土质边坡植树固坡匹配使用的圆管桩的制作方法

1.本发明涉及边坡加固技术领域，尤其是涉及一种土质边坡植树固坡匹配使用的圆管桩。


背景技术：

2.在山区公路建设、水利水电工程等基础工程建设中，为提升土质边坡的稳定性和安全性，需对土质边坡作加固处理。现有技术中有设置防护网加固边坡方法，这种方式仅能防止边坡表层土体滑落。也有采用植树固坡、水泥桩或钢管桩多点布局固坡的办法。对于土质边坡的固定，若直接采用植树加固的方式，由于树木植入前期根系短、根量少以及主根的生长方向为竖向生长，导致坡面垂直方向的深入深度不够，固土效果不佳。若单纯采取工程措施不利于与自然环境协调。目前土质边坡处理方法大多都是实施加固边坡措施之后再进行植树绿化，其施工工期长。
3.中国专利申请cn106818264a公开了一种用于配合直根系乔木加固边坡的圆形管桩，圆形管桩可垂直于坡面置入土质边坡，圆形管桩设有须根出孔和营养液传送管；置入土质边坡的圆形管桩管体内可栽植直根系乔木，主根在生长前期顺着圆形管桩垂直于坡面生长，主根生长超出圆形管桩后，自然向下生长。这种技术方案将工程固坡措施与植树同步实施，可节省工期，增强固坡效果。其缺点是：1、尽管根部的远端可伸出管桩自由生长，但是由于普通管桩长度一般在3米以上，导致树根主体部分长期限制于管桩管腔内部，严重影响根部水肥吸收；2、在管桩管腔内的根部存在径向生长受限的问题，当树体进入成年树阶段，这一问题尤为突出，严重的可能导致树体死亡。尽管为避免上述问题，该技术方案采用扩大管径(至60-80cm)和匹配营养液传送管的办法，但是上述问题没有彻底解决，影响了该技术的推广应用。


技术实现要素：

4.本发明要解决的问题在于提供一种土质边坡植树固坡匹配使用的圆管桩。
5.本发明采用如下技术方案，包括管桩本体，所述管桩本体由钢板卷制而成，所述钢板设有第一长边和第二长边 ，在翻卷状态下第一长边与第二长边构成可搭接并锁定的轴向活动式接口，管桩本体长度小于植树所用直根系乔木成树之后主根的长度，轴向活动式接口一侧的管壁上设有多个须根出孔。
6.其原理是：土质边坡分为上层的软弱层和下层的持力层，本发明与植树固坡相匹配， 植树固坡树种采用直根系乔木。本发明的圆管桩构成离合式卷片结构，轴向活动式接口(第一长边与第二长边)连接锁定即构成圆筒状的普通管桩结构，轴向活动式接口(第一长边与第二长边)解锁为分离状态，即构成卷片结构。根据需要，置入土体内的圆管桩可由管桩结构转换为卷片结构。轴向活动式接口的锁定结构可以有多种形式。
7.本发明的圆管桩的施工及后期管理步骤如下：1)材料准备：根据施工环境，确定合适的直根系乔木品种；根据边坡实际情况和所
用直根系乔木，选用合适长度、直径、厚度的圆管桩，将第一长边与第二长边设为锁定状态。
8.2)施工前准备：场地清平，机械行走轨道铺设，机械进场。
9.3)圆管桩置入土质边坡：将圆管桩沿垂直于坡面方向置入土质边坡的土体，需保持设有须根出孔的轴向活动式接口一侧朝上。
10.4)种植乔木：在圆管桩内种植直根系乔木，直根系乔木的根系方向顺着管内壁斜下方向延伸，垂直于坡面。
11.5)施工完成：在种植完直根系乔木之后，拆除施工设备，清理场地。
12.6) 解除轴向活动式接口的锁定：随着直根系乔木的生长，根系远端部延伸超出圆管桩下端管口， 深入持力层，在重力作用下自然转向，向下生长。在树体逐渐进入成年树阶段，位于管内腔的斜向根部增粗，径向生长趋于受限状态， 在此阶段， 管桩内的斜向根部具有足够的粗度、长度和强度，可基本取代圆管桩实现固土功能。此时，可解除轴向活动式接口(第一长边与第二长边)的锁定状态， 将第一长边与第二长边分离， 圆管桩随即转换成卷片结构。
13.7）抽离圆管桩（成卷片结构）：根据土质边坡的固坡需要以及斜向扎入坡体生长的斜向根部的实际情况，可将圆管桩（成卷片结构）暂时保留或抽离土体。若需保留圆管桩（成卷片结构）在土体内，解除锁定后无需其它操作，受到斜向根部径向生长的持续挤压，轴向活动式接口会逐步扩展开口，开口处须根自然增多，达到增加水肥供应的效果。当斜向根部可取代圆管桩实现固土功能时，可采用机械装置将成卷片结构的圆管桩抽离土体，避免原管壁对斜向根部的水肥隔离，斜向根部即回复至正常水土环境，斜向根部四周的须根会自然增生，固土效果逐年增强。抽离操作步骤之前，可用机械装置敲击下压圆管桩，促使圆管桩向下扎入30cm左右，这个操作可将穿出须根出孔的部分须根收回管内，减少抽离操作对根系的损伤。
14.一种改进是，所述第一长边的内侧设有多个带轴向锁孔的锁头，所述第二长边设有与锁头匹配的卡孔，还包括一个长型锁杆，长型锁杆可插入轴向锁孔将轴向活动式接口锁定。沿轴向向上抽离长型锁杆，即可解除轴向活动式接口的锁定状态。
15.另一种改进是，还包括一个设于第二长边端部的内卷式延伸套。卡锁结构长期埋设于土体内，有易于锈蚀的问题，内卷式延伸套可保护锁头、长型锁杆等卡锁结构，减少锈蚀。
16.还有一种改进是，所述第一长边设有第一内卷边，所述第二长边设有第二内卷边，还包括一个设有卡槽的长型卡锁件，长型卡锁件可将第一内卷边和第二内卷边锁定。沿轴向向上抽离长型卡锁件，即可解除轴向活动式接口的锁定状态。
17.本发明的有益效果是：1、本发明的圆管桩设置为离合式卷片结构，第一长边与第二长边连接锁定即构成圆筒状的普通管桩结构，第一长边与第二长边解锁分离，即构成卷片结构。在树体生长前期，圆管桩对土质边坡发挥了工程固定作用，达到固定边坡的效果；在树体生长进入成年阶段，随着根茎的增粗，圆管桩导致斜向根部径向生长趋于受限状态，通过评估，当斜向扎入坡体生长的斜向根部可基本取代圆管桩实现固土功能时，可解除轴向活动式接口的锁定状态，将成卷片结构的管桩本体抽离土体，回复至正常水土环境，根部自由生长，充分发挥固土作用，固土效果逐年增强。
18.2、本发明的圆管桩，在抽离土体后可多次重复使用，可节省固土工程成本。
19.3、本发明采用对土质边坡的工程固坡和直根系乔木固坡的双重措施，不仅解决了直根系乔木在固坡前期由于根系短加固效果差的问题，同时还避免了常规工程固坡与直根系乔木固坡分期实施工期长的问题，具有工期短和施工成本低的优点。
20.4、常规圆管桩长期保持于土体内，有污染土体的问题，采用本发明，在树体成年阶段抽离圆管桩，具有减少土体污染的效果。
附图说明
21.图1是本发明结合植树固坡的原理示意图。
22.图2是本发明第一种实施例的卡锁结构剖视示意图(示分离状态)。
23.图3是本发明第一种实施例的卡锁结构剖视结构示意图(示锁定状态)。
24.图4是本发明第一种实施例的管桩本体剖视结构示意图。
25.图5是本发明第一种实施例的立体结构示意图。
26.图6是图5的局部结构放大示意图。
27.图7是本发明第二种实施例的卡锁结构剖视示意图(示锁定状态)。
28.图8是本发明第二种实施例的管桩本体剖视结构示意图。
29.图9是本发明第二种实施例的长型卡锁件局部立体结构示意图。
30.图10是本发明第三种实施例的卡锁结构剖视结构示意图（示内卷式延伸套结构）。
31.图中：管桩本体1，第一长边2，第二长边3，轴向活动式接口4，须根出孔5，轴向锁孔6，锁头7，卡孔8，长型锁杆9，内卷式延伸套10，第一内卷边11，第二内卷边12，长型卡锁件13，斜向根部14，软弱层20，持力层21。
具体实施方式
32.如图1至图10所示，本发明一种实施例，采用如下技术方案，包括管桩本体1，所述管桩本体1由钢板卷制而成，所述钢板设有第一长边2和第二长边3 ，在翻卷状态下第一长边2与第二长边3构成可搭接并锁定的轴向活动式接口4，管桩本体1长度小于植树所用直根系乔木成树之后主根的长度，轴向活动式接口4一侧的管壁上设有多个须根出孔5。
33.其原理是：土质边坡分为上层的软弱层20和下层的持力层21，本发明与植树固坡相匹配， 植树固坡树种采用直根系乔木。本发明的圆管桩构成离合式卷片结构，轴向活动式接口4(第一长边2与第二长边3)连接锁定即构成圆筒状的普通管桩结构，轴向活动式接口4(第一长边2与第二长边3)解锁为分离状态，即构成卷片结构。根据需要，置入土体内的圆管桩可由管桩结构转换为卷片结构。轴向活动式接口4的锁定结构可以有多种形式。
34.本发明的圆管桩的施工及后期管理步骤如下：1)材料准备：根据施工环境，确定合适的直根系乔木品种，比如杨树、松树、榆树等；根据边坡实际情况和所用直根系乔木，选用合适长度、直径、厚度的圆管桩，将第一长边2与第二长边3设为锁定状态。一种具体实施例的圆管桩，尺寸为长度3m，直径45cm、钢板厚度5mm。
35.2)施工前准备：场地清平，机械行走轨道铺设，机械进场。
36.3)圆管桩置入土质边坡：将圆管桩沿垂直于坡面方向置入土质边坡的土体，需保
持设有须根出孔5的轴向活动式接口4一侧朝上。
37.4)种植乔木：在圆管桩内种植直根系乔木，直根系乔木的根系方向顺着管内壁斜下方向延伸，垂直于坡面。
38.5)施工完成：在种植完直根系乔木之后，拆除施工设备，清理场地。
39.6) 解除轴向活动式接口4的锁定：随着直根系乔木的生长，根系远端部延伸超出圆管桩下端管口， 深入持力层21，在重力作用下自然转向，向下生长。在树体逐渐进入成年树阶段，位于管内腔的斜向根部14增粗，径向生长趋于受限状态， 在此阶段， 管桩内的斜向根部14具有足够的粗度、长度和强度，可基本取代圆管桩实现固土功能。此时，可解除轴向活动式接口4(第一长边2与第二长边3)的锁定状态， 将第一长边2与第二长边3分离， 圆管桩随即转换成卷片结构。
40.7）抽离圆管桩（成卷片结构）：根据土质边坡的固坡需要以及斜向根部14的实际情况，可将圆管桩（成卷片结构）暂时保留或抽离土体。若需保留圆管桩（成卷片结构）在土体内，解除锁定后无需其它操作，受到斜向根部14径向生长的持续挤压，轴向活动式接口4会逐步扩展开口，开口处须根自然增多，达到增加水肥供应的效果。当斜向根部14可取代圆管桩实现固土功能时，可采用机械装置将成卷片结构的圆管桩抽离土体，避免原管壁对斜向根部14的水肥隔离，斜向根部14回复至正常水土环境，斜向根部14四周的须根会自然增生，固土效果逐年增强。抽离操作步骤之前，可用机械装置敲击下压圆管桩，促使圆管桩向下扎入30cm左右，这个操作可将穿出须根出孔5的部分须根收回管内，减少抽离操作对根系的损伤。
41.如图2至图6所示，一种改进是，所述第一长边2的内侧设有多个带轴向锁孔6的锁头7，所述第二长边3设有与锁头7匹配的卡孔8，还包括一个长型锁杆9，长型锁杆9可插入轴向锁孔6将轴向活动式接口4锁定。沿轴向向上抽离长型锁杆9，即可解除轴向活动式接口4的锁定状态。
42.如图10所示，另一种改进是，还包括一个设于第二长边3端部的内卷式延伸套10。卡锁结构长期埋设于土体内，有易于锈蚀的问题，内卷式延伸套10可保护锁头7、长型锁杆9等卡锁结构，减少锈蚀。
43.如图7至图9所示，还有一种改进是，所述第一长边2设有第一内卷边11，所述第二长边3设有第二内卷边12，还包括一个设有卡槽的长型卡锁件13，长型卡锁件13可将第一内卷边11和第二内卷边12锁定。沿轴向向上抽离长型卡锁件13，即可解除轴向活动式接口4的锁定状态。
44.本发明不局限于上述实施例的具体结构，其它同类结构的等效变换均落入本发明的保护范围之内。