其底端上比较短的向后伸展的部份5，因此其实际形状呈“L”形，部份4及5系相互垂直。每个连接物2有两个用于与外层板1相连接分别具有钩子6形状的前方连接部份，因此连接物是由双钩布置结构组成。自双钩处向后伸展的是一对收敛部份7，它们通过一横向伸展的后方连接部份8而于连接物的后方处相接合。一发夹式(hairpin shaped)耳9穿绕于横向伸展部份8上并通过一垂直螺栓10被连接于稳定钢条3的前端上。钢条具有一如英国专利申请2177140号中所述的整体加宽部份11，与一系列用于增强与周围大地间相互摩擦作用的肋部12，如英国专利申请1563317号所述。

现参照图3与4，每个钩子6穿绕过顶端外层板的底端水平杆13和底端外层板的顶端水平杆14。在施工时，一临时用的木质楔形物15设置在杆13及14之间的连接点上。在顶端板及位于其上方的相邻顶端板已充填土后将楔形物去掉，因此当填土下沉并使稳定钢条3与连接物2一起向下移动时，顶端板可自图3中所示位置向下移至图4中所示位置。因此，在顶端板向下推底端板之前可向下移动为板高度的百分之四的楔形物的厚度，因此减少底端板向前鼓起的趋势。

当变钩布置结构帮助减少板水平伸展于连接物连接点之间的向前偏移时，该装置还允许垂直邻接的板之间的相对的垂直移动，而这可减少板垂直伸展于垂直邻接的连接物之间时向前鼓起的趋势。

图1至4中所示的外层板1由名义高度为0.625米和宽度为3米的电焊钢网制成的。网杆的水平及垂直间隔距离均为100毫米。垂直杆的直径为10毫米，离开顶杆的水平杆直径为8毫米，最后两根底杆(一根在外层部份4之中，另一根在向后伸展部份5之中)的直径为14毫米以增加刚度。使用较轻的外层板是可能的，其成本较低并适合于高度低与/或临时的构造物。所述外层板具有同样的几何形状，但所有杆件的直径都减小，例如2毫米。

图1至4中所示的连接物是用14毫米镀锌钢棒弯曲而成。钩子6的内侧垂直尺寸约为60毫米。连接物在向后伸展进入大地方向中的长度约为0.4米。连接物的中心至中心的间距约为1米，其位于钩子6之间的宽度约为0.55米。外层板1在连接物水平板的中央上的偏移通常为4至6毫米，在连接物间的最大偏移较小。在板的边缘上的偏移约为10毫米。这些值是可以接受的。

图5及6示出一使用于倾斜、非直立外层(相对于水平为60度)中的第二种形式的网状外层板1。其与第一种形式的外层板布置的主要差别仅在于使用两个连接物2，每个连接物的宽度约为0.85米，并且对3米宽的板而言它是位于约1.7米的中心间距上。此外，板具有较大的高度，其名义垂直高度为0.715米。外层板在连接物水平面中与其中心处的偏移通常约为6毫米，且连接物间最大的偏移约为3毫米，在板边缘上偏移为负向(向后)，约为4毫米。

可注意到图5与6中的外层板向后伸展部份5在垂直外层的情况下是与外层部份4相垂直。由于每个连接物2与两垂直邻接板间的连接而允许顶端外层板枢转所需的角度。因此具有外层部份4与向后伸展部份5之间的直角的外层板可用来形成不同斜度的外层，甚至允许在相同的构造物中斜度的改变。这有利于外层板的标准化。

如图4与6中所示，在垂直邻接板间水平接合处上，垂直杆系简单地并列设置，其间并无凹陷处并且连接物的钩子6相当牢固，连接物的主要部份位于外层的后方。在同层的相邻板间的垂直接合也是简单的并列设置。

图7中所示的土工构造物具有一适合植物生长的第一土壤区域20和一构造物填土的第二区域21。两区域通过地质纺织物层22区隔开。第一区域20中的大地成份可为淤泥砂的细质土壤以提供一定的水份保持能力，若腐殖质的成份较低且紧密性足够则可做为顶土。第二区域21中大地成份可为具有良好的排水性及对稳定元件较少的破坏性的较粗糙材料。麻纤维背衬物或“Enkamat”(注册商标)或其类似物(图中未显示)一般紧邻网状外层板后方设置以保持细质土壤粒子直到植物移植生长为止。

下面将参照图7，8与9来叙述土工构造物的施工。椿23系打入基础中以提供外层板1第一层31的定位。具有连接物2与稳定钢条3的第一层31的外层板置放后，第一地质纺织物层22则加于外层板后方的土壤上。第一层构造物填土A置放于稳定钢条3上。地质纺织物层22往回沿着填土层A上置放且顶土填土层B则置放于板1及地质纺织物层22之间。如图8中所示，地质纺织物层22悬挂于外层板1上，而第二层构造物填土C则置放第一层填土A上之后将地质纺织物层22从外层板1处移开并向后覆盖于填土层C上。第二层32的外层板1沿着其连接物2及稳定钢条3而设置在第一层的外层板上。外层板1在底端水平杆13及下方板顶端水平杆14之间垂直地设有一楔形物15。通过一临时支撑物24它被定位。稳定钢条3以图9中所示箭头D方向调整以取得外层板的正确定位。第二地质纺织物层22置放于钢条3上且少量的填土E置放在钢条上以将其固定。地质纺织物层向后摺以便在外层板1后方留出一空隙并以顶土层F充填。顶土层B与F相当坚实。如图9中所示，第二层中的地质纺织物层22悬挂于第二层的外层板上，并且填土层G以类似于上述填土层A的方式置放于稳定钢条3的第二层上。之后将支撑物24移开且第二层32的外层板1向后倾斜至正确的方位并用顶土层H填土，其方式与上述填土层B方式相同。在最后一层的第三层33中，连接物2钩至位于板1顶端下方的水平杆上，因此它可被填埋并且为安全起见，板垂直杆的顶端可向后及向下弯曲。之后将木质楔形物移开以使外层板在填土下沉时能向下移动而无明显的鼓起。

图10及11示出一实例，其中地质合成条40系用来稳定土。除了管子41在它弯曲成正确形状以形成连接物2之前是一位于杆上之外，该布置与前述的实例相同。稳定条状物40环绕于管41上以便使顶端与底端部份在向后伸展进入外层后方大地中时能分开。

本发明还延及本文按较宽的条件和也可按较特定条件所述的土工构造物的施工方法。

权利要求书

1.一种土工构造物，其特征在于，它包括多个位于大地中网状外层后方的细长稳定元件，和多个位于外层后方并与稳定元件连接的连接物，每个连接物具有一连接至各自的土工稳定元件的后方连接部份，至少两个连接至网状外层的相互间隔开的前方连接部份。

2.如权利要求1所述的土工构造物，其特征在于，连接物的前方连接部份包括数个钩子，它们穿绕网状外层的至少一基本水平的杆上。

3.如权利要求1或2所述的土工构造物，其特征在于，所述网状外层包括上下配置的网状板，并且其中连接物的前方连接部份将底端外层板的一水平杆与位于底端外层板上方的顶端外层板的一基本水平杆相连接，连接物的配置允许底端及顶端外层板间相对的垂直移动。

4.如权利要求1、2或3所述的土工构造物，其特征在于，该稳定元件呈条状物形式，通过它们的相互磨擦作用而使土工稳定，并且所述连接物的后方连接部份横向地伸展。

5.如权利要求4所述的土工构造物，其特征在于，所述稳定条状物通过圈绕于横向伸展的后方连接部份的带子而连接至连接物。

6.如权利要求4所述的土工构造物，其特征在于，所述稳定条状物通过围绕于横向伸展的后方连接部份而连接于连接物，因此各条状物具有从其各自的连接物处向后伸展的第一和第二部份。

7.如前述任一项权利要求所述的土工构造物，它包括与网状外层邻接的第一种形式的大地第一区域及位于第一区域后方的第二种形式的大地第二区域，连接物位于第一区域中，稳定元件则位于第二区域中。

8.如权利要求7所述的土工构造物，其特征在于，所述大地第一及第二区域通过地质合成材料基本上间隔开。

9.一种土工构造物，它包括多个位于大地中外层后方的细长稳定元件，及多个与外层分开设置并在外层后方伸展以将外层连接于稳定元件的连接物，每个连接物具有一连接于各个土工稳定元件的后方连接部份，与至少两个连接于外层并相互间隔开的前方连接部份。

10.如权利要求9所述的土工构造物，其特征在于，各前方的连接部份连接于外层的一根杆或一个耳上。

11.如权利要求9或10所述的土工构造物，其特征在于，所述外层包括多个叠堆的板，而各前方连接部分在垂直相邻的板之间的一个结合处上连接于外层。

12.一种土工构造物，其特征在于，它包括多个位于大地中外层后方上的细长稳定元件，及多个位于外层后方并与稳定元件连接的连接物，其中大地包括与外层邻接的第一种形式的大地第一区域及位于第一区域后方的第二种形式的大地第二区域，其中连接物位于第一区域中，稳定元件则位于第二区域中。

13.一种用于前述任一权利要求所述的土工构造物中的连接物。

14.一种用以连接土工稳定元件及外层的连接物，它包括一连接至土工稳定元件的后方连接部份及至少两连接至外层并相互间隔开的前方连接件部份，前方连接部份呈钩子的形式以便可钩绕在外层的一水平延伸杆或耳上，和从各自的钩分别向后方延伸并朝后方连接部分收敛的一对向后延伸部分。

15.根据权利要求14所述的连接物，其特征在于，所述前方连接部份在水平方向上相互间隔开。根据PCT34(b)对权利要求的修改说明：

1.原权利要求9中“位于外层后方并与稳定元件连接”改为“与外层分开设置并在外层后方伸展以将外层连接于稳定元件”。

2.原权利要求10、11、14的序号分别改为12、13、15，并增加新的从属权利要求10、11。

3.原权利要求13的所述内容并入原权利要求12并增加“以便可钩绕在外层的一水平延伸杆或耳上，和从各自的钩分别向后方延伸并朝后方连接部分吸敛的一对向后延伸部分。”以构成新的权利要求14。

Claims (14)

1.一种土工构造物，其特征在于，它包括多个位于大地中网状外层后方的细长稳定元件，和多个位于外层后方并与稳定元件连接的连接物，每个连接物具有一连接至各自的土工稳定元件的后方连接部份，和至少两个连接至网状外层的相互间隔开的前方连接部份。

2.如权利要求1所述的土工构造物，其特征在于，连接物的前方连接部份包括数个钩子，它们穿绕网状外层的至少一基本水平的杆上。

3.如权利要求1或2所述的土工构造物，其特征在于，所述网状外层包括上下配置的网状板，并且其中连接物的前方连接部份将底端外层板的一水平杆与位于底端外层板上方的顶端外层板的一基本水平杆相连接，连接物的配置允许底端及顶端外层板间相对的垂直移动。

4.如权利要求1、2或3所述的土工构造物，其特征在于，该稳定元件呈条状物形式，通过它们的相互磨擦作用而使土工稳定，并且所述连接物的后方连接部份横向地伸展。

5.如权利要求4所述的土工构造物，其特征在于，所述稳定条状物通过圈绕于横向伸展的后方连接部份的带子而连接至连接物。

6.如权利要求4所述的土工构造物，其特征在于，所述稳定条状物通过围绕于横向伸展的后方连接部份而连接于连接物，因此各条状物具有从其各自的连接物处向后伸展的第一和第二部份。

7.如前述任一项权利要求所述的土工构造物，它包括与钢状外层邻接的第一种形式的大地第一区域及位于第一区域后方的第二种形式的大地第二区域，连接物位于第一区域中，稳定元件则位于第二区域中。

8.如权利要求7所述的土工构造物，其特征在于，所述大地第一及第二区域通过地质合成材料基本上间隔开。

9.一种土工构造物，它包括多个位于大地中外层后方的细长稳定元件，及多个位于外层后方并与稳定元件连接的连接物，每个连接物具有一连接于各个土工稳定元件的后方连接部份，与至少两个连接于外层并相互间隔开的前方连接部份。

10.一种土工构造物，其特征在于，它包括多个位于大地中外层后方上的细长稳定元件，及多个位于外层后方并与稳定元件连接的连接物，其中大地包括与外层邻接之第一种形式的大地第一区域及位于第一区域后方的第二种形式的大地第二区域，其中连接物位于第一区域中，稳定元件则位于第二区域中。

11.一种用于前述任一权利要求所述的土工构造物中的连接物。

12.一种用以连接土工稳定元件及外层的连接物，它包括一连接至土工稳定元件的后方连接部份及至少两连接至外层并相互间隔开的前方连接件部份。

13.根据权利要求12所述的连接物，其特征在于，所述前方连接部份呈钩子的形式。

14.如权利要求12或13所述的连接物，其特征在于，所述前方连接部份在水平方向上相互间隔开。

Images