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1、,第五章 路基防护与加固,广西工学院 土木建筑工程系,第五章 路基防护与加固,主要内容： 路基边坡坡面防护 沿河路堤冲刷防护与加固 湿软地基加固,第一节 概述,一、 防护与加固的意义,1. 边坡坡面防护设施； 2.沿河路堤冲刷防护设施； 3.路基支挡与加固建筑物； 4.湿软地基加固措施。,防止路基病害、保证路基稳定、使公路与周围环境相协调,二、 防护与加固工程设施,第二节 坡面防护,草种根据防护目的、气候、土质、施工季节确定，宜于选用易成活、生长快、根系发达、叶茎矮或有匍匐茎的多年生草种。宜于选择便于局部生态系统平衡的草种混播方式。,一、植物防护,（一）植被防护,1.植草,适宜坡高不大、边坡不
2、陡于1:1.0的土质易种植边坡，其表面水径流速度应低于0.6m/s。 边坡坡度在1:1.01:2.0时也可种草，但应采取固定草种布或网格固定撒种等方法。,2.铺草皮,平铺草皮,叠铺草皮,适用于需要快速绿化，且坡率缓于1：1的土质边坡和严重风化的软质岩石边坡。不宜采用喜水、生长在泥沼地的草皮,方格草皮,适用于坡率缓于1：1.5和边坡或再边坡以外的河岸及漫滩地。应选用根深叶密的低矮灌木。注意视距和风沙、风雪流问题。,3.植树,带状植树,连续植树,横断面示意图,（二）三维植被网防护,适用于砂性土、土夹石及风化岩石，且坡率缓于1：0.75的边坡防护；三维植被网中的回填土通常采用客土。,二、骨架植物防护
3、,适用于缓于1：0.75的土质和全风化岩石边坡。当坡面受水冲刷严重或 潮湿时，坡度应缓于1：1,截水骨架防护,（一）浆砌片石或水泥混凝土骨架植物防护,一. 植物防护,（二）多边形水泥混凝土空心块植物防护,1.适用于缓于1：0.75的土质和全风化、强风化岩石边坡。并视情况设置浆砌片石或水泥混凝土骨架。 2.多边形水泥混凝土空心预制块的混凝土强度不应低于C20，厚度不应小于150mm。空心预制块内应填充种植土，喷播植草。,（三）锚杆混凝土框架植物防护,1.适用于土质边坡和坡体中无不良结构面、风化破碎的岩石路堑边坡。 2.锚杆采用非预应力的全长粘结型锚杆。框架应采用钢筋混凝土，混凝土强度不应低于C2
4、5。,三、污工防护,适于坡面未碎裂结构的硬质岩石或层状结构的不连续地层以及坡面岩石与基岩分开并有可能下滑的挖方边坡。,（一）喷浆（混凝土）防护,适用于坡率缓于1：0.5、易风化但未遭强风化的岩石边坡，喷浆的厚度不宜小于50mm，强度不低于M10;喷混凝土的厚度不宜小于80mm，强度不低于C15。,（二）锚杆挂网喷浆,适用于易风化或风化严重的软质岩石或较破碎岩石的挖方边坡以及坡面易受侵蚀的土质边坡，边坡不宜陡于1：0.5。墙顶厚度一般大于40mm，需要考虑基础、沉降伸缩缝以及排水孔问题。,干砌片石护坡适用于坡度缓于1：1.25土（石）质路堑边坡。厚度不宜小于250mm 浆砌片石护坡适用于坡度缓于
5、1:1的 易风化岩石和土质路堑边坡。厚度不宜小于250mm,（三）砌石或混凝土预制块护坡,（四）砌石或混凝土护面墙,表5-1,适用于坡面较干燥、未经严重风化的各种易风化岩石边坡，但不适用于由煤系岩层以及成岩作用很差的红色粘土岩组成的边坡。高速公路边坡不宜使用,适用于边坡坡率缓于1：0.5、易受冲刷的土质边坡或易风化剥落的岩石边坡。高速公路边坡不宜使用,（五）砂浆（灰浆）封面,（六）捶面,第三节 沿河路基防护,1、路基冲刷破坏,一、直接防护,（一）、植物防护,（二）、砌石或混凝土护坡,（三）、抛石或石笼,（四）、浸水挡土墙,（五）、土工软体沉排和土工模袋,二、间接防护调治和导流结构物,丁坝、顺坝
6、、格坝,1-顺水坝 2-格坝 3-挑水坝（丁坝） 4-拦水坝 5-导流坝 6-桥墩 7-路中线,丁坝（挑水坝）：坝根与河岸相连接，坝头伸向河槽，与水流成一角度。 作用：将水流挑离河岸或路基，改善流态。 顺坝（导流坝）：坝根与河岸相连接，坝身与导流线基本重合。 作用：导流、束水、调整流水曲线，改善流态。 格坝：在平面上成网格状，设与顺坝与堤岸之间。 作用：防止高水位时水流溢入冲刷坝内岸坡或坡脚，并促进格间的淤积。,加固工程类型:,第四节 湿软地基加固,在路堤设计时应考虑： 1.地基的承载力是否足以保证路堤的稳定性； 2.由压缩性土的固结变形而引起的路堤沉降（沉降量和沉降速率）是否影响路基路面结构
7、的正常使用及其使用寿命。 为提高路堤稳定性或减少沉降量或加速固结，需要采取的地基处理措施。,第四节 湿软地基加固,进行路堤稳定性或沉降分析以及选择地基处理措施应考虑： 1.地基条件地层的生成类别、成层状态、排水条件、各土层的土性指标（物理特性、固结特性和强度特性）； 2.施工条件路堤形状、工程进度要求、填料性质、沿线环境和用地限制等； 3.道路条件道路性质、容许剩余沉降量和要求的安全系数等。,地基处理方法分类： 1.沉降处理包括加速固结沉降和减小总沉降量两方面： 加速固结沉降可采用加载预压、竖向排水（砂井或芯板排水）和挤实砂桩等方法。 减小总沉降量可采用挤实砂桩、石灰（或水泥）桩、换填好土等方
8、法。 2.稳定处理采用换填土、反压护道、挤实砂桩、石灰（或水泥）桩等措施增加抗滑阻力。,1.砂垫层法,适用于：a.路堤高度小于两倍极限高度，软土表面无透水性低的硬壳； b.软土层不很厚，或虽稍厚，但具有双面排水条件； c.当地有砂，运距不太远； d.施工期限不甚紧迫。,砂垫层的厚度一般为0.61.0m，视路堤高度、软土层的厚度及压缩性而定。,材料：以透水性好的砂或砂砾为宜。,适用于软弱土层位于地表，换挖深度不超过3m的场合,适用于排水困难的洼地，而软弱土层易于滑动，厚度又较薄，表层无硬壳，石料来源充分,（三）换填材料法,二、地基加固措施,1.开挖换填,2.抛石挤淤,换填素土（或灰 土） 换填砂
9、 砂垫层,四 反压护道法,适用于：a.非耕作区和取土不困难的地区； b.路堤高度不大于5/32倍极限高度； c.主要用于处理软土，对泥沼有时也可以采用。,（五）分阶段施工 分阶段施工路堤填筑到一定高度，放置一段时间，再进行第二阶段的施工，重复多次，填到设计高度为止。 原理：利用土的固结特性。 适用条件：在软土层初始剪切强度太低，不足以保证路堤稳定性时，采用分阶段施工方法。但总工期很长，特别是土固结很慢的情况下。同时，这种方法有一最大限度的填土高度，超出此高度，分阶段施工仍然不能保证路堤的稳定性。,六 超载预压法,七.砂井/袋装砂井/塑料排水板排水法,广泛适用于各类饱和粘土、粉土,竖向排水情况,
10、砂井地基排水情况,八、挤密桩法和加固土桩法 挤密桩用冲击或振动方法，将砂或碎石等粒料 挤入软土地基内，形成直径较大的桩体，并同原 地基一起形成复合地基。 作用：1)使桩周围的土体变密实； 2)支承路堤很大一部分重量； 3)加速周围软土的固结； 4)防止液化（砂土地基时）。,(a)定位 (b)喷浆(粉)搅拌下沉 (c)搅拌上升 (d)重复喷浆(粉)搅拌下沉 (e)重复搅拌上升(完毕),(a),(b),(c),(d),(e),1.浅层搅拌法 2.深层搅拌桩法 旋喷桩 粉喷桩,粉体搅拌复合地基技术处理厦门海沧大道海滩,水泥适用于含砂量较大的软土，石灰适用于含沙量较低的软土或淤泥质土。,胶结硬化法,挤
11、密桩法和加固土桩施工现场,深层搅拌法按固化主剂的 不同可分为水泥系深层搅拌法和石灰系深层搅拌法； 按施工工艺又可分为浆体喷射深层搅拌法和粉体喷射深层搅拌法。 水泥系深层搅拌法所形成的固化土称为水泥土（水泥加固土），影响水泥土强度的主要因素有：,1、水泥强度添加剂,1、水泥土的强度随水泥强度等级的提高而增大。在水泥掺入比相同的条件下，水泥强度等级每提高10等级，水泥土的无侧限抗压强度约增大2030。 2、不同的添加剂对水泥土强度有着不同的影响，选用合适的添加剂可以提高水泥土强度或节省水泥用量。在水泥系深层搅拌法中，常选用木质素磺酸钙、石膏和三乙醇胺等添加剂。添加剂对水泥土强度的影响程度可通过试验
12、来确定。,水泥土的无侧限抗压强度随水泥掺入比的增大而增大。当aw5%时，由于水泥与土的固化反应过弱，对于提高地基土的强度效果不明显。工程上常用的aw约为725%。,2.水泥掺入比,水泥土的强度增长率在不同的掺入量区域、不同的龄期时段内是不相同的，而且原状土不同，水泥土的强度增长率也不同。,3.龄期,水泥土的无侧限抗压强度随着龄期的增长而增大，其强度增长规律不同于混凝土，龄期28天的强度只达到最大一般在T28d后强度仍有较大增长。直到90d后其强度增长率逐渐变缓。所以，以龄期90天作为标准强度。,4.地基土的含水量 当水泥掺入比相同时，水 泥土的无侧限抗压强度随着含水量的降低而增大。含水量的降低
13、使水泥土的密实性得到增强，从而提高了强度。,重锤夯实法 重锤夯实法以钢筋混凝土制成截头圆锥体（底部垫钢板），重量宜1.5吨左右，落高2.54.5m，对地基进行夯实（812遍）。 适用条件:地下水位0.8m以下稍湿的一般粘性土、砂土、湿陷性黄土、杂填土等。 目的：提高地基表层土的强度。,1.重夯法；2.强夯法,广泛适用于杂填土、碎石土、砂土、粘性土、湿陷性黄土和沼泽土，还可用于水下,夯实法,（七）侧向约束法,1、路基的防护与加固的设施主要有哪些？ 2、边坡坡面植物防护有哪些主要方法？各适宜怎样的 水流冲刷速度？边坡坡面工程防护有哪些主要形式？石砌护坡是否需要考虑其结构受力？ 3、冲刷的间接防护有哪些种类？如何应用？ 4、地基加固的方法有哪些？ 5、分析碎石桩、管桩加固路基的基本原理？ 6、说明排水法加固路基的方法和种类。 7、说明边坡防护与景观设计的关系。,复习,
