eAAA第四章 路基防护与加固设计ppt课件

1、第四章第四章 路基防护与加固设计路基防护与加固设计主讲：杨帆主讲：杨帆本章学习要点本章学习要点n 路基防护与加固的意义和作用，防护与加固设备的类型与构造，湿软地基的加固方法。第一节第一节 概述概述 JTG D302019JTG D302019要求：要求：n 各级公路应根据当地气候、水文、地形、地质条件及筑路资料分布情况，采取工程防护和植物防护相结合的综合措施，防止路基病害，保证路基稳定，并与周围环境景观相协调；n 路基坡面防护工程应在稳定的边坡上设置，防护类型的选择应综合思索工程性质、水文地质、边坡高度、环境条件、施工条件和工期等要素的影响，对于路基稳定性缺乏和存在不良地质要素的路段，应留意路

2、基边坡和支挡加固的综合设计；n 在地下水较为发育路段，应留意路基防护与地下排水措施的综合设计，在多雨地域，用砂类土、细粒土等填筑的路堤，应采取坡面防护与截排水的综合措施，防止边坡冲刷破坏。n 路基防护与加固的意义是：对维护正常的交通运输，确保行车平安，保证公路运用质量，提高投资效益，以及坚持道路与自然环境协调。n二、路基防护与加固分类二、路基防护与加固分类n 基边坡的防护与加固工程，按其作用不同分为坡面防护、沿河基边坡的防护与加固工程，按其作用不同分为坡面防护、沿河路基防护、挡土墙、边坡锚固、土钉支护及抗滑桩六大类。坡面路基防护、挡土墙、边坡锚固、土钉支护及抗滑桩六大类。坡面防护用于防护易受自

3、然要素影响而破坏的土质与岩质边坡。沿河防护用于防护易受自然要素影响而破坏的土质与岩质边坡。沿河路基防护用于防止水流对路基的冲刷与淘刷。挡土墙、边坡锚固、路基防护用于防止水流对路基的冲刷与淘刷。挡土墙、边坡锚固、土钉支护及抗滑桩用于防止路基变形或支挡路基土体，以保证路土钉支护及抗滑桩用于防止路基变形或支挡路基土体，以保证路基的稳定性。基的稳定性。n 实践上，路基防护与支挡工程除了具有其各自的主要作用外，实践上，路基防护与支挡工程除了具有其各自的主要作用外，往往还兼有其它作用。如砌石护坡，主要作用是防止水流冲刷路往往还兼有其它作用。如砌石护坡，主要作用是防止水流冲刷路基边坡，但也具有一定的加固作用

4、；挡土墙主要是起支挡作用，基边坡，但也具有一定的加固作用；挡土墙主要是起支挡作用，但同样也可以防止水流冲刷。但同样也可以防止水流冲刷。n按防护与加固的目的与作用分类：按防护与加固的目的与作用分类：n1、坡面防护维护路基边坡外表，以防遭到自然因、坡面防护维护路基边坡外表，以防遭到自然因n素的破坏雨水冲刷、干湿及冷热循环作用，以及外素的破坏雨水冲刷、干湿及冷热循环作用，以及外表风化等表风化等n2、冲刷防护堤岸防护与加固主要使沿河路堤，、冲刷防护堤岸防护与加固主要使沿河路堤，不致遭到水流的冲刷、淘空和浸软。不致遭到水流的冲刷、淘空和浸软。n3、支挡建筑指各类挡土墙，主要用以防止路基变、支挡建筑指各类

5、挡土墙，主要用以防止路基变n形或支挡路根本体以保证其稳定性。形或支挡路根本体以保证其稳定性。n4、地基加固指提高湿软地基的承载才干的措施。、地基加固指提高湿软地基的承载才干的措施。防护与加固的区别防护与加固的区别n防护与加固的区别n防护工程防止冲刷和风化，主要起隔离作用的措施。n加固工程防止路基坍滑，主要起支撑作用的支挡构造物。n区别：n防护工程主要用于路根本身稳定，即防护工程本身n没有或很少有接受外力作用的才干。n加固工程主要用于路根本身不稳定，即本身具有承n受外力作用的才干。路基防护分类图路基防护分类图各种各样的防护与加固工程各种各样的防护与加固工程三、路基防护与加固的原那么三、路基防护与

6、加固的原那么n 因地制宜，综合治理；n 预防为主，防治结合；n 对于主要隐患和地下害源如脆弱基底和有害的地下水源等，宜先治患后筑路；对于某些附属设备，如坡面防护或路基用地范围以外的防护与加固设备，按其轻重缓急，分期实施，逐渐完善；n 各项工程技术措施，尤其是造价高、工程技术复杂的措施，应作方案分析比较，讲究实效和经济效益；n 留意环境，配合景观，增进路容的美化与协调。第二节第二节 坡面防护坡面防护n路基边坡外表的防护：主要是防止地面水流的冲刷，路基边坡外表的防护：主要是防止地面水流的冲刷，n而且将坡面封锁隔绝，可以防止与大气直接接触，而且将坡面封锁隔绝，可以防止与大气直接接触，n阻止岩土进一步

7、风化破坏。阻止岩土进一步风化破坏。n沿河路基的坡面防护：特别是浸水部分的坡面与坡沿河路基的坡面防护：特别是浸水部分的坡面与坡n脚防护兼有加固的作用，可防止水流的冲刷、冲脚防护兼有加固的作用，可防止水流的冲刷、冲n击和淘空。击和淘空。n干旱地域的路基坡面防护：主要目的在于防止风蚀干旱地域的路基坡面防护：主要目的在于防止风蚀n或积沙。或积沙。n坡面防护设备，本身不接受外力作用，必需求求坡坡面防护设备，本身不接受外力作用，必需求求坡n面岩土整体稳定。面岩土整体稳定。n坡面防护的前提：要求路基应有适宜于边坡坡面防护的前提：要求路基应有适宜于边坡土质的断面方式及稳定边坡坡度。土质的断面方式及稳定边坡坡度

8、。n坡面防护设备有：植物防护生命防护和坡面防护设备有：植物防护生命防护和矿料防护无机物防护矿料防护无机物防护一、植物防护一、植物防护n 植物防护可美化路容，协调环境，依托成活植物的兴隆根系，深化土层，使表土固结。植物根、茎、叶可以调理表土的湿度，阻滞地表迳流，防止或减缓冲刷，防洪保堤。不同的植被，还可起到交通诱导、平安、防眩、吸尘、隔音作用。n 植物防护包括植草、铺草皮和植树主要适用于较缓的土质或严重风化的岩质边坡。n植物防护的原理：n 依托比较兴隆的根系，深化土层，使表土固结；n 植物茎叶覆盖坡面，可以调理表土的湿度，坚持湿n润，防止扬尘风蚀；n 植被阻滞地面迳流，阻止冲刷，有利水土坚持。1

9、、植被防护、植被防护n1 1种草种草n1 1运用条件运用条件n 种草防护适用于边坡稳定，不浸水或短期浸水但地面径流速种草防护适用于边坡稳定，不浸水或短期浸水但地面径流速度不超越度不超越0.6m/s0.6m/s，坡面冲刷细微，且易于草类生长的土质路堤与，坡面冲刷细微，且易于草类生长的土质路堤与路堑边坡，用以防止外表水土流失，固结表土，加强路基的稳定路堑边坡，用以防止外表水土流失，固结表土，加强路基的稳定性，路基边坡不宜陡于性，路基边坡不宜陡于1 1：1 1。n2 2本卷须知本卷须知: :n 选用草种应留意当地的土壤和气候条件，通常以容易生长、选用草种应留意当地的土壤和气候条件，通常以容易生长、根

10、部兴隆、叶茎低矮、枝叶茂密或有匍匐茎的多年生草种为宜，根部兴隆、叶茎低矮、枝叶茂密或有匍匐茎的多年生草种为宜，常用的有白茅草、毛鸭嘴、鱼肩草等，最好采用几种混合播种，常用的有白茅草、毛鸭嘴、鱼肩草等，最好采用几种混合播种，使之生成一个良好的覆盖层。使之生成一个良好的覆盖层。n 种植时草籽宜掺砂或与土粒拌和，使之播种均匀，播种时种植时草籽宜掺砂或与土粒拌和，使之播种均匀，播种时间以气候暖和、温度较大的季节为宜间以气候暖和、温度较大的季节为宜2 2铺草皮铺草皮n1 1运用条件运用条件n 路基坡面上铺草皮路基坡面上铺草皮防护，其作用与种草防护一防护，其作用与种草防护一样，前者更适宜于当地有足样，前者

11、更适宜于当地有足够的供挖取运用的草皮地段，够的供挖取运用的草皮地段，但在边坡较高陡和坡面冲刷但在边坡较高陡和坡面冲刷较严重的地方，铺草皮比种较严重的地方，铺草皮比种草防护收效快，因此铺草皮草防护收效快，因此铺草皮适用于需求快速绿化，且坡适用于需求快速绿化，且坡率缓于率缓于1 1：1 1的土质边坡和严的土质边坡和严重风化的软质岩石边坡。重风化的软质岩石边坡。n2 2本卷须知本卷须知: :n 草皮应选用根系兴隆、茎矮叶茂的耐旱草种，草皮应选用根系兴隆、茎矮叶茂的耐旱草种，干枯、腐朽及喜水草种不宜采用，泥沼地域草皮禁用。干枯、腐朽及喜水草种不宜采用，泥沼地域草皮禁用。n 铺草前应将边坡外表挖松整平，

12、如有地下水露铺草前应将边坡外表挖松整平，如有地下水露头，应做好排水设备。头，应做好排水设备。n 铺草皮应在春季或初夏，枯燥地域应在雨季进铺草皮应在春季或初夏，枯燥地域应在雨季进展，不宜在冰冻或解冻时期施工。展，不宜在冰冻或解冻时期施工。n 路堑边坡铺草皮时，应铺过路堑顶部路堑边坡铺草皮时，应铺过路堑顶部1 m1 m或铺至或铺至截水沟边。截水沟边。n 每块草皮钉每块草皮钉2 24 4个竹尖或木尖桩，使草皮与坡个竹尖或木尖桩，使草皮与坡面固结，边坡缓于面固结，边坡缓于1 1：1.51.5时，可不钉桩。时，可不钉桩。3 3植树植树n 植树适用于坡率缓于1：1.5的边坡防护，或在边坡以外的堤岸及河漫滩

13、外，用以降低流速。多排林带还可改动水流方向，在沙漠与雪害地域，可起到阻沙防雪作用。树种应选用能迅速生长且根深枝茂的低矮灌木类。公路弯道内侧边坡严禁栽植高大树木。2 2、 三维植被网防护三维植被网防护n 三维植被网防护适用于砂性土、土夹石及风化岩石边坡，且坡率缓于1：0.75的边坡防护。三维植被网中的回填土采用客土或土、肥料及含腐殖质土的混合物。三维网可采用EM3工网垫三层。n 湿法喷播是一种以水为载体的机械化植被建植技术。它采用专门的设备喷播机施工。种子在较短时间内萌芽、生长成株、覆盖坡面，到达迅速绿化、稳定边坡的目的。湿法喷播适用于土质边坡、土夹石边坡、严重风化岩石且坡率缓于1：0.5的路堑

14、和路堤边坡及中央分隔带、立交桥、效力区及弃土堆绿化防护。二、骨架植物防护 n 骨架植物防护是指对于无法直接采用植物防护的路基边坡，采用浆砌片石或钢筋混凝土在坡面上构成框架，并结合铺草皮、三维植被网、土工格栅、喷播植草、栽植苗木等方法构成的一种护坡技术。骨架植物防护主要用于土质或强风化岩石边坡的防护，防止边坡受雨水侵蚀，防止土质坡面上产生沟槽。n1. 浆砌片石或水泥混凝土骨架植草护坡n 适用于缓于1：0.75的土质和全风化岩石边坡。当坡面受雨水冲刷严重或潮湿时，坡度应缓于1：1。骨架的方式有方格形、拱形、人字形等，应视边坡坡率、土质和当地情况确定骨架方式，并与周围景观相协调。骨架防护可采用混凝土

15、、浆砌片块石、卵砾石等做骨架，骨架内应采用植物等辅助防护措施。三、工程防护三、工程防护n 工程防护采用砂石、水泥、石灰等矿质资料进展坡面防护。主要采用隔离原理防止风化。n 圬工防护包括喷护、锚杆挂网喷浆、浆砌片石护坡及护面墙等，适用于路堤的主要是砌石护坡。1、护坡、护坡n 浸水部位坡面、土质路堑边坡下部的部分，以及桥涵附近坡面，可采用砌石护坡。砌石防护可分为干砌和浆砌两种。n n 易蒙受雨、雪、水流冲刷的较缓土质边坡，风化较重的软质岩石边坡，受水流冲刷较轻的河岸和路基，均可采用干砌片石护坡。这些边坡应符合路基边坡稳定要求，坡度需缓于1：1.25。干砌片石护坡普通有单层铺砌、双层铺砌和网格内铺石

16、等几种，流速较大时宜采用网格内铺石的防护。单层铺砌厚度为0.250.35m，双层铺砌的上层为0.250.35m，下层为0.150.25m。n 砌石防护应先在片石下面设置0.10.15m厚的碎砾石或砂砾垫层；然后由下而上平整铺砌片石，片石应逐块嵌紧且错缝，并用砂浆勾缝，以防渗水。石砌护脚处应设置墁石根底。在无河水冲刷时，根底埋置深度普通为铺砌厚度的1.5倍，在根底较深时，可设计为堆石垛或石墙根底。当受水流冲刷时，根底应埋置于冲刷线下0.51.0m处，或采用石砌深根底。n 浆砌片石护坡适于坡度缓于1：1的易风化岩石和土质边坡，其厚度不宜小于0.25m，砂浆强度等级不应低于M5，用于冲刷防护时，根据

17、流速大小或波浪大小确定，最小厚度普通不小于0.35m。浆砌片石防护较长时，应在每隔1015m处设置伸缩缝，缝宽约2cm，缝内填塞沥青麻筋或沥青木板等资料。护坡的中下部应设泄水孔，以排泄护坡反面的积水以减少浸透压力。2 2、喷护、喷护n 喷浆施工简便，效果较好，适用于易风化但未遭强风化的岩石挖方边坡，挖方坡率需缓于1：0.5，厚度普通为510cm。喷浆的水泥用量较大，重点工程可选用。喷浆防护厚度不宜小于50mm，采用的砂浆强度不应低于M10；放射混凝土防护厚度不宜小于80mm，混凝土强度不应低于C15。对坡面较陡或易风化的坡面，可以在喷浆前先铺设加筋资料，加筋资料可以用铁丝网或土工格栅，n喷浆坡

18、面应设置排水孔和伸缩缝。3 3、锚杆挂网喷浆混凝土、锚杆挂网喷浆混凝土n 锚杆挂网喷浆混凝土适用于坡面为碎裂构造的硬质岩石或层状构造的不延续地层以及坡面岩石与基岩分开并有能够下滑的挖方边坡。锚杆应嵌入稳定基岩内，锚固深度应根据岩体性质确定。钢筋网放射混凝土挂网锚喷支护厚度不应小于100mm，亦不应大于250mm。钢筋维护层厚度不应小于20mm，钢筋网可采用15cm15cm网格,铁丝直径采用4.06mm。挂网锚喷构造图所示。4 4、护面墙、护面墙n 护面墙是浆砌片石的坡面覆盖层，紧贴坡面建筑，适用于 防护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

19、：0.5，并应符合极限稳定边坡的要求。单级高度不宜超越10m，并应设置伸缩缝和泄水孔，如下图。护面墙厚度尺寸的设定可参考表。n 封面防护适用于坡面较枯燥、未经严重风化的各种易风化而外表平整的岩石边坡，但不适用于煤系岩层及成岩作用很差的红色粘土岩组成的边坡。抹面防护运用年限为810年，高速公路路基边坡不宜采用抹面防护。封面厚度不宜小于30mm，表层可涂软化点稍高于当地气温的沥青维护层。n 捶面防护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，运用年限为1015年。高速公路路基边坡不宜采用捶面防护。捶面宜采用等厚截面，其厚度不宜小于100mm。注注 意意n 工程防护存在的

20、主要问题是与周围环境不工程防护存在的主要问题是与周围环境不协调，道路景观差，应尽量少用，尤其是不宜协调，道路景观差，应尽量少用，尤其是不宜采用锚杆挂网喷浆。假设要采用工程防护时，采用锚杆挂网喷浆。假设要采用工程防护时，应加强其细部处置设计，留意与周围自然环境应加强其细部处置设计，留意与周围自然环境和当地人文环境的交融，并在边坡碎落台、平和当地人文环境的交融，并在边坡碎落台、平台上种植攀藤植物，或者采用岩面植生等措施台上种植攀藤植物，或者采用岩面植生等措施在外表覆盖绿化，以减少对周围环境的影响。在外表覆盖绿化，以减少对周围环境的影响。第三节第三节 冲刷防护冲刷防护n一、直接防护n 为了防止流水直

21、接危害沿河、滨海路堤以及有关海河堤坝护岸的堤岸边坡和坡脚，必需采取一定的防止冲刷的措施。n1植物防护n2砌石或混凝土护坡n3抛石4石笼图3.12石笼的方式n5浸水挡土墙n6土工膜袋n 土工膜袋是一种双层织物袋，袋中充填流动性混凝土或水泥砂浆或小粒径石料混凝土，凝固后构成高强度和高刚度的硬结板块，适用于允许流速23m/s的沿河路基防护。土工膜袋可用于替代干砌块石、砂浆块石等建筑堤坡、堤脚，构筑丁坝、堤坝主体，还可以用于堤坝崩塌、江河崩岸险情的抢护。直接防护小结直接防护小结n 直接防护指对河岸或路基边坡所采取的直接加固措施。n 目的：抵抗水流的冲刷和淘刷作用。n 特点：尽能够不干扰或很少干扰原来的

22、水流性质，对防护地段的上下游及河对岸影响细微，要求防护措施的本身应有足够强度和稳定性。是被动式防护。n 适用条件：水流速度较缓，流向与堤岸接近平行或在宽阔的河滩、凸岸、台地边缘等水流破坏作用较弱地段优先选用。n直接防护包括：植物防护、石砌防护或抛石与石笼防护，以及必要时设置的支挡驳岸等。n植物防护、石砌防护，要求高；n抛石：适用于水流方向较平顺，无严重部分冲刷而被水浸的路堤边坡和河岸；n石笼：适用于受洪水急流冲刷和风浪侵袭的地段；n浸水挡土墙：在峡谷急流地段，为防止路基挤占河床。n二、间接防护二、间接防护n 设置导治构造物可改动水流方向，消除和减缓水设置导治构造物可改动水流方向，消除和减缓水流

23、对堤岸直接破坏，同时可减轻堤岸近旁淤积，彻底流对堤岸直接破坏，同时可减轻堤岸近旁淤积，彻底解除水流对部分堤岸的损害作用，起平安维护作用。解除水流对部分堤岸的损害作用，起平安维护作用。导治构造物是桥涵和路基的重要附属工程，由于涉及导治构造物是桥涵和路基的重要附属工程，由于涉及水流改向，影响范围较大，工程费用亦较高，务必慎水流改向，影响范围较大，工程费用亦较高，务必慎重。用于防护堤岸的改河工程，普通限于小型工程，重。用于防护堤岸的改河工程，普通限于小型工程，如裁弯取直、挖滩改道、去除孤石等，可在小河的部如裁弯取直、挖滩改道、去除孤石等，可在小河的部分段落上进展。分段落上进展。n 导治构造物主要是设

24、坝，按其与河道的相对位置，普通可分为丁坝、顺坝或格坝。导治构造物的布置，应综合思索河道宽窄、水流方向、地质条件、防护要求、资料来源、施工条件和工程经济等，要综合思索，全面治理，要防止河床过多紧缩，或因水位提高和水流改向，而危害河对岸或附近地段的农田水利、地面建筑及堤岸等。间接防护小结间接防护小结n 间接防护采用导流或阻流的方法，改动水流性质或者迫使主流流向偏离被防护的路段；可减小流速，缓和水流对被防护路段的作用；改动河槽冲刷和淤积部位；以及必要时改动河道等措施均属于间接防护。n 特点：间接防护建筑物均侵占一部分河床断面，因此不同程度上紧缩和紊乱原来的水流，使得冲刷部位遭到特别剧烈的冲刷和淘刷作

25、用，因此这部分应有比较巩固的加固措施。自动防护或转移冲刷目的。n设备：丁坝、顺坝或格坝改河。n丁坝挑水坝：坝根与河岸相衔接，坝头伸向河槽，与水流成一角度。n作用：将水流挑离河岸或路基，改善流态。n顺坝导流坝：坝根与河岸相衔接，坝身与导流线根本重合。n作用：导流、束水、调整流水曲线，改善流态。n格坝：在平面上成网格状，设与顺坝与堤岸之间。n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。第四节第四节 地基加固地基加固n 地基加固指提高湿软地基的承载才干的措施。n在路堤设计时应思索：n1.地基的承载力能否足以保证路堤的稳定性；n2.由紧缩性土的固结变形而引起的路堤沉降沉降量和n沉降

26、速率能否影响路基路面构造的正常运用及其使n用寿命。n 为提高路堤稳定性或减少沉降量或加速固结，需n要采取的地基处置措施。n 进展路堤稳定性或沉降分析以及选择地基处置措施n应思索：n1.地基条件地层的生成类别、成层形状、排水n条件、各土层的土性目的物理特性、固结特性n和强度特性；n2.施工条件路堤外形、工程进度要求、填料性n质、沿线环境和用地限制等；n3.道路条件道路性质、允许剩余沉降量和要求n的平安系数等。n地基处置方法分类：n1.沉降处置包括加速固结沉降和减小总沉降量两方面：n 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。n 减小总沉降量可采用挤实砂桩、石灰或水泥桩、换填好土等方法。n2.稳定处置采用换填土、反压护道、挤实砂桩、石灰或水泥桩等措施添加抗滑阻力。一、换填土法一、换填土法n换填土法用好土强度较高和透水性好的资料全部或部分交换软土的方法。n作用：提高地基的承载力和降低沉降量。n施工方法：开挖和强迫挤出。n开挖方法：n全部开挖换填在路堤全宽范围内将需求处置的软土层挖除，并置换以好土。适用于软土层厚度为3m以内，路堤需在短期内填筑完成的情况。n部分开挖换填仅挖除表层最脆弱部分的软土，换填以好土，使沉降量减少到可接受程度挖填深度为2m以内。n强迫换填法利用路堤填土重力将软土从路堤下向两侧或前方挤出；或者将炸药装入软土层内，经过爆破将软