地基加固之软土地基处理ppt版（共55）

路基防防护与与加固固路桥工工程施施工主讲老老师：：刘永永权一、防防护护与加加固的的意义义意义在于防防止路路基病病害、、保证证路基基稳固固、改善环环境、、保护护生态态平衡衡、美美化路路容、、提高公公路的的使用用品质质。第一节节概概述二、路路基防防护与与加固固的设设施按其作作用不不同，，可分分为边边坡坡坡面防防护、、冲刷刷防护护、支支挡建建筑物物及湿湿软地地基加加固四大类类。1、坡面面防护护：指为为防护护边坡受受冲刷刷在坡面上上所做做的各各种铺铺砌和和栽植植的总总称。。主要防防护易易受自自然因因素影影响而而破坏坏的土土质与与岩石石边坡坡。常用类类型有有：植物防防护--又称为为“生生命””防护护--土质为为主砌石防防护--““无机””防护护--石质路路堑为为主第一节节概概述2、冲刷刷防护护（沿河河路堤堤河岸岸）：：用于于防护护水流对路基基的冲冲刷与与淘刷刷，可可分为为直接接防护护和间间接防防护两两类。。直接防防护类型有有植物物防护护、铺铺石、、抛石石、石石笼等等。间接防防护：指设设置导导治结结构物物，如如丁坝坝、顺顺坝、、防洪洪堤、、拦水水坝等等，必必要时时疏浚浚河床床、改改变河河道，，以改改变流流水方方向，，避免免减缓缓水流流对路路基的的直接接破坏坏作用用。第一节概概述二、路基防防护与加固固的设施3、支挡建筑筑物：用以防止止路基变形形或支挡路路基本体或或山体的位位移，以保保证其稳定定性。类型有：路路基边坡支支撑（挡土土墙、土垛垛、石垛及及其他构造造物）、堤堤岸支挡（（沿河驳岸岸、浸水挡挡土墙）。。驳岸与浸水水挡墙的区区别在于前前者防水作作用，后者者既防水，，又支挡路路基的土侧侧压力。4、湿软地基基加固：用各种有有效方法处处治含水量量高、空隙隙比大、承承载力低的的湿软地基基，以防路路基沉陷、、滑移或发发生其他病病害。方法有：换换填土、碾碾压夯实、、排水固结结、振动挤挤密、化学学加固、土土工格栅。。第一节概概述二、路基防防护与加固固的设施一、植物防防护（适宜宜处应优先先采用）主要适用于于允许流速速小于1.2~1.8m/s的季节性水水流冲刷及及较缓的土质边坡，依靠植物物的发达根根系，深入入土层，使使表土固结结。1、种草适用于边坡坡不陡于1:1.0的草类生长长的土质边边坡，其表表面的水径径流速度应应低于0.6m/s。边坡坡度度在1:1.0~1:2.0时也可种草草，但应采采取固定草草种布或网网格固定撒撒种等方法法。选用根系发发达、茎干干低矮、枝枝叶茂盛、、生长力强强、多年生生长的草种种，并尽量量采用几种种草籽混种种。第二节坡坡面防护拱圈植草1拱圈植草22、铺草皮适用于边坡坡较陡、冲冲刷严重、、表面水径径流速度在在0.6m/s~1.8m/s之间时不宜宜种草、附附近草皮来来源较易地地区的路基基。铺前应将坡坡面整平，，必要时可可加铺6~10cm种植土层。。应根据情况况按平铺、、水平叠置置、垂直坡坡面叠置、、斜叠置、、方格网式式等不同方方法铺草皮皮，必要时时可先浆砌砌防护，在在浆砌内部部铺草皮，，以减小水水流冲刷。。一、植物防防护第二节坡坡面防护草坡防护示示意图a)平铺平面；；b)平铺剖面；；c)水平叠铺；；d)垂直叠铺；；e)斜交叠铺；；f)网格式3、植树主要用于堤堤岸边的河河滩、沙漠漠及雪害地地区的防护护林等情况况，主要起起到以下作作用：1）降低河滩滩水流速度度及改变水水流方向2）防风固沙沙3）防雪等作作用低等级公路路也可在路路两侧进行行植树，以以起到固土、降尘尘、绿化、、诱导视线线等作用。植树品种以以根系发达达、枝叶茂茂盛、生长长迅速的低低矮灌木为为主。一、植物防防护第二节坡坡面防护1、砌石防护护为防止地面面径流或河河水冲刷，，公路填方方边坡、沿沿河路堤浸浸水部位坡坡面、土质质路堑边坡坡下部的局局部，以及及桥涵附近近坡面采用用。分为干砌和和浆砌。干砌片石护护坡适用于易受受水流侵蚀蚀的土质边边坡、严重重剥落的软软质岩石边边坡、周期期性浸水及及受水流冲冲刷较轻（（流速小于于2~4m/s）的河岸或或水库岸坡坡的坡面防防护。有单层与双双层之分。。浆砌片石护护坡适用于防护护流速较大大(3~6m/s)、波浪作用用较强、有有流冰、漂漂浮物等撞撞击的边坡坡。二、工程防防护第二节坡坡面防护砌石防护a)、b)单层；c)、d)双层(图中H为干砌石垛垛高度，约约20～30cm,h为护面厚度度，大于20cm)2、抹（捶））面与勾缝缝抹面适用于于坡面较干干燥、未经经严重风化化的各种易易风化的软软质岩石挖挖方边坡。。材料可采用用石灰炉渣渣灰浆、石石灰炉渣三三合土或水水泥石灰砂砂浆等，可可分片或满满布。抹面面的厚度宜宜为30~70mm。抹面的边坡坡坡度不受受限制，但但不能担负负荷载，亦亦不能承受受土压力。。勾缝适用于于质地坚硬硬、水易风风化但节理理裂缝多而而细的岩石石边坡，以以防水分渗渗入岩层内内造成病害害。二、工程防防护第二节坡坡面防护3、灌浆与喷浆浆灌浆适用于于质地坚硬硬、局部存在较较大、较深深的缝隙或或洞穴，并并有进一步步扩展而影影响边坡稳稳定性的岩岩石路堑边边坡。目的是借助助灰浆的粘粘结力把裂裂开的岩石石粘在一起起，增强整整体性并防防止风化引引起更大的的破坏，以以保证边坡坡稳定。喷浆适用于于易风化且且坡面平整整的岩石坡坡面，一般般厚度在5~10cm，形成一个个保护层，，阻止面层层风化，防防止边坡剥剥落与碎落落。喷浆可可用水泥砂砂浆或水泥泥石灰砂浆浆。二、工程防防护第二节坡坡面防护4、锚杆挂网网喷浆（混混凝土）防防护适用于坡面面为碎裂结结构的硬质质岩石或层层状结构的的不连续地地层以及坡坡面岩石与与基岩分开开并有可能能下滑的挖挖方边坡。。先钻孔、安安装锚杆、、灌浆；然然后挂上纤纤维网柱或或钢丝网柱柱；最后用用高压泵射射喷厚度4~6cm的C20混凝土。二、工程防防护第二节坡坡面防护5、护面墙护面墙适用用于易风化化或严重风风化破碎，，容易产生生碎落坍方方的岩石路路堑边坡或或易受冲刷刷、膨胀性性较大的不不良土质路路堑边坡。。目的使边坡坡免受自然然因素的影影响，防止止雨水下渗渗，以保护护边坡。与挡墙的区区别：不承承受土侧压压力。每隔10~15m应设置20mm宽伸缩缝一一道（沥青青麻筋填塞塞），并每每隔2~3m交错设置泄泄水孔，孔孔径100mm，孔后设砂砂砾反滤层层。其构造造与布置如如下图所示示：二、工程防防护第二节坡坡面防护护面墙示意意图清江水布垭垭三友坪岩岩石边坡护护坡绿化工工程

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施工后效果三峡工程下下岸溪料场场岩石边坡坡护坡绿化化工程原始坡面施施工后效果果清江高坝洲洲电站岩石石边坡防护护绿化工程程

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施工后效果三峡工程142平台开挖边边坡防护绿绿化工程

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施工后效果清江水布垭垭1#公路岩石边边坡护坡绿绿化工程

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施工后效果清江水布垭垭13#公路岩石边边坡护坡绿绿化工程

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施工后效果治理滑坡的的锚固技术术——SSL永久地锚治理滑坡的的锚固技术术——SSL永久地锚全新嵌合结结构缩短固定长长度永久扎根于于大地增强锚固作作用节省经费开开支边坡防护技技术——Q&S框架框架正面框架侧面土质边坡绿绿化工程边坡整平绿化植生带带的铺设绿色边坡坡面草皮绿绿化技术绿化前施肥与铺网网喷播作业绿化工程完完成后框架式绿化化技术铺网与锚固固作业水泥喷浆作作业绿化物料喷喷锚作业一、直接接防护直接防护是是在稳定的的边坡上直直接加固的的一种措施，其特特点是不干干扰或很少少干扰原来来的水流性质。有：植物防防护（已讲讲）石砌防护（（已讲）抛石防护水水流速速度在3.0m/s~5.0m/s石笼防护水水流速速度大于5.0m/s支挡防护第三节冲冲刷防护1、植物防护护与石砌防防护植物防护与与石砌防护护，同坡面面防护所述述基本类同同，但堤岸岸的防冲刷刷主要原因因是洪水急急流，水位位变迁不定定，水流速速度较大，，相应的要要求更高。。盛产石料料的地区，，当水流速度度达到3.0m/s或更高时，，植树与石石砌防护无无效时，可可采用抛石石防护。当水流速度度达到或超超过5.0m/s时，则改用用石笼防护护，也可就就地取材，，用竹笼或或梢料防护护．必要时时可以采用用土工织物物软体沉排排护坡。一、直接接防护第三节冲冲刷防护2、抛石防护护抛石防护，，是指为防防止河岸或或构造物受受水流冲刷刷而抛填较较大石块的的防护措施施。类似在坡脚脚处设置护护脚，亦称称抛石垛。。抛石不受气气候条件限限制，路基基沉实以前前均可施工工，季节性性浸水或长长期浸水亦亦均可用。。抛石垛的边边坡坡度，，不应陡于于抛石浸水水后的天然然休止角。。石料粒径视视水深与流流速而定，，一般为30-50cm。一、直接接防护第三节冲冲刷防护石笼是指为为防止河岸岸或构造物物受水流冲冲刷而设置置的装填石石块的笼子子。用铁丝编织织成框架，，内填石料料，设在坡坡脚处，以以防急流和和大风浪破破坏堤岸，，也可用来来加固河床床，防止淘淘刷。3、石笼防护护一、直接接防护第三节冲冲刷防护1、间接防护护类型有导流坝、防防护林带及及改河道等。2、导流结构物物有丁坝、顺顺坝、格坝坝及必要的的改河工程程。3、设置导治治结构物可可改变水流流方向，消消除和减缓缓水流对堤堤岸直接破破坏．同时时可减轻堤堤岸近旁淤淤积，彻底底解除水流流对局部堤堤岸的损害害作用，起起安全保护护作用。4、导治结构构物的布置置，应综合合考虑河道道宽窄、水水流方向、、地质条件件、防护要要求、材料料来源、施施工条件和和工程经济济等．要综综合考虑，，全面治理理，要避免免河床更多多压缩，或或因水位提提高和水流流改向，而而危害河对对岸或附近近地段的农农田水利、、地面建筑筑及堤岸等等二、间接接防护第三节冲冲刷防护5、顺坝大致与堤岸岸平行，主主要作用为为导流、束束水、调整整流水曲度度、改善流流态。顺坝坝亦称导流流坝。6、格坝在平面上呈呈网格状，，设于顺坝坝与堤岸之之间，防止止高水位时时水流溢入入冲刷坝内内岸坡和坡坡脚，并促促进格间的的淤积。7、丁坝大致与堤岸岸垂直或斜斜交，将水水流挑离堤堤岸，束河河归槽，改改善流态。。丁坝亦称称挑水坝。。二、间接接防护第三节冲冲刷防护导流结构物物综合布置置图例l一顺水坝；；2－格坝；3一挑水坝(丁坝)；4－拦水坝；；5一导流坝；；6一桥墩；7－路中线导流结构物物的布置的的关键在于于合理设计导导治线，符合预定定的河轴线线和河岸线线要求，亦亦取决于选选择导治水水位，不致致出现不利利的冲刷情情况。导治治线与导治治水位，应应依据对于于水流和河河岸、河床床地形、地地质情况、、水流对上上下游对岸岸的影响等等因素，综综合分析和和设计计算算而定。顺坝与丁坝坝均用石块块修建成梯梯形横断面面．坝体分分为坝头、、坝身和坝坝根三个组组成部分，，横断面尺尺寸依构造造要求、施施工条件和和使用需要要而定，并并应进行稳稳定性计算算。公路工程程中的改河，主要目目的是：：将直接接冲刷路路基的水水流引向向旁处；；路基占占用河槽槽后，需需要拓宽宽河道；；挖滩改改河，清清除孤石石，改移移河道，，以保护护路基；；裁弯取取直，有有利布置置路线或或桥涵。。这些措措施，如如经过论论证可行行，确有有必要且且效益高高时，方方可通过过设计计计算，最最后实施施。导流结构构物的布布置要求求第三节冲冲刷防防护◆地基加固固的作用用及方法法1、作用1）考虑使使路基保保持稳定定2）使路基基沉降均均匀且沉沉降量小小2、地基加加固的主主要方法换填土层层法碾压夯实实法排水固结结法挤密法化学加固固法土工合成成材料加加固法第四节地地基加加固1、换填素素土（或或灰土））2、换填砂砂3、砂垫层层砂垫层的的作用，可提高高承载力力，减少少沉降量量，加速速软弱土土层的排排水因结结，防止止冻胀．．消除膨膨胀土的的胀缩作作用，亦亦可处理理暗穴。。砂垫层层的作用用，因工工程性质质而有所所不同，，对路基基而言，，主要是是排水因因结，素素土(或灰土)垫层，可可以消除除湿陷性性黄土3.0m深度范围围内的湿湿陷性。。砂垫层厚度，一般在在0.6~1.0m之间，太太厚施工工难，太太薄效果果差。砂砂料以中中粗砂为为宜，要要求级配配良好，，颗粒的的不匀系系数不大大于5，含泥量量不超过过3％~5％。第四节地地基加加固一、换换填法砂垫层的的材料及及构造要要求：1）砂我们在施施工中一一般采用用级配良良好的、、质地坚坚硬的天天然河砂砂。为了了保证基基底土质质良好渗渗透性，，不宜使使用含有有淤泥杂杂质的土土方砂。。2）碎石石充砂我们在工工程施工工中通常常采用10～40的普通碎碎石，施施工时，，为防止止含尘过过多，可可事先冲冲洗干净净后，再再与粗砂砂混合搅搅拌均匀匀使用，，砂∶石石一般为为3∶7。3）构造造要求砂石垫层层是以置置换有可可能被剪剪切破坏坏的软弱弱地基土土质，从从而提高高地基承承载能力力，所以以它的构构造要有有一定的的厚度；；同时还还应有足足够的宽宽度，以以防止向向垫层两两侧挤出出。第四节地地基加加固一、换换填法砂垫层的的施工要要求：1）砂石石均需机机械伴和和均匀后后方可分分层夯填填；2）施工工前要统统一放置置标高及及清除干干净基底底的杂草草浮土，，同时应应严禁搅搅动下卧卧层及周周边土质质层；3）为防防止下雨雨造成边边坡塌方方，施工工作业前前应在基基坑内及及四周做做好排水水措施，，从而确确保边坡坡稳定；；4）如基基底尚存存在较小小厚度淤淤泥质土土，为防防止碾压压时冒出出泥浆或或脱层，，可在施施工前往往该处抛抛石挤密密，或将将基层压压入置换换再作底底层；5）应分分层分级级夯铺，，每层铺铺设厚度度应小于于300mm，如采用大型型碾压机械，，其铺设厚度度可控制在500mm以内。第四节地基基加固一、换填法法1、重锤夯实重锤夯实法加加固地基，可可提高地基表表层土的强度度。对湿陷性性黄土，可降降低地表的湿湿陷性，对杂杂填土．可减减少表层土的的强度不均一一性。重锤夯夯实法适用于于地下水位0.8m以下稍湿的一一般粘性土、、砂土、湿陷陷性黄土、杂杂填土等。重重锤夯实法，，一般以钢筋筋混凝土制成成截头圆锥体体(底部垫钢板)，重量宜1.5t或稍重，锤底底直径为1~1.5m，起重设备的的能力为8~15t，落距高一般般为2.5~4.5m。重锤的夯击击遍数，一般般以最后两次次的平均夯沉沉量不超过规规定值来控制制，即一般粘粘性土和湿陷陷性黄土为1~2cm。第四节地基基加固二、夯实法法2、强夯在重锤夯实法法的基础上，，经过研究和和实践，仍年年代末期出现现所谓强夯法法，亦称动力力固结法，它它足以8~12t(其至20t)的重锤，8~20m落距(最高达40m)，对土基进行行强力夯击，，利用冲击波波和动应力，，达到土基加加固的目的。。此项新技术术出现，迅速速在国际上得得到广泛运用用，效果十分分显著，我国国亦正在研究究和运用。第四节地基基加固二、夯实法法排水固结是运运用堆载预压压，挤出土中中的过多含水水，达到挤紧紧土粒和提高高强度的目的的。为了缩短短预压时间，，加设砂井竖向排水通道道或铺设砂垫垫层，效果甚甚好。排水固固结法的实际际效果，取决决于土层固结结特性、厚度度、预压荷载载和颈压时间间。1、排水堆载预预压法1）塑料排水板板或砂井2）砂垫层或连连通的排水砂砂沟3）堆载预压（（一般堆载、、等载、超载载）2、降水预压法法3、真空预压法法砂井堆载须压压，需进行地地基因结计算算，以确定加加载以及秒井井布置的有关关数据。一般般情况下、加加载量大致与与设计荷载接接近，预压至至80％固结度。砂砂井直径多为为8~10cm，间距大约是是直径的6~8倍。砂井长度度应穿越地基基可能的滑动动面，井长如如能穿越主要要受压层，对对沉降有利，，如果软土层层较浅，有透透水性下卧层层，则井长深深入透水层，，对排水固结结更有利。为为加速排水．．缩短固结时时间，在设置置竖井的同时时，可加设井井顶砂垫层或或纵横连通砂砂井的排水砂砂沟，砂垫层层厚度约0.5~1.0m。第四节地基基加固三、排水固固结法1、砂桩孔中灌砂，形形成砂桩，它它与砂井相比比，形式相仿仿，但作用不不同。砂井的的作用是排水水因结，并径径较小而间距距较大；砂桩桩的作用是将将地基土挤紧紧，井径较大大，而间距宜宜小。砂井适适用过湿软土土层，而砂桩桩适用于处理理松砂、杂填土土和粘粒含量量不大的普通通粘性土，亦可有效地地防止砂土基基底的振动液液化。饱和软软粘土的渗透透性较小、灵灵敏度较大，，夯击过程中中土内产生的的超孔隙压力力不易迅速扩扩散，砂桩的的挤密效果较较差，甚至能能破坏地基土土的天然结构构。2、石灰桩：孔中填石灰而而成灰桩，用用于挤密软土地层，是近年来在在国外广泛应应用的一种新新方法。石灰灰桩主要作用用是挤密，而而生石灰的吸吸水、膨胀、、发热及离子子交换作用、、使枉体硬化化，改善了原原地基土的性性质，此外还还可减小因周周围土的蠕变变所引起的侧侧向位移。利利用石灰桩加加固软土地基基，关键在于于石灰柱在地地下水中能否否结硬，试验验表明：水中中含有酸根是是石灰桩结硬硬的基本条件件。第四节地基基加固四、挤密桩法法利用化学溶液液或胶结剂，，采用压力灌灌注或搅拌混混合等措施，，使土颗粒胶胶结起来，达达到对土基加加固的目的，，称为化学加加固法，又称称胶结法。此此法加固效果果取决于土的的性质和所用用化学剂，也也与施工工艺艺有关。目前化学溶液液主要有：(1)以水玻璃溶液为主的浆浆液，其配方方较多，常用用的是水玻璃璃浆液和氯化化钙浆液配合合使用，价格格昂贵，使用用受到限制。。(2)以丙烯酸氨为主的桨液，，我国研制的的丙强是其中中一种。加固固效果较好，，因价高亦难难以广泛采用用。(3)水泥浆溶液，是由高高标号的硅酸酸盐水泥，配配以速凝剂而而组成的浆液液。水泥浆液液加固目前使使用较多，一一般采用压力力灌注或搅拌拌混合措施，，后者使用较较普遍，使用用旋喷工艺。。(4）以纸浆溶液为主的桨被，，如重铬酸盐盐木质素和木木铵，加固效效果好，但有有毒性，且易易污染地下水水。第四节地基基加固五、化学加固固法第四节地基基加固六、液化地基基处理1、造成地基液液化的内在条件：（1）土粒为无粘粘性或低粘性性，且结构松松散的土。（2）地下水位过过高且丰富，，土处于饱和和状态。（3）土中排水条条件校差，超超静空隙压力力不易消散。。2、液化地基常用处理防治治措施：（1）强夯法；利利用2～3t的重锤，一般般能获得1.2～1.8m深的夯实上，，在此层内土土的干密度达达1.5g/cm3，能消除地基基直接持力层层的湿陷性，，效果较好，，被广泛应用用。（2）灌浆法：将将水泥注入粉粉土或粉细砂砂土中，可以以解决砂土的的液化问题。。（3）高压喷射法法：是用旋转转及高压喷射射的措施，将将水泥注入土土粒空隙中，，并与土混合合成一体。以以解决砂土的的液化问题。。液化地地基上路基加加固处理除以以上三种方法法外，还有振振冲法、桩基基法、电动化化学灌浆法等等方法。在工工程中利用哪哪种方法，应应视具体地质质条件而定。。第四节地基基加固七、软土地基基处理软土包括淤泥质土土、泥炭、呈呈软塑与流塑塑状态的粉土土和粉质土、、松散的粉细细砂等天然土土层、以及初初始回填时未未经夯（压））实的、或者者以含有大量量腐殖质土料料的杂填土、、土质软弱和和龄期较短的的冲填土等人人工填土。软土地基具有有沉降大且不均均匀、沉降速速度大、沉降降稳定历时较较长。软土地基上上，当沉降和和稳定不能满满足要求，且且采用桩基，，沉井等深基基础在技术上上又不可取时时，对软土