本发明提供一种土基边坡的稳固结构及其施工方法，土基边坡的顶部设置两列竖向钢管，竖向钢管距离土基边坡的两侧边设定预设距离，在土基边坡的侧壁，在各个土质层分别设置一排横向设置的横向钢管，设置四层土质层，各层之间的紧实度和粘度不同，自上而下的紧实度A逐渐增加，粘度K逐渐增加，其中，所述横向钢管穿插至竖向钢管内，在竖向钢管的横截面上开设有通孔，用以供横向钢管穿过。通过引入标准的粘度与紧实度的关系，使土基边坡的稳定性达到最佳并且能够保证具有较优的节省物料性能。
土基边坡的顶部设置两列竖向钢管，竖向钢管距离土基边坡的两侧边设定预设距离，在土基边坡的侧壁，在各个土质层分别设置一排横向设置的横向钢管，设置四层土质层，各层之间的紧实度和粘度不同，自上而下的紧实度逐渐增加，粘度逐渐增加，其中，所述横向钢管穿插至竖向钢管内，在竖向钢管的纵截面上开设有通孔，用以供横向钢管穿过；
两列所述竖向钢管中，其中第一列竖向钢管距离第一侧边的横向距离均为d，第二列竖向钢管距离第二侧边的横向距离为D；四排所述横向钢管中，其中，最下侧的第一土质层内的横向钢管与第一土质层上侧边缘的距离为h1，在第一土质层上侧的第二土质层内的横向钢管与第二土质层上侧边缘的距离为h2，在第二土质层上侧的第三土质层内的横向钢管与第三土质层上侧边缘的距离为h3，在第三土质层上侧的第四土质层内的横向钢管与第四土质层上侧边缘的距离为h4；
设定基准紧实度A0，基准粘度值K0，竖向钢管预设直径M0，第一列竖向钢管与第一侧边的预设横向距离d0、第二列竖向钢管与第二侧边的预设横向距离D0，还设置横向钢管与土质层上侧边缘预设距离分别为h10、h20、h30、h40；
式中，A表示各个土质层的紧实度平均值，A1表示第一土质层的实时紧实度值，A2表示第二土质层的实时紧实度值，A3表示第三土质层的实时紧实度值，A4表示第四土质层的实时紧实度值，K表示各个土质层的实时粘度值；
式中，通过引入竖向钢管与侧边的横向距离的比值作为修正，在实际施工过程中，若两个边缘的距离差距较大，则竖向方向的钢管产生的力不均匀，通过减小第一土质层与上侧边缘的距离来实现两个方向上的力的平衡；
式中，通过引入第一土质层与上侧边缘的距离与预设距离来进行平衡，在第一土质层的实际距离过大时，通过降低第二土质层与上侧边缘的距离来实现横向方向钢管的力的平衡；
式中，通过引入第二土质层与上侧边缘的距离与预设距离来进行平衡，在第二土质层的实际距离过大时，通过降低第三土质层与上侧边缘的距离来实现横向方向钢管的力的平衡；
式中，通过引入第三土质层与上侧边缘的距离与预设距离来进行平衡，在第三土质层的实际距离过大时，通过降低第四土质层与上侧边缘的距离来实现横向方向钢管的力的平衡。
2.一种根据权利要求1所述的土基边坡的稳固结构的施工方法，其特征在于，步骤a，首先测定各个土质层的紧实度值和粘度值，土壤粘度采用粘度计进行测量，土壤紧实度采用土壤紧实度测量仪进行测量，各个土质层的边缘采用曲线测定仪进行测定并记录；
步骤b，通过预设的基准紧实度A0，基准粘度值K0，竖向钢管预设直径M0，第一列竖向钢管与第一侧边的预设横向距离d0、第二列竖向钢管与第二侧边的预设横向距离D0，横向钢管与土质层上侧边缘预设距离分别为h10、h20、h30、h40，计算第一列竖向钢管距离第一侧边的横向距离均为d，第二列竖向钢管距离第二侧边的横向距离为D，第一土质层的横向钢管与上侧边缘的距离h1，第二土质层的横向钢管与上侧边缘的距离h2，第三土质层的横向钢管与上侧边缘的距离h3,第四土质层的横向钢管与上侧边缘的距离h4；
步骤c，采用打桩机按照上述步骤b计算得出的各个数值安装竖向钢管，然后，按照从上至下的顺序安装横向钢管，钢管完成之后，在钢管内及钢管与土基边坡的接触处灌装混凝土，并压实，土基边坡的稳固结构的施工方法完成。
3.根据权利要求2所述的土基边坡的稳固结构的施工方法，其特征在于，在施工过程中，首先测定土基边坡的第一边缘曲线f1，在沿第一边缘曲线f1的方向上，预设第一长度c1作为相邻两个竖向钢管的间距；测定土基边坡的第二边缘曲线f2，在沿第二边缘曲线f2的方向上，预设第二长度c2作为相邻两个竖向钢管的间距；
测定第一土质层上侧边缘曲线g1，预设第一长度j1作为相邻两个横向钢管的间距；测定第二土质层上侧边缘曲线g2，预设第二长度j2作为相邻两个横向钢管的间距；测定第三土质层上侧边缘曲线g3，预设第三长度j3作为相邻两个横向钢管的间距；测定第四土质层上侧边缘曲线g4，预设第四长度j4作为相邻两个横向钢管的间距。
土基边坡的稳固结构及其施工方法
技术领域
[0001] 本发明涉及土基边坡结构技术领域，具体而言，涉及一种土基边坡的稳固结构及其施工方法。
背景技术
[0002] 土基边坡指路基横断面两侧与地面连接的斜面。有路堤边坡和路堑边坡之分，是影响路基稳定的重要因素，边坡的形状在路基中常修筑成单坡形、折线形和阶梯形，每一坡段坡面的斜率以边坡断面图上取上下两点间的高差与水平距离之比表示。
[0003] 由于土基边坡对路面的安全性硬性至关重要，破裂面一般用力学方法进行边坡稳定性分析时，为简化计算，都按平面问题处理，松散的砂性土和砾石内摩擦角较大，粘聚力较小，破裂面近似直线破裂面法。在进行边坡稳定性分析时，近似方法并假定，不考虑滑动主体本身内应力的分布，认为平衡状态只在滑动面上达到，滑动主体整体下滑，极限滑动面位置通过试算来确定。
[0004] 上述土基边坡的稳定思路基础上的结构一般注重单一土体，在设定稳固结果时，材料浪费并且稳固效果一般。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于提供一种土基边坡的稳固结构及其施工方法，以解决上述技术问题。
[0006] 为实现上述目的，一方面，本发明提出一种土基边坡的稳固结构，土基边坡的顶部设置两列竖向钢管，竖向钢管距离土基边坡的两侧边设定预设距离，在土基边坡的侧壁，在各个土质层分别设置一排横向设置的横向钢管，设置四层土质层，各层之间的紧实度和粘度不同，自上而下的紧实度逐渐增加，粘度逐渐增加，其中，所述横向钢管穿插至竖向钢管内，在竖向钢管的纵截面上开设有通孔，用以供横向钢管穿过；
[0007] 两列所述竖向钢管中，其中第一列竖向钢管距离第一侧边的横向距离均为d，第二列竖向钢管距离第二侧边的横向距离为D；四排所述横向钢管中，其中，最下侧的第一土质层内的横向钢管与第一土质层上侧边缘的距离为h1,在第一土质层上侧的第二土质层内的横向钢管与第二土质层上侧边缘的距离为h2，在第二土质层上侧的第三土质层内的横向钢管与第三土质层上侧边缘的距离为h3，在第三土质层上侧的第四土质层内的横向钢管与第四土质层上侧边缘的距离为h4；
[0008] 设定基准紧实度A0，基准粘度值K0，竖向钢管预设直径M0，第一列竖向钢管与第一侧边的预设横向距离d0、第二列竖向钢管与第二侧边的预设横向距离D0，还设置横向钢管与土质层上侧边缘预设距离分别为h10、h20、h30、h40。
[0009] 进一步地，
[0010] 所述竖向钢管的实时直径值为：
[0011] 其中，
[0012] 式中，A表示各个土质层的紧实度平均值，A1表示第一土质层的实时紧实度值，A2表示第二土质层的实时紧实度值，A3表示第三土质层的实时紧实度值，A4表示第四土质层的实时紧实度值，设定基准紧实度A0，K表示各个土质层的实时粘度值，基准粘度值K0。
[0013] 进一步地，所述第一列竖向钢管与第一侧边的横向距离为：
[0014]
[0015] 式中，A表示各个土质层的紧实度平均值，第一列竖向钢管与第一侧边的预设横向距离d0。
[0016] 进一步地，所述第二列竖向钢管与第二侧边的横向距离为：
[0017]
[0018] 式中，A表示各个土质层的紧实度平均值，第二列竖向钢管与第二侧边的预设横向距离D0。
[0019] 进一步地，所述第一土质层的横向钢管与上侧边缘的距离h1为：
[0020]
[0021] 式中，通过引入竖向钢管与侧边的横向距离的比值作为修正，在实际施工过程中，若两个边缘的距离差距较大，则竖向方向的钢管产生的力不均匀，通过减小第一土质层与上侧边缘的距离来实现两个方向上的力的平衡。
[0022] 进一步地，所述第二土质层的横向钢管与上侧边缘的距离h2为：
[0023]
[0024] 式中，通过引入第一土质层与上侧边缘的距离与预设距离来进行平衡，在第一土质层的实际距离过大时，通过降低第二土质层与上侧边缘的距离来实现横向方向钢管的力的平衡。
[0025] 进一步地，所述第三土质层的横向钢管与上侧边缘的距离h3为：
[0026]
[0027] 式中，通过引入第二土质层与上侧边缘的距离与预设距离来进行平衡，在第二土质层的实际距离过大时，通过降低第三土质层与上侧边缘的距离来实现横向方向钢管的力的平衡。
[0028] 进一步地，所述第四土质层的横向钢管与上侧边缘的距离h4为：
[0029]
[0030] 式中，通过引入第三土质层与上侧边缘的距离与预设距离来进行平衡，在第三土质层的实际距离过大时，通过降低第四土质层与上侧边缘的距离来实现横向方向钢管的力的平衡；
[0031] 另一方面，本发明还提供一种土基边坡的稳固结构的施工方法，步骤a，首先测定各个土质层的紧实度值和粘度值，土壤粘度采用粘度计进行测量，土壤紧实度采用土壤紧实度测量仪进行测量，各个土质层的边缘采用曲线测定仪进行测定并记录。
[0032] 步骤b，通过预设的基准紧实度A0，基准粘度值K0，竖向钢管预设直径M0，第一列竖向钢管与第一侧边的预设横向距离d0、第二列竖向钢管与第二侧边的预设横向距离D0，横向钢管与土质层上侧边缘预设距离分别为h10、h20、h30、h40，计算第一列竖向钢管距离第一侧边的横向距离均为d，第二列竖向钢管距离第二侧边的横向距离为D，第一土质层的横向钢管与上侧边缘的距离h1，第二土质层的横向钢管与上侧边缘的距离h2，第三土质层的横向钢管与上侧边缘的距离h3,第四土质层的横向钢管与上侧边缘的距离h4。
[0033] 步骤c，采用打桩机按照上述步骤b计算得出的各个数值安装竖向钢管，然后，按照从上至下的顺序安装横向钢管，钢管完成之后，在钢管内及钢管与土基边坡的接触处灌装混凝土，并压实，土基边坡的稳固结构的施工方法完成。
[0034] 进一步地，在施工过程中，首先测定土基边坡的第一边缘曲线f1，在沿第一边缘曲线f1的方向上，预设第一长度c1作为相邻两个竖向钢管的间距；测定土基边坡的第二边缘曲线f2，在沿第二边缘曲线f2的方向上，预设第二长度c2作为相邻两个竖向钢管的间距；测定第一土质层上侧边缘曲线g1，预设第一长度j1作为相邻两个横向钢管的间距；测定第二土质层上侧边缘曲线g2，预设第二长度j2作为相邻两个横向钢管的间距；测定第三土质层上侧边缘曲线g3，预设第三长度j3作为相邻两个横向钢管的间距；测定第四土质层上侧边缘曲线g4，预设第四长度j4作为相邻两个横向钢管的间距。
[0035] 与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明土基边坡的稳固结构及其施工方法，两列所述竖向钢管中，其中第一列竖向钢管距离第一侧边的横向距离均为d，第二列竖向钢管距离第二侧边的横向距离为D；四排所述横向钢管中，其中，最下侧的第一土质层内的横向钢管与第一土质层上侧边缘的距离为h1,在第一土质层上侧的第二土质层内的横向钢管与第二土质层上侧边缘的距离为h2，在第二土质层上侧的第三土质层内的横向钢管与第三土质层上侧边缘的距离为h3，在第三土质层上侧的第四土质层内的横向钢管与第四土质层上侧边缘的距离为h4。设定基准紧实度A0，基准粘度值K0，竖向钢管预设直径M0，第一列竖向钢管与第一侧边的预设横向距离d0、第二列竖向钢管与第二侧边的预设横向距离D0，还设置横向钢管与土质层上侧边缘预设距离分别为h10、h20、h30、h40。通过引入标准的粘度与紧实度的关系，使土基边坡的稳定性达到最佳并且能够保证具有较优的节省物料性能。
[0036] 进一步地，通过引入竖向钢管与侧边的横向距离的比值作为修正，在实际施工过程中，若两个边缘的距离差距较大，则竖向方向的钢管产生的力不均匀，通过减小第一土质层与上侧边缘的距离来实现两个方向上的力的平衡。通过引入第一土质层与上侧边缘的距离与预设距离来进行平衡，在第一土质层的实际距离过大时，通过降低第二土质层与上侧边缘的距离来实现横向方向钢管的力的平衡。
[0037] 进一步地，在施工过程中，首先测定土基边坡的第一边缘曲线f1，在沿第一边缘曲线f1的方向上，预设第一长度c1作为相邻两个竖向钢管的间距；测定土基边坡的第二边缘曲线f2，在沿第二边缘曲线f2的方向上，预设第二长度c2作为相邻两个竖向钢管的间距；测定第一土质层上侧边缘曲线g1，预设第一长度j1作为相邻两个横向钢管的间距；测定第二土质层上侧边缘曲线g2，预设第二长度j2作为相邻两个横向钢管的间距；测定第三土质层上侧边缘曲线g3，预设第三长度j3作为相邻两个横向钢管的间距；测定第四土质层上侧边缘曲线g4，预设第四长度j4作为相邻两个横向钢管的间距。
附图说明
[0038] 通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
[0039] 图1为本发明实施例的土基边坡的稳固结构的结构示意图；
[0040] 图2为本发明实施例的土基边坡的稳固结构的保护钢管结构图。
具体实施方式
[0041] 下面参照附图来描述发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释发明的技术原理，并非在限制发明的保护范围。
[0042] 需要说明的是，在发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。
[0043] 此外，还需要说明的是，在发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在发明中的具体含义。
[0044] 请参阅图1所示，其为本发明实施例的土基边坡的稳固结构的结构示意图，本实施例土基边坡在不同紧实度和粘度的土层之间设置横向和纵向的保护钢管，并浇筑混凝土，将保护钢管内侧以及保护钢管与土基边坡的外侧边缘松软土质浇筑混凝土，使保护钢管牢固固定的土基边坡并对周围土质形成粘接作用，增强土基边坡的稳固性。
[0045] 继续参阅图1所示，本实施例的土基边坡1的顶部设置两列竖向钢管2，竖向钢管距离土基边坡的两侧边设定预设距离，以使竖向钢管2达到最佳的稳固效果。在土基边坡1的侧壁，在各个土质层分别设置一排横向设置的横向钢管4，在本实施例中，设置四层土质层，各层之间的紧实度和粘度不同，自上而下的紧实度逐渐增加，粘度逐渐增加。在本发明实施例中，横向钢管4穿插至竖向钢管2内，在竖向钢管2的纵截面上开设有通孔21，用以供横向钢管4穿过。
[0046] 继续参阅图1所示，两列竖向钢管2中，其中第一列竖向钢管距离第一侧边的横向距离均为d，第二列竖向钢管距离第二侧边的横向距离为D，以使得钢管起到最佳的防护效果，在本实施例中，横向距离均为对应的侧边的边缘至钢管中心之间的距离。在本实施例中，四排横向钢管4中，其中，最下侧的第一土质层30内的横向钢管与第一土质层上侧边缘的距离为h1,在第一土质层30上侧的第二土质层31内的横向钢管与第二土质层上侧边缘的距离为h2，在第二土质层31上侧的第三土质层32内的横向钢管与第三土质层上侧边缘的距离为h3，在第三土质层32上侧的第四土质层33内的横向钢管与第四土质层上侧边缘的距离为h4。在本实施例中，各个土质层之间的距离关系h1>h2>h3>h4。在本实施例中，为了能够使横向钢管在各个土层之间的间距设定在预设的距离内，设定标准的土质层的紧实度、粘度值与竖向钢管2的直径、与侧边的横向距离，以及横向钢管与土质层上侧边缘的距离之间的对应关系。
[0047] 具体而言，本实施例设定基准紧实度A0，基准粘度值K0，竖向钢管预设直径M0，第一列竖向钢管与第一侧边的预设横向距离d0、第二列竖向钢管与第二侧边的预设横向距离D0，还设置横向钢管与土质层上侧边缘预设距离分别为h10、h20、h30、h40。其中，竖向钢管的实时直径值为：
[0048]
[0049]
[0050] 式中，A表示各个土质层的紧实度平均值，A1表示第一土质层的实时紧实度值，A2表示第二土质层的实时紧实度值，A3表示第三土质层的实时紧实度值，A4表示第四土质层的实时紧实度值，设定基准紧实度A0，K表示各个土质层的实时粘度值，基准粘度值K0。
[0051] 第一列竖向钢管与第一侧边的横向距离为：
[0052]
[0053] 第二列竖向钢管与第二侧边的横向距离为：
[0054]
[0055] 第一土质层的横向钢管与上侧边缘的距离h1为：
[0056]
[0057] 式中，通过引入竖向钢管与侧边的横向距离的比值作为修正，在实际施工过程中，若两个边缘的距离差距较大，则竖向方向的钢管产生的力不均匀，通过减小第一土质层与上侧边缘的距离来实现两个方向上的力的平衡。同时，由于第一土质层的下侧边缘与竖向钢管的尾端产生膨胀作用，因此，将该竖向钢管因素考虑。
[0058] 第二土质层的横向钢管与上侧边缘的距离h2为：
[0059]
[0060] 式中，通过引入第一土质层与上侧边缘的距离与预设距离来进行平衡，在第一土质层的实际距离过大时，通过降低第二土质层与上侧边缘的距离来实现横向方向钢管的力的平衡。
[0061] 第三土质层的横向钢管与上侧边缘的距离h3为：
[0062]
[0063] 式中，通过引入第二土质层与上侧边缘的距离与预设距离来进行平衡，在第二土质层的实际距离过大时，通过降低第三土质层与上侧边缘的距离来实现横向方向钢管的力的平衡。
[0064] 第四土质层的横向钢管与上侧边缘的距离h4为：
[0065]
[0066] 式中，通过引入第三土质层与上侧边缘的距离与预设距离来进行平衡，在第三土质层的实际距离过大时，通过降低第四土质层与上侧边缘的距离来实现横向方向钢管的力的平衡。同时，由于第四土质层的上侧边缘与竖向钢管的尾端产生膨胀作用，因此，将该竖向钢管因素考虑。
[0067] 具体而言，本发明实施例中，初始设定时，d为50cm，D为80CM，竖向钢管的直径为10cm,初始设定h10为15cm,h20为12cm,h30为10m,h40为8cm。设定横向钢管的直径为2cm。设定基准紧实度A0为1200kg/cm 3，基准粘度值K0为34500cp。
[0068] 具体而言，本发明实施例中，第一列竖向钢管距离第一侧边的横向距离均为d，第二列竖向钢管距离第二侧边的横向距离为D以土基边坡的边缘为依据，在施工过程中，首先测定土基边坡的第一边缘曲线f1，在沿第一边缘曲线f1的方向上，预设第一长度c1作为相邻两个竖向钢管的间距，在本实施例中，设定第一长度c1为2m；测定土基边坡的第二边缘曲线f2，在沿第二边缘曲线f2的方向上，预设第二长度c2作为相邻两个竖向钢管的间距，在本实施例中，设定第一长度c2为2m。
[0069] 具体而言，在施工过程中，测定第一土质层上侧边缘曲线g1，预设第一长度j1作为相邻两个横向钢管的间距，在本实施例中，设定第三长度c11为0.5m；测定第二土质层上侧边缘曲线g2，预设第二长度j2作为相邻两个横向钢管的间距，在本实施例中，设定第四长度c12为0.4m；测定第三土质层上侧边缘曲线g3，预设第三长度j3作为相邻两个横向钢管的间距，在本实施例中，设定第五长度c13为0.35m；测定第四土质层上侧边缘曲线g4，预设第四长度j4作为相邻两个横向钢管的间距，在本实施例中，设定第六长度c14为0.3m。
[0070] 具体而言，本实施例在对土基边坡进行施工时：
[0071] 步骤a，首先测定各个土质层的紧实度值和粘度值，土壤粘度采用粘度计进行测量，土壤紧实度采用土壤紧实度测量仪进行测量，各个土质层的边缘采用曲线测定仪进行测定并记录。
[0072] 步骤b，通过预设的基准紧实度A0，基准粘度值K0，竖向钢管预设直径M0，第一列竖向钢管与第一侧边的预设横向距离d0、第二列竖向钢管与第二侧边的预设横向距离D0，横向钢管与土质层上侧边缘预设距离分别为h10、h20、h30、h40，计算第一列竖向钢管距离第一侧边的横向距离均为d，第二列竖向钢管距离第二侧边的横向距离为D，第一土质层的横向钢管与上侧边缘的距离h1，第二土质层的横向钢管与上侧边缘的距离h2，第三土质层的横向钢管与上侧边缘的距离h3,第四土质层的横向钢管与上侧边缘的距离h4。
[0073] 步骤c，采用打桩机按照上述步骤b计算得出的各个数值安装竖向钢管，然后，按照从上至下的顺序安装横向钢管，钢管完成之后，在钢管内及钢管与土基边坡的接触处灌装混凝土，并压实，土基边坡的稳固结构的施工方法完成。
[0074] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
