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1、第五章路基防护与加固,5.1概述5.2坡面防护5.3冲刷防护5.4软土地基加固,由岩土所筑成的路基，大多暴露于空间，长期受自然因素的作用，岩土在不利水温条件作用下，物理、力学性质将发生变化。浸水后湿度增大，岩体加剧风化；路基强度衰减和剥蚀；造成和加剧路基的水毁病害；导致路基强度降低并沉陷。为确保路基的强度与稳定性，路基的防护与加固是不可缺少的工程技术措施。实践经验证明，在高等级公路建设中，防护工程对保证公路使用品质、提高投资效益均具有重要的意义。路基防护与加固设施，主要有边坡坡面防护、沿河路堤河岸冲刷防护与加固以及湿软地基的加固处治。,5.1概述,分类,图5-1路堑坡面种草,图5-2喷播草种,
2、图5-3路堤坡面种草,图5-4浆砌片石格架植物防护,图5-5水泥混凝土格架植物防护,图5-7锚杆混凝土格架植物防护,2、工程防护指采用砂石、水泥、石灰等矿质材料对坡面岩石裂缝、缝穴或风化层石，予以堵塞或封闭，防止风化加剧。防护对象是挖方边坡。（1）灌浆坚硬的石质边坡，局部较大较深的缝隙或洞穴，并在扩大和影响边坡稳定，灌浆材料为水泥砂浆，石灰水泥砂浆，借助砂浆粘结力使坡面胶结成整体。（2）勾缝坚硬石质边坡，不易风化，节理裂缝多而细，用水泥砂浆勾缝，防止坡面水流入缝隙引起病害。（3）喷浆坚硬岩石但易风化，在新鲜较平整的坡面上喷一层厚约210cm的水泥砂浆，将表面封闭。.阻止边坡表面岩石风化，防止边
3、坡剥落掉块，确保公路运行安全。当坡面为碎裂结构的硬质岩石或层状结构的不连续地层，可在喷浆前铺设铁丝网或土工格筛等加筋材料，喷浆坡面应设置泄水孔。,图5-8挂网喷浆施工实况,（4）抹面在喷浆不溱效时，采用水泥石灰砂浆抹面，厚4-5cm，至少3cm，最厚可达10cm，每隔5-10cm，设伸缩缝一道。（5）砌石防护对于沿河路堤浸水部位坡面，土质路堑边坡下部的局部，采用干砌或浆砌片石防护。植物防护时，采用浆砌片石为框格(棱形、拱形)，中间种草或铺草坡。（6）护面墙护面墙是浆砌片石的坡面覆盖层对于易受冲刷的土质挖方边坡和易受风化破碎的岩石挖方边坡，采用浆砌片石将坡面封闭,称护面墙。墙厚30-60cm，可
4、等厚,也可上薄下厚，墙高较大时，可分级，中间设台阶，纵向每隔10m设一条伸缩缝，墙身要预留泄水孔。要求墙基稳固，抢面紧贴坡面。必须强调，护面墙不承受侧向作用力。,图5-9护面墙示意图双层式；b)单层式；c)墙面；d)拱式；e)混合式1-平台；2-耳墙；3-泄水孔；4-封顶；5-松散夹层；6-松缩缝；7-软地基；8-基础；9-支补墙；10-护面墙,护面墙的构造与布置。,护面墙的厚度表5-1,护面墙的高度与厚度及路堑边坡的关系参见表5-1。,图5-10浆砌片石坡面防护,图5-11浆砌片石护面墙,5.3冲刷防护,沿河及滨海路堤、河滩路堤、桥头引道等路段，因长期或季节性浸水，受流水冲刷、拍击和淘洗，造
5、成路基浸湿、坡脚淘空，致使路基失稳，边坡崩坍。1、直接防护对于河岸或路堤边坡所采取的直接加固措施，抵抗水流冲刷，特点是尽可能不干扰或很少干扰原来的水流性质。（1）植物防护,图5-12水泥混凝土格架植物防护,图5-13植物防护,（2）砌石防护水流速度较大，波浪作用强，可能有漂浮物撞击时采用。,图5-14浆砌片石防护,图5-15干砌片石防护,（3）抛石防护适用于防护受水流冲刷和淘刷的坡脚与水下边坡，且当地盛产石料，或沿河废石方较多。,图5-16抛石防护示意图a)新堤石垛；b)旧堤石垛,（4）石笼防护作用同抛石防护，当地缺少较大石块，可用较小石料代替，用铁丝编织成箱形或圆柱形笼子，内填石料，设于坡脚
6、。,图5-18石笼防护示意图,（5）浸水挡土墙在水流冲刷路段用石料式水泥混凝土块修筑挡土墙。,（6）土工软体沉排和土工模袋土工软体沉排和土工模袋是一种双层织物袋，袋中充填流动性水泥混凝土或水泥砂浆，凝固后形成高强度和高刚度的硬结板块。主要适用场合见图5-21，采用土工软体沉排和土工模袋防护坡度不得陡于1:1。,图5-21土工模袋的应用与铺设,图5-22土工软体沉排防护实况,图5-23土工模袋防护实况,2、间接防护采用导流或阻流的方法，改变水流性质，迫使水流偏离被防护路段，彻底解除水流对局部堤岸的冲刷破坏作用。导流结构物按其与河道的相对位置，分为顺坝，丁坝，格坝。（1）顺坝:大致与堤岸平行，主要
7、作用是导流，调整水流曲度，改善流态。（2）丁坝:大致与堤岸垂直或斜交，将水流排离堤岸，束河归槽，改善流态。（3）格坝:顺坝与丁坝的组合，在平面上呈网格状，防止高水位时水流溢入，冲刷坝内岸坡或坡脚，并促进格间淤积。,丁坝群,图5-24导流结构物综合布置示例1-顺坝；2-格坝；3-挑水坝（丁坝）；4-拦水坝；5-导流坝；6-路中线,加固处理目的：软土（含水量高于30%的粘质土、粉质土和有机质土）、泥沼、泥炭、湿陷性黄土、松散杂填土、膨胀土、海（湖）沉积土等，在这些湿软地基上修筑的路堤可能会因为过大的收缩沉降引起开裂甚至剪切破坏，必须预先对地基进行必要的加固处理。,5.4软土地基加固,1）、砂垫层法
8、在软土地基上厚度为0.51.2m的砂或砂砾，称作砂垫层。其作用为：（1）作为软土层固结所需的上部排水层；（2）作为路基内排水的底部排水层；（3）改善路堤和地基处理施工时的机械作业条件；（4）软土层薄时，单独用作地基处理（排水固结）措施。砂垫层厚度一般0.6-1.0m，中粗砂为宜，般配良好，颗粒不均匀系数5，含泥3-5%。,2）、换填土层法适用于软土层较薄，稠度大，路堤高、施工期紧迫.将湿软土部分挖除，换填强度较大的砂，碎（砾）石，灰土，素土等，并压实。换填材料不同，但承载力接近，沉降特点相似，因此按砂垫层的计算方法计算，结果相差不大。a、全部开挖换填土：适用于软土层厚3m以内；b、部分开挖换填
9、土：去掉表面层（软土层）c、强制换填土：采用定向爆破将淤泥炸开,3）、反压护道法在路堤两侧填筑一定高度和宽度的护道，利用护道填土的重力平衡主路堤的滑动力矩及软土地基沿路堤两侧的拱起。条件：非耕作区，路堤高度不大于路堤极限高度5/32倍要求：a、高度是整个路堤高度1/21/3；b、边坡与原路堤边坡一致；c、宽度需要通过边坡稳定性验算进行确定；d、路堤下侧一般情况下应设砂垫层。,这种方法需要有足够的用地和丰富的填料来源，否则很不经济。,4）、排水固结法(砂井)适用于一般过湿软土地基加固。在填土重力作用下，过饱和地基土中的水成为有压水，首先进入砂井（井中灌有砂砾石）并通过砂井向上流动，在进入砂垫层向
10、路堤两侧排出。砂井上部铺设砂垫层，使砂井与砂垫层构成地基的排水系统，在填土荷载的作用下加速排水固结，利用路基土自重压密地基。砂井直径8-10cm,井距为井径的6-8倍。砂井成孔主要是沉管法，井中落砂，拔出钢管。,5)、挤密桩（砂桩）砂桩，在地基中成孔，孔中灌砂、石、土、灰土或石灰等材料，捣实而成为直径较大的桩体，利用其横向挤压作用，使地基土颗粒挤密，孔隙减少。桩体与桩间土一起构成复合地基，从而减少地基变形，提高承载力。石灰桩，利用生石灰的吸水，膨胀，发热及离子交换作用，使桩体硬化，改善原地基土性质，并对土体产生挤压作用。生石灰粉碎到一定要求，密封贮存。井径30-50cm，井距是井径的3-5倍。
11、,砂桩与砂井相比，形式相仿，作用不同，适用条件亦有别。砂井与砂桩的比较表5-2,6)、强夯法适用于各种松软土层，如冲积层，沼泽地，垃圾，废石堆等。设备简单，工艺不复杂，经济，缺点是对邻近建筑物有影响。几十吨的重锤，从几十米高度自由落下，对土进行强力夯实。提高承载能力，降低沉降量，可使地基加固深度达10-20m。锤的底面积，砂土和碎石填土约4m2，软土至少6m2。夯击到一定次数后，总沉降量基本为常数。60年代由法国梅拉(Menard)提出，目前仍着重于应用，理论方法尚不完善，设计工作依赖于施工前的试夯所得数据。软湿地基水量大，一经强力夯实会出现很高的孔隙水压力，并随夯击次数的增加而达到最大值，应暂停。等超孔隙水压力消散后再夯，前后两遍夯打时间间隔2-4周。适用于各种松软土层，如冲积层，沼泽地，垃圾，废石堆等。设备简单，工艺不复杂，经济，缺点是对邻近建筑物有影响。,图强力夯实法,7)、化学加固法用压力将化学溶液或胶结剂通过注浆管均匀注入土中，经短暂时间，浆液便将松散土粒凝结成一个整体，使地基提高强度，减少沉降，还能防渗。加固湿软地基的浆夜有:水玻璃为主剂的液；丙烯酰胺为主剂的浆液；纸浆废液为主剂的浆液；水泥浆夜，配速凝剂，高标号水泥的浆液。,
