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1、6.1 坡面防护坡面防护 植物防护，可美化路容，协调环境，调节边植物防护，可美化路容，协调环境，调节边坡土的湿温，起到固结和稳定边坡的作用。它对坡土的湿温，起到固结和稳定边坡的作用。它对于坡高不大，边坡比较平缓的土质坡面是一种简于坡高不大，边坡比较平缓的土质坡面是一种简易有效的防护措施，其方法有种草、铺草皮和植易有效的防护措施，其方法有种草、铺草皮和植树。树。6.1.1 植物防护植物防护第六章第六章 路基防护与加固路基防护与加固1. 拉伸网草皮拉伸网草皮 是在土工网或土工垫等土工合成材料上铺设是在土工网或土工垫等土工合成材料上铺设35cm的种植土层，经过撒种、养护后形成的人的种植土层，经过撒种
2、、养护后形成的人工草皮。工草皮。 土质边坡可采用拉伸网草皮、固定草种布或土质边坡可采用拉伸网草皮、固定草种布或网格固定撒种，用土工合成材料进行土质边坡防网格固定撒种，用土工合成材料进行土质边坡防护的边坡坡度宜在护的边坡坡度宜在1：1.01：2.0之间。之间。2. 种草种草 使用边坡坡度不陡于使用边坡坡度不陡于1：1，土质适于种草，不浸，土质适于种草，不浸水或短期浸水但地面径流速度不超过水或短期浸水但地面径流速度不超过0.6m/s的边坡。的边坡。 草的品种，应适应当地自然条件，最好是根系发草的品种，应适应当地自然条件，最好是根系发达，中茎低矮，多年常长，几种草籽混种。达，中茎低矮，多年常长，几种
3、草籽混种。3. 铺草皮铺草皮 需预先备料，草皮可就近培育，切成整齐块需预先备料，草皮可就近培育，切成整齐块状，然后移铺在坡面上。状，然后移铺在坡面上。 铺时应自下而上，应用竹木小桩将草皮钉在铺时应自下而上，应用竹木小桩将草皮钉在坡面上，使之稳固。草坡根部土应随草切割，破坡面上，使之稳固。草坡根部土应随草切割，破面要预先整平，必要时还应倾斜叠置草坡，还可面要预先整平，必要时还应倾斜叠置草坡，还可采用片石铺砌成方格或拱式边框，方格或框内再采用片石铺砌成方格或拱式边框，方格或框内再铺草皮。铺草皮。适用性：坡面冲刷较严重，边坡较陡，径流速度大适用性：坡面冲刷较严重，边坡较陡，径流速度大于于0.6m/s
4、，容许最大速度为，容许最大速度为1.8m/s。铺筑方式：铺筑方式： 草皮种类：苇状羊茅、无芒雀麦、小冠花、毛花雀稗草皮种类：苇状羊茅、无芒雀麦、小冠花、毛花雀稗平铺平铺 水平叠铺水平叠铺 垂直叠铺垂直叠铺 斜交叠铺斜交叠铺 网格式网格式 4. 植树植树 主要用在堤岸边的河滩上，用来降低流速，主要用在堤岸边的河滩上，用来降低流速，促使泥沙淤积，防水直接冲刷路堤。促使泥沙淤积，防水直接冲刷路堤。 多排林堤岸与水流方向斜交，还可起挑水改多排林堤岸与水流方向斜交，还可起挑水改变水流方向的作用。变水流方向的作用。 沙漠与雪害地区，防护林还起阻沙防雪的作沙漠与雪害地区，防护林还起阻沙防雪的作用。用。植生带
5、植被护坡路堑边坡液压喷播植被护坡三维植被网护坡挖沟植草护坡土工格栅植草护坡藤蔓植物护坡预应力锚索框架地梁内植被护坡预应力锚索地梁内植被护坡在混凝土表面植被护坡在浆砌片石表面植被护坡6.1.2 工程防护工程防护 当不宜使用植物防护或考虑就地取材时，采当不宜使用植物防护或考虑就地取材时，采用砂石、水泥、石灰等矿质材料进行坡面防护是用砂石、水泥、石灰等矿质材料进行坡面防护是常用的防护形式。常用的防护形式。 它主要有砂浆抹面、勾缝或喷涂以及石砌护它主要有砂浆抹面、勾缝或喷涂以及石砌护坡或护面墙等。这些形式各自适合于一定条件。坡或护面墙等。这些形式各自适合于一定条件。1. 抹面防护抹面防护 适于石质挖方
6、坡面，岩石表面易风化，但比适于石质挖方坡面，岩石表面易风化，但比较完整，尚未剥落，如页岩、泥砂岩、千枚岩的较完整，尚未剥落，如页岩、泥砂岩、千枚岩的新坡面。对此应及时予以封面，以预防风化成害。新坡面。对此应及时予以封面，以预防风化成害。 常用的抹面材料有石灰浆等，其中石灰为胶常用的抹面材料有石灰浆等，其中石灰为胶结料，要精选。结料，要精选。2. 喷浆喷浆 施工简便，效果较好，适用于易风化而坡面施工简便，效果较好，适用于易风化而坡面不平整的岩石挖方边坡，厚度一般为不平整的岩石挖方边坡，厚度一般为510cm。 对坡面较陡或易风化的坡面，可以在喷浆前对坡面较陡或易风化的坡面，可以在喷浆前先铺设加筋材
7、料，加筋可以用铁丝网或土工格栅，先铺设加筋材料，加筋可以用铁丝网或土工格栅，喷浆坡面应设置排水孔。喷浆坡面应设置排水孔。锚杆挂网喷浆锚杆挂网喷浆3. 干砌片石护面干砌片石护面 适用重要路段或暴雨集中地区的土质高边坡，适用重要路段或暴雨集中地区的土质高边坡，以及桥涵附近坡面与岩坡、地面排水沟渠等。以及桥涵附近坡面与岩坡、地面排水沟渠等。 片石护面，要求坡面稳固，先垫以砂层，然片石护面，要求坡面稳固，先垫以砂层，然后自下而上平整地铺砌片石，片石应逐块嵌挤且后自下而上平整地铺砌片石，片石应逐块嵌挤且错缝，护面厚度一般不小于错缝，护面厚度一般不小于20cm，干砌要勾缝，干砌要勾缝，必要时改用浆砌，护面
8、顶部封闭，以防渗水。必要时改用浆砌，护面顶部封闭，以防渗水。4. 护面墙护面墙 是浆砌片石的坡面覆盖层，用于封闭各种软质岩是浆砌片石的坡面覆盖层，用于封闭各种软质岩层和较破碎的挖方边坡。层和较破碎的挖方边坡。 要求墙面紧贴坡面，表明砌平，厚度可不一。要求墙面紧贴坡面，表明砌平，厚度可不一。 护面墙除自重外，不承受其他荷重，亦不承受墙护面墙除自重外，不承受其他荷重，亦不承受墙背土压力。背土压力。6.2 冲刷防护冲刷防护6.2.1 直接措施直接措施 堤岸防护直接措施包括：堤岸防护直接措施包括： 1）植物防护）植物防护 2）石砌防护）石砌防护 3）抛石与石笼防护）抛石与石笼防护 4）土工织物软体沉排
9、）土工织物软体沉排 5）土工模袋）土工模袋 其中植物防护与石砌防护，同坡面防护所其中植物防护与石砌防护，同坡面防护所述基本类同，但堤岸的防冲刷只要原因是洪水述基本类同，但堤岸的防冲刷只要原因是洪水急流，水位变迁不定，水流速度较大，相应的急流，水位变迁不定，水流速度较大，相应的要求更高。要求更高。 抛石防护，类似在坡脚处设置护脚，亦称抛石防护，类似在坡脚处设置护脚，亦称抛石垛。抛石不受气候条件限制，路基沉实以抛石垛。抛石不受气候条件限制，路基沉实以前均可施工，季节性浸水或长期浸水亦均可用。前均可施工，季节性浸水或长期浸水亦均可用。 石笼是用铁丝编织成框架，内填石料，设石笼是用铁丝编织成框架，内填
10、石料，设在坡脚处，以防急流和大风浪破坏堤岸，也可在坡脚处，以防急流和大风浪破坏堤岸，也可用来加固河床，放止淘刷。用来加固河床，放止淘刷。 土工织物软土沉排是在土工织物上以石块土工织物软土沉排是在土工织物上以石块或预制混凝土块体为压重的护坡结构。或预制混凝土块体为压重的护坡结构。 土工模袋时一种双层织物袋，袋中充填流土工模袋时一种双层织物袋，袋中充填流动性混凝土或水泥砂浆或稀石混凝土，凝固后动性混凝土或水泥砂浆或稀石混凝土，凝固后形成高强度和高刚度的硬结板块。形成高强度和高刚度的硬结板块。植植物物防防护护石笼石笼抛石和石笼抛石和石笼土工织物软体沉排土工织物软体沉排土工模带土工模带5.2.2 间接
11、措施间接措施 设置导治结构物改变水流方向，消除和减设置导治结构物改变水流方向，消除和减缓水流对堤岸直接破坏，解除水流对局部堤岸缓水流对堤岸直接破坏，解除水流对局部堤岸的损害作用，起到安全保护作用。的损害作用，起到安全保护作用。 1）顺坝）顺坝 2）丁坝）丁坝 3）格坝）格坝 4）改河工程）改河工程 顺坝顺坝大致与堤岸平行，主要作用为导流、束水、大致与堤岸平行，主要作用为导流、束水、调整流水曲度、改善流态。调整流水曲度、改善流态。 格坝格坝在平面上成网格状，设于顺坝与堤岸之间，在平面上成网格状，设于顺坝与堤岸之间，防止高水位时水流溢入冲刷内岸和坡脚，并促进格防止高水位时水流溢入冲刷内岸和坡脚，并
12、促进格间的淤积。间的淤积。 丁坝丁坝大致与堤岸垂直或斜交，将水流挑离堤岸，大致与堤岸垂直或斜交，将水流挑离堤岸，束河归槽，改善流态。束河归槽，改善流态。 改河工程改河工程，如经过论证可行，确有必要且效益，如经过论证可行，确有必要且效益高时，方可通过设计计算，最后实施。高时，方可通过设计计算，最后实施。6.3 地基加固地基加固 土木工程中，地基加固极为重要，常是各种土木工程中，地基加固极为重要，常是各种建筑物成败关键，公路工程范围内的建筑物亦不建筑物成败关键，公路工程范围内的建筑物亦不例外。例外。 路基敷设于天然地基上，自身荷载较大，要路基敷设于天然地基上，自身荷载较大，要求地基应具有足够的承载
13、能力，以保持地基稳定，求地基应具有足够的承载能力，以保持地基稳定，另外应使某些自然因素不致产生对路基的有害变另外应使某些自然因素不致产生对路基的有害变形。形。软土软土（含水量高于（含水量高于30的粘质土、粉质土和有机质土）、的粘质土、粉质土和有机质土）、泥泥沼沼、泥炭泥炭、湿陷性黄土湿陷性黄土、人为垃圾人为垃圾、松散杂填土松散杂填土、膨胀土膨胀土、海（湖）沉积土海（湖）沉积土软土上的路堤可能会因为过大的沉降引起开裂甚至剪切破坏软土上的路堤可能会因为过大的沉降引起开裂甚至剪切破坏 湿软地基湿软地基6.3.1 换填土层法换填土层法 即将基底下一定深度范围的即将基底下一定深度范围的湿软土层湿软土层挖
14、去，挖去，换以强度较大的砂、碎（砾）石、灰土或素土，换以强度较大的砂、碎（砾）石、灰土或素土，以及其他性能稳定无侵蚀性的土类，并予以压实。以及其他性能稳定无侵蚀性的土类，并予以压实。 换填材料的不同，其应力分布虽然有所差异，换填材料的不同，其应力分布虽然有所差异，但其极限承载能力比较接近，而且沉降特点亦基但其极限承载能力比较接近，而且沉降特点亦基本相似，因此大致按砂垫层的计算法，结果相差本相似，因此大致按砂垫层的计算法，结果相差不大。不大。uu砂垫层的作用：砂垫层的作用：砂垫层的作用：砂垫层的作用：提高承载力，减小沉降，加速软提高承载力，减小沉降，加速软提高承载力，减小沉降，加速软提高承载力，
15、减小沉降，加速软弱土层的排水固结，防止胨胀，消除膨胀土的胀弱土层的排水固结，防止胨胀，消除膨胀土的胀弱土层的排水固结，防止胨胀，消除膨胀土的胀弱土层的排水固结，防止胨胀，消除膨胀土的胀缩作用，亦可处理暗穴。缩作用，亦可处理暗穴。缩作用，亦可处理暗穴。缩作用，亦可处理暗穴。uu砂垫层要求：砂垫层要求：砂垫层要求：砂垫层要求：厚度一般在厚度一般在厚度一般在厚度一般在0.60.61.0m1.0m；砂料以中粗；砂料以中粗；砂料以中粗；砂料以中粗砂为宜，级配良好，颗粒不均匀系数不大于砂为宜，级配良好，颗粒不均匀系数不大于砂为宜，级配良好，颗粒不均匀系数不大于砂为宜，级配良好，颗粒不均匀系数不大于5 5，
16、含，含，含，含泥量不超过泥量不超过泥量不超过泥量不超过3 35 5。6.3.2 重锤夯实法重锤夯实法 重锤夯实法加工地基，可提高地基表层土的重锤夯实法加工地基，可提高地基表层土的强度。对强度。对湿陷性黄土湿陷性黄土，可降低地表的湿陷性，对，可降低地表的湿陷性，对杂填土，可减少表层土的强度不均一性。杂填土，可减少表层土的强度不均一性。 强夯法至今还没有一套成熟和完整的理论和强夯法至今还没有一套成熟和完整的理论和设计方法，但实践证明，它具有施工简单、加固设计方法，但实践证明，它具有施工简单、加固效果好、使用经济、运用面较广等优点。效果好、使用经济、运用面较广等优点。广泛适用于杂填土、碎石土、砂土、
17、粘性土、湿陷性黄土和沼广泛适用于杂填土、碎石土、砂土、粘性土、湿陷性黄土和沼泽土，还可用于水下。泽土，还可用于水下。6.3.3 排水固结法排水固结法 饱和软土饱和软土在荷载作用下，排水固结后，抗剪在荷载作用下，排水固结后，抗剪强度可得到提高，则达到加固的目的。强度可得到提高，则达到加固的目的。 加水固结法的实际效果，取决于土层固结特加水固结法的实际效果，取决于土层固结特性、厚度、预压荷载和预压时间性、厚度、预压荷载和预压时间 。 排水固结是运用推载预压，挤出土中的过多排水固结是运用推载预压，挤出土中的过多含水，达到挤紧土粒和提高强度的目的。含水，达到挤紧土粒和提高强度的目的。1.砂垫层法砂垫层
18、法砂垫层砂垫层填土填土软土层软土层适用于：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；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；当地有砂，运距不太远； d.施工期限不甚紧迫。施工期限不甚紧迫。砂垫层的厚度一般为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。，视路堤高度、软土层的厚度及压缩性而定。2.砂井砂井/袋装砂井袋装砂井/塑料排水板排水法塑料排水板排水法真空堆载预压排水法示意图真空堆载预压排水法示意图砂垫层砂垫层堆载填
19、土堆载填土砂井砂井/袋装砂井袋装砂井/塑料排水板塑料排水板塑料薄膜塑料薄膜射流泵射流泵有孔管道网络有孔管道网络有孔管道网络示意图有孔管道网络示意图广泛适用于各类饱和粘土、粉土广泛适用于各类饱和粘土、粉土6.3.4 挤密法挤密法 土基中成孔后，在孔中灌以砂、石、土、灰土基中成孔后，在孔中灌以砂、石、土、灰土后石灰等材料，捣实而成直径较大的桩体，利土后石灰等材料，捣实而成直径较大的桩体，利用横向挤紧作用，使地基土粒彼此靠紧，孔隙减用横向挤紧作用，使地基土粒彼此靠紧，孔隙减小，而且孔被填满和压紧，形成桩体，桩体具有小，而且孔被填满和压紧，形成桩体，桩体具有较高的承载能力，群桩的面积约占松散土加固面较
20、高的承载能力，群桩的面积约占松散土加固面积的积的20%，以致桩和原土组成复合地基，达到加，以致桩和原土组成复合地基，达到加固的目的。固的目的。1.粒料桩粒料桩2.石灰桩石灰桩适用于含砂量低，没有滞水砂层的软土适用于含砂量低，没有滞水砂层的软土适用于处理松砂、杂填土和粘粒含量不大的普通粘土，适用于处理松砂、杂填土和粘粒含量不大的普通粘土，亦能有效防止砂土基地的液化亦能有效防止砂土基地的液化振沉桩施工示意图振沉桩施工示意图6.3.5 化学加固法化学加固法 利用化学溶剂或胶结剂，采用压力灌注或搅利用化学溶剂或胶结剂，采用压力灌注或搅拌混合等措施，使土颗粒胶结起来，达到对土基拌混合等措施，使土颗粒胶结起来，达到对土基加固的目的，称为化学加固法，又称胶结法。加固的目的，称为化学加固法，又称胶结法。 此方法加固效果取决于土的性质和所用化学此方法加固效果取决于土的性质和所用化学剂，亦与施工工艺有关。剂，亦与施工工艺有关。 化学加固的施工工艺有：注浆法、旋喷法和化学加固的施工工艺有：注浆法、旋喷法和深层搅拌法。深层搅拌法。钻头叶片钻头叶片喷头喷头软管软管旋喷桩示意图旋喷桩示意图
