一种倒插带孔轮胎条生态加固软质边坡结构及其施工方法

摘要

本发明公开了一种倒插带孔轮胎条生态加固软质边坡结构及其施工方法，包括带孔轮胎条、边坡和旋转模具，所述的边坡上间隔排列有多个带孔轮胎条，带孔轮胎条安置在旋转模具内，通过旋转模具压入待加固边坡内，最后抽出旋转模具，待带孔轮胎条完全插入土体中，在边坡表面播种护坡草。本发明采用旋转模具将带孔轮胎条压入到待加固边坡中，待到带孔轮胎条完全插入进软质边坡，在软质边坡表面播种根系发达的护坡草草种，本发明所使用的加筋材料简单，服役寿命长，施工工艺简便，仅需对轮胎进行简单分割和钻孔，对环境影响小，轮胎条插入使轮胎条与土颗粒间直接接触产生的摩擦作用显著，有效阻止了边坡浅层的土体滑动。

说明书

技术领域

本发明涉及边坡加固领域，尤其涉及一种倒插带孔轮胎条生态加固软质边坡结构及其施工方法。

背景技术

软土质边坡在我国分布广泛，如何对软质边坡进行有效加固是工程上的难点问题。同时，随着车辆不断普及，轮胎消耗量不断增大，每年产生的废旧轮胎数量急剧增加，轮胎具有耐磨、稳定和耐老化的特点，但这些特点造成了废弃后轮胎长时间不能自然降解的问题，大量的废旧轮胎堆积不仅占用了土地资源，轮胎研磨成颗粒的过程中会产生挥发性的污染物，如何有效处理废旧轮胎是当今人们面临的严重问题之一，急需要探索新的、对环境友好的处理废旧轮胎的方法。

而边坡滑动的治理一直属于复杂的工程问题，传统的已有的方法存在造价高、工期长以及植被表层加固存活率低或加固效果不显著等缺陷，如何选择工程成本低、施工简便、保护环境的以及加固效果显著的生态加固方法是工程界和学术界所追求的新方向。

发明内容

发明目的：本发明目的是提供一种倒插带孔轮胎条生态加固软质边坡结构及其施工方法，以解决现有软质边坡加固技术存在的造价高、加固效果不显著及植被表层加固存活率低等缺陷。

技术方案：本发明包括带孔轮胎条、边坡和旋转模具，所述的边坡上间隔排列有多个带孔轮胎条，带孔轮胎条安置在旋转模具内，通过旋转模具压入待加固边坡内，最后抽出旋转模具，待带孔轮胎条完全插入土体后，在边坡表面播种护坡草。

所述的带孔轮胎条为180°环形结构，所述的带孔轮胎条侧面间隔设有多个排水孔。

所述的旋转模具包括旋转管、旋转杆和旋转支座，所述的旋转杆一端与旋转管连接，另一端与旋转支座连接。

所述的旋转管整体为中空结构，包括内套管板、外套管板和侧板，所述的外套管板与侧板焊接，所述的内套管板和侧板嵌合。

所述的内套管板和外套管板均为弧形板。

所述的外套管板一侧设有斜面，直接与内套管板相连。

所述的旋转支座包括支脚，支脚顶部焊接有承台，承台上焊接有连接板，连接板上设有连接孔。

所述的护坡草为根系发达的护坡草，随着护坡草根系生长将轮胎条锚固在土体内部。

所述的边坡为软质边坡，包括可塑状态的黏土边坡或处于流塑状态之间的软黏土边坡。

基于权利要求1～9任一项所述的一种倒插带孔轮胎条生态加固软质边坡结构的施工方法，包括以下步骤：

(1)预制带孔轮胎条和旋转模具：切割轮胎得到轮胎条，并在轮胎条上间隔钻出多个排水孔，得到带孔轮胎条，并根据带孔轮胎条尺寸制作旋转模具；

(2)放置带孔轮胎条：将带孔轮胎条放置在嵌合好的旋转管中，并组装好旋转模具；

(3)插入带孔轮胎条：利用旋转支座进行坡面定位，将旋转杆绕旋转支座旋转，带动旋转管旋转并压入软质边坡中，放置在旋转管内部的带孔轮胎条随着旋转管旋转直接插入边坡土中，随后将旋转管拆除拔出；

(4)播种护坡草：将带孔轮胎条插入完全边坡后，在软质边坡表面播种根系发达的护坡草草种；

(5)重复上述(2)～(4)步骤，直至将需要加固的软质边坡表层全部覆盖。

工作原理：带孔轮胎条放置在旋转管中，通过旋转模具定位并将旋转管旋转压入软质边坡内，拔出旋转管，待到带孔轮胎条完全插入到软质边坡，在边坡表面播种根系发达的护坡草草种；将根系发达的护坡草草种播种在边坡表面，随着护坡草根系向下生长穿过轮胎条上的轮胎孔，将轮胎条锚固在土体深处，对浅层软质边坡进行进一步加固。

有益效果：

(1)本发明将带孔轮胎条采用旋转模具压入到待加固边坡中，待到带孔轮胎条完全插入进软质边坡，在软质边坡表面播种根系发达的护坡草草种，本发明所使用的加筋材料简单，服役寿命长，施工工艺简便，仅需对轮胎进行简单分割和钻孔，对环境影响小，轮胎条插入使轮胎条与土颗粒间直接接触产生的摩擦作用显著，有效阻止了边坡浅层的土体滑动；

(2)本发明采用倒插带孔轮胎条的形式，利用轮胎条自身形状的优点，类似碗状的180°半圆轮胎条对胎内侧的土体产生一定的嵌锁作用，多向抑制土体的滑动变形，阻止轮胎内部表层土体滑动，同时抑制轮胎条外侧土体向下滑动，这种多向抵制边坡滑动的结构及其施工方法，达到多方位提高边坡表层抗滑能力的效果，从而有效抑制边坡表面复杂滑动，守护住边坡表面的土体，提高边坡整体稳定性；

(3)本发明种植的护坡草为根系发达的护坡草，随着根系的向下生长，根系穿过轮胎条上的排水孔，将带孔轮胎条锚固在土体深处，护坡草和带孔轮胎条形成一个整体，在深层加固边坡的同时，达到生态防护边坡的效果，同时，轮胎条上排水孔的设置，可以使碗状轮胎条内侧土体水分通过轮胎条上的排水孔流向边坡土体深处，可以为护坡草根系的深度生长提供水分，不仅有效阻止边坡表面的水土流失，而且进一步抑制边坡表面浅层滑动，提高边坡稳定性。

附图说明

图1为本发明的主视图；

图2是本发明的俯视图；

图3(a)和(b)是本发明带孔轮胎条的制作过程图；

图4是本发明旋转模具的结构示意图；

图5是本发明旋转管结构示意图；

图6是本发明旋转支座的结构示意图；

图7为本发明的加固区域示意图；

图8为本发明的阻抗滑动方向示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1至图3所示，本发明包括带孔轮胎条1、待加固的边坡2和旋转模具3，带孔轮胎条1安置在旋转模具3的旋转管31内，通过旋转模具3压入待加固边坡2内，最后抽出旋转模具3。其中，边坡2为软质边坡，为可塑状态的黏土边坡或处于流塑状态之间的软黏土边坡。

如图1和图2所示，边坡2上间隔排列有多个带孔轮胎条1，相邻带孔轮胎条1的中心间距相等，为0.8～1.5m，待带孔轮胎条1完全插入土体后，在边坡2表面播种护坡草4，护坡草4为根系发达的护坡草，可为萱草、马蔺等，根系深度可达50～70cm，随着护坡草4根系生长将带孔轮胎条1锚固在土体内部。

如图3所示，带孔轮胎条1为180°环形结构，如图3(b)，选取废旧轮胎胎面宽度为20-30cm、半径为35～40cm的废旧轮胎，将完整的废旧轮胎以1/2切开，以4～5cm宽度切割得到轮胎条，厚度为2～3cm，如图3(a)，并在此基础上间隔8～10cm距离钻出排水孔5，形成完整的带孔轮胎条1，排水孔5的孔径为1.5～2cm。

如图4所示，旋转模具3包括旋转管31、旋转杆32和旋转支座33，旋转管31通过螺栓与旋转杆32连接，旋转杆32与旋转支座33通过螺栓连接。旋转模具3的材质均为Q235-A的碳素钢，旋转管31整体为中空结构，旋转管31的板壁厚0.1cm。如图5所示，旋转管31包括内套管板311、外套管板312和侧板313，内套管板311和外套管板312均为弧形板；内套管板311板壁半径为35～45cm，宽度为5～5.5cm，板厚为1～2cm，外套管板312板壁半径为45～55cm，宽度为5～5.5cm，板厚为1～2cm。侧板313宽度为3～4cm，板厚为1～2cm。外套管板312和侧板313焊接相连形成整体，外套管板312右侧有12°斜面直接与内套管板311相连，内套管板311和侧板313嵌合成为旋转管31。

旋转杆32长度为45～55cm，宽度为3～4cm，厚度为3～4cm，旋转杆32与旋转管31通过侧板313上预留的螺栓孔314螺栓连接。

如图6所示，旋转支座33包括四个支脚331、承台332和连接板333，连接板333为两块；支脚331与承台332焊接相连，连接板333与承台332焊接，连接板333上设有连接孔335。旋转支座33通过连接孔335与旋转杆32连接，使旋转杆32可绕旋转支座33旋转。

本发明的施工方法包括以下步骤：

(1)预制带孔轮胎条和旋转模具：选取废旧胎面宽度为20cm,半径为36.50cm的废旧轮胎，以1/2切开，再以4cm的宽度分条切开形成180°轮胎条，切割条厚度为2cm，在轮胎条宽面上钻出排水孔，排水孔孔径为2cm，间隔8cm，形成带孔轮胎条。

(2)根据带孔废旧轮胎条的尺寸制作旋转模具；

制作形状为180°板壁的旋转管31，内套管板311和外套管板312均为180°弧形板；内套管板311板壁半径为35～45cm，宽度为5～5.5cm，板厚为1～2cm，材质为Q235-A的碳素钢；外套管板312板壁半径为45～55cm，宽度为5～5.5cm，板厚为1～2cm，材质为Q235-A的碳素钢；侧板313宽度为3～4cm，板厚为1～2cm，材质为Q235-A的碳素钢。

制作旋转杆32，旋转杆32长度为45～55cm，宽度为3～4cm，厚度为3～4cm，材质为Q235-A的碳素钢。

制作旋转支座33，旋转支座33包括四个支脚331、承台332和连接板333，连接板333为两块；支脚331与承台332焊接，连接板333与承台332焊接；支脚331、承台332和连接板333的材质均为Q235-A的碳素钢。

(3)放置带孔轮胎条：将带孔轮胎条放置在旋转管中，嵌合旋转管，并组装好旋转模具；

(4)插入带孔轮胎条：用旋转模具的旋转支座进行坡面定位，将旋转支脚完全插入土中，旋转杆绕旋转支座旋转带动旋转管旋转并压入软质边坡中，放置在旋转管内部的带孔轮胎条随着旋转管旋转直接插入边坡土中，待旋转管完全插入土内后，拆除旋转管；

(5)播种护坡草：将带孔轮胎条完全插入边坡后，在软质边坡表面播种根系发达的护坡草草种；

(6)重复步骤(3)～(5)，直至将需要加固的软质边坡表层全部覆盖。

如图7所示，本发明采用的180°类似碗状的轮胎条加固区域大，可以对轮胎条内部土体进行加固，解决了传统轮胎条顺延边坡布置，加固区域小，只能抵制顺延边坡的单向滑动的问题。

如图8所示，本发明180°类似碗状的轮胎条能够从多方向抑制边坡滑动，同时对碗状轮胎内部土体产生一定的嵌锁效果，随着边坡土体的向下滑动，碗状轮胎发挥形状优势，结合轮胎内部土体，对碗状外侧的上部土体产生抑制作用，进而改变边坡滑裂面形状，达到进一步加固边坡。

本发明考虑边坡表面浅层滑坡面较复杂，滑裂面难以确定，为了更好阻止边坡多方向上的滑动，本发明采用将180°类似碗状的带孔轮胎条倒插入边坡内部，从多个方向防止边坡滑动，碗状轮胎条内侧土体水分通过轮胎条上的排水孔流向边坡土体深处，为护坡草根系的深度生长提供水分，种植根系发达的护坡草草根系会向下生长，穿过轮胎条上的排水孔将轮胎条锚固在土体深处，护坡草和轮胎条形成一个整体，达到进一步加固浅层边坡的效果。将带孔轮胎条直接放置在旋转管的中空结构内，旋转管绕旋转支座旋转直接将带孔轮胎条插入软质边坡内，无需进行坡面引孔，不需要借助活塞，施工程序进一步简化。