地基加固七软土地基处理

路基防护与加固路桥工程施工主讲老师：刘永权一、防护与加固的意义意义在于防止路基病害、保证路基稳固、改善环境、保护生态平衡、美化路容、提高公路的使用品质。第一节概述二、路基防护与加固的设施

按其作用不同，可分为边坡坡面防护、冲刷防护、支挡建筑物及湿软地基加固四大类。1、坡面防护：指为防护边坡受冲刷在坡面上所做的各种铺砌和栽植的总称。主要防护易受自然因素影响而破坏的土质与岩石边坡。常用类型有：

植物防护--又称为“生命”防护--土质为主砌石防护--“无机”防护--石质路堑为主

第一节概述2、冲刷防护（沿河路堤河岸）：用于防护水流对路基的冲刷与淘刷，可分为直接防护和间接防护两类。

直接防护类型有植物防护、铺石、抛石、石笼等。

间接防护：指设置导治结构物，如丁坝、顺坝、防洪堤、拦水坝等，必要时疏浚河床、改变河道，以改变流水方向，避免减缓水流对路基的直接破坏作用。

第一节概述二、路基防护与加固的设施3、支挡建筑物：用以防止路基变形或支挡路基本体或山体的位移，以保证其稳定性。类型有：路基边坡支撑（挡土墙、土垛、石垛及其他构造物）、堤岸支挡（沿河驳岸、浸水挡土墙）。驳岸与浸水挡墙的区别在于前者防水作用，后者既防水，又支挡路基的土侧压力。

4、湿软地基加固：用各种有效方法处治含水量高、空隙比大、承载力低的湿软地基，以防路基沉陷、滑移或发生其他病害。方法有：换填土、碾压夯实、排水固结、振动挤密、化学加固、土工格栅。第一节概述二、路基防护与加固的设施一、植物防护（适宜处应优先采用）

主要适用于允许流速小于1.2~1.8m/s的季节性水流冲刷及较缓的土质边坡，依靠植物的发达根系，深入土层，使表土固结。1、种草适用于边坡不陡于1:1.0的草类生长的土质边坡，其表面的水径流速度应低于0.6m/s。边坡坡度在1:1.0~1:2.0时也可种草，但应采取固定草种布或网格固定撒种等方法。选用根系发达、茎干低矮、枝叶茂盛、生长力强、多年生长的草种，并尽量采用几种草籽混种。

第二节坡面防护拱圈植草1拱圈植草22、铺草皮适用于边坡较陡、冲刷严重、表面水径流速度在0.6m/s~1.8m/s之间时不宜种草、附近草皮来源较易地区的路基。铺前应将坡面整平，必要时可加铺6~10cm种植土层。应根据情况按平铺、水平叠置、垂直坡面叠置、斜叠置、方格网式等不同方法铺草皮，必要时可先浆砌防护，在浆砌内部铺草皮，以减小水流冲刷。一、植物防护第二节坡面防护草坡防护示意图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、植植树树主要要用用于于堤堤岸岸边边的的河河滩滩、、沙沙漠漠及及雪雪害害地地区区的的防防护护林林等等情情况况，，主主要要起起到到以以下下作作用用：：1）降降低低河河滩滩水水流流速速度度及及改改变变水水流流方方向向2）防防风风固固沙沙3）防防雪雪等等作作用用低等级公公路也可可在路两两侧进行行植树，，以起到到固土、降降尘、绿绿化、诱诱导视线线等作用。。植树品种种以根系系发达、、枝叶茂茂盛、生生长迅速速的低矮矮灌木为为主。一、植物物防护第二节坡坡面防防护1、砌石防防护为防止地地面径流流或河水水冲刷，，公路填填方边坡坡、沿河河路堤浸浸水部位位坡面、、土质路路堑边坡坡下部的的局部，，以及桥桥涵附近近坡面采采用。分为干砌砌和浆砌砌。干砌片石石护坡适用于易易受水流流侵蚀的的土质边边坡、严严重剥落落的软质质岩石边边坡、周周期性浸浸水及受受水流冲冲刷较轻轻（流速速小于2~4m/s）的河岸岸或水库库岸坡的的坡面防防护。有单层与与双层之之分。浆砌片石石护坡适用于防防护流速速较大(3~6m/s)、波浪作作用较强强、有流流冰、漂漂浮物等等撞击的的边坡。二、工程程防护第二节坡坡面防防护砌石防护护a)、b)单层；c)、d)双层(图中H为干砌石石垛高度度，约20～30cm,h为护面厚厚度，大大于20cm)2、抹（捶捶）面与与勾缝抹面适用用于坡面面较干燥燥、未经经严重风风化的各各种易风风化的软软质岩石石挖方边边坡。材料可采采用石灰灰炉渣灰灰浆、石石灰炉渣渣三合土土或水泥泥石灰砂砂浆等，，可分片片或满布布。抹面面的厚度度宜为30~70mm。抹面的边边坡坡度度不受限限制，但但不能担担负荷载载，亦不不能承受受土压力力。勾缝适用用于质地地坚硬、、水易风风化但节节理裂缝缝多而细细的岩石石边坡，，以防水水分渗入入岩层内内造成病病害。二、工程程防护第二节坡坡面防防护3、灌浆与喷喷浆灌浆适用用于质地地坚硬、、局部存在在较大、、较深的的缝隙或或洞穴，，并有进进一步扩扩展而影影响边坡坡稳定性性的岩石石路堑边边坡。目的是借借助灰浆浆的粘结结力把裂裂开的岩岩石粘在在一起，，增强整整体性并并防止风风化引起起更大的的破坏，，以保证证边坡稳稳定。喷浆适用用于易风风化且坡坡面平整整的岩石石坡面，，一般厚厚度在5~10cm，形成一一个保护护层，阻阻止面层层风化，，防止边边坡剥落落与碎落落。喷浆浆可用水水泥砂浆浆或水泥泥石灰砂砂浆。二、工程程防护第二节坡坡面防防护4、锚杆挂挂网喷浆浆（混凝凝土）防防护适用于坡坡面为碎碎裂结构构的硬质质岩石或或层状结结构的不不连续地地层以及及坡面岩岩石与基基岩分开开并有可可能下滑滑的挖方方边坡。。先钻孔、、安装锚锚杆、灌灌浆；然然后挂上上纤维网网柱或钢钢丝网柱柱；最后后用高压压泵射喷喷厚度4~6cm的C20混凝土。。二、工程程防护第二节坡坡面防防护5、护面墙墙护面墙适适用于易易风化或或严重风风化破碎碎，容易易产生碎碎落坍方方的岩石石路堑边边坡或易易受冲刷刷、膨胀胀性较大大的不良良土质路路堑边坡坡。目的使边边坡免受受自然因因素的影影响，防防止雨水水下渗，，以保护护边坡。。与挡墙的的区别：：不承受受土侧压压力。每隔10~15m应设置20mm宽伸缩缝缝一道（（沥青麻麻筋填塞塞），并并每隔2~3m交错设置置泄水孔孔，孔径径100mm，孔后设设砂砾反反滤层。。其构造造与布置置如下图图所示：：二、工程程防护第二节坡坡面防防护护面墙示示意图清江水布布垭三友友坪岩石石边坡护护坡绿化化工程

原始坡面

施工后效果三峡工程程下岸溪溪料场岩岩石边坡坡护坡绿绿化工程程原始坡面面施施工工后效果果清江高坝坝洲电站站岩石边边坡防护护绿化工工程

原始坡面

施工后效果三峡工程程142平台开挖挖边坡防防护绿化化工程

原始坡面

施工后效果清江水布布垭1#公路岩石石边坡护护坡绿化化工程

原始坡面

施工后效果清江水布布垭13#公路岩石石边坡护护坡绿化化工程

原始坡面

施工后效果治理滑坡坡的锚固固技术——SSL永久地锚锚治理滑坡坡的锚固固技术——SSL永久地锚锚全新嵌合合结构缩短固定定长度永久扎根根于大地地增强锚固固作用节省经费费开支边坡防护护技术——Q&S框架框架正面面框架侧面面土质边坡坡绿化工工程边坡整平平绿化植生生带的铺铺设绿色边坡坡坡面草皮皮绿化技技术绿化前施肥与铺铺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、导导治治结结构构物物的的布布置置，，应应综综合合考考虑虑河河道道宽宽窄窄、、水水流流方方向向、、地地质质条条件件、、防防护护要要求求、、材材料料来来源源、、施施工工条条件件和和工工程程经经济济等等．．要要综综合合考考虑虑，，全全面面治治理理，，要要避避免免河河床床更更多多压压缩缩，，或或因因水水位位提提高高和和水水流流改改向向，，而而危危害害河河对对岸岸或或附附近近地地段段的的农农田田水水利利、、地地面面建建筑筑及及堤堤岸岸等等二、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。顺坝与丁丁坝均用用石块修修建成梯梯形横断断面．坝坝体分为为坝头、、坝身和和坝根三三个组成成部分，，横断面面尺寸依依构造要要求、施施工条件件和使用用需要而而定，并并应进行行稳定性性计算。。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，可以消消除湿陷性黄黄土3.0m深度范围内的的湿陷性。砂垫层厚度，一般在0.6~1.0m之间，太厚施施工难，太薄薄效果差。砂砂料以中粗砂砂为宜，要求求级配良好，，颗粒的不匀匀系数不大于于5，含泥量不超超过3％~5％。第四四节节地地基基加加固固一、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）如如基底底尚存存在较较小厚厚度淤淤泥质质土，，为防防止碾碾压时时冒出出泥浆浆或脱脱层，，可在在施工工前往往该处处抛石石挤密密，或或将基基层压压入置置换再再作底底层；；5）应应分层层分级级夯铺铺，每每层铺铺设厚厚度应应小于于300mm，如采用大大型碾压机机械，其铺铺设厚度可可控制在500mm以内。第四节地地基加固一、换填填法1、重锤夯实实重锤夯实法法加固地基基，可提高高地基表层层土的强度度。对湿陷陷性黄土，，可降低地地表的湿陷陷性，对杂杂填土．可可减少表层层土的强度度不均一性性。重锤夯夯实法适用用于地下水水位0.8m以下稍湿的的一般粘性性土、砂土土、湿陷性性黄土、杂杂填土等。。重锤夯实实法，一般般以钢筋混混凝土制成成截头圆锥锥体(底部垫钢板板)，重量宜1.5t或稍重，锤锤底直径为为1~1.5m，起重设备备的能力为为8~15t，落距高一一般为2.5~4.5m。重锤的夯夯击遍数，，一般以最最后两次的的平均夯沉沉量不超过过规定值来来控制，即即一般粘性性土和湿陷陷性黄土为为1~2cm。第四节地地基加固二、夯实实法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砂、、杂杂填填土土和和粘粘粒粒含含量量不不大大的的普普通通粘粘性性土土，亦亦可可有有效效地地防防止止砂砂土土基基底底的的振振动动液液化化。。饱饱和和软软粘粘土土的的渗渗透透性性较较小小、、灵灵敏敏度度较较大大，，夯夯击击过过程程中中土土内内产产生生的的超超孔孔隙隙压压力力不不易易迅迅速速扩扩散散，，砂砂桩桩的的挤挤密密效效果果较较差差，，甚甚至至能能破破坏坏地地基基土土的的天天然然结结构构。。2、石石灰灰桩桩：：孔中中填填石石灰灰而而成成灰灰桩桩，，用用于于挤挤密密软土土地地层层，是是近近年年来来在在国国外外广广泛泛应应用用的的一一种种新新方方法法。。石石灰灰桩桩主主要要作作用用是是挤挤密密，，而而生生石石灰灰的的吸吸水水、、膨膨胀胀、、发发热热及及离离子子交交换换作作用用、、使使枉枉体体硬硬化化，，改改善善了了原原地地基基土土的的性性质质，，此此外外还还可可减减小小因因周周围围土土的的蠕蠕变变所所引引起起的的侧侧向向位位移移。。利利用用石石灰灰桩桩加加固固软软土土地地基基，，关关键键在在于于石石灰灰柱柱在在地地下下水水中中能能否否结结硬硬，，试试验验表表明明：：水水中中含含有有酸酸根根是是石石灰灰桩桩结结硬硬的的基基本本条条件件。。第四节节地地基加加固四、挤挤密桩桩法利用化化学溶溶液或或胶结结剂，，采用用压力力灌注注或搅搅拌混混合等等措施施，使使土颗颗粒胶胶结起起来，，达到到对土土基加加固的的目的的，称称为化化学加加固法法，又又称胶胶结法法。此此法加加固效效果取取决于于土的的性质质和所所用化化学剂剂，也也与施施工工工艺有有关。。目前化化学溶溶液主主要有有：(1)以水玻璃璃溶液为为主的的浆液液，其其配方方较多多，常常用的的是水水玻璃璃浆液液和氯氯化钙钙浆液液配合合使用用，价价格昂昂贵，，使用用受到到限制制。(2)以丙烯酸氨为主的桨液液，我国研研制的丙强强是其中一一种。加固固效果较好好，因价高高亦难以广广泛采用。。(3)水泥浆溶液，是是由高标标号的硅硅酸盐水水泥，配配以速凝凝剂而组组成的浆浆液。水水泥浆液液加固目目前使用用较多，，一般采采用压力力灌注或或搅拌混混合措施施，后者者使用较较普遍，，使用旋旋喷工艺艺。(4）以纸浆溶溶液为主的的桨被被，如如重铬铬酸盐盐木质质素和和木铵铵，加加固效效果好好，但但有毒毒性，，且易易污染染地下下水。。第四节节地地基加加固五、化化学加加固法法第四节节地地基加加固六、液液化地地基处处理1、造成成地基基液化化的内在条条件：（1）土粒粒为无无粘性性或低低粘性性，且且结构构松散散的土土。（2）地地下下水水位位过过高高且且丰丰富富，，土土处处于于饱饱和和状状态态。。（3）土土中中排排水水条条件件校校差差，，超超静静空空隙隙压压力力不不易易消消散散。。2、液液化化地地基基常用用处处理理防防治治措措施施：（1）强强夯夯法法；；利利用用2～3t的重重锤锤，，一一般般能能获获得得1.2～1.8m深的的夯夯实实上上，，在在此此层层内内土土的的干干密密度度达达1.5g/cm3，能能消消除除地地基基直直接接持持力力层层的的湿湿陷陷性性，，效效果果较较好好，，被被广广泛泛应应用用。。（2）灌灌浆浆法法：：将将水水泥泥注注入入粉粉土土或或粉粉细细砂砂土土中中，，可可以以解解决决砂砂土土的的液液化化问问题题。。（3）高压喷喷射法：：是用旋旋转及高高压喷射射的措施施，将水水泥注入入土粒空空隙中，，并与土土混合成成一体。。以解决决砂土的的液化问问题。液液化化地基上上路基加加固处理理除以上上三种方方法外，，还有振振冲法、、桩基法法、电动动化学灌灌浆法等等方法。。在工程程中利用用哪种方方法，应应视具体体地质条条件而定定。第四节地地基加加固七、软土土地基处处理软土包括淤泥泥质土、、泥炭、、呈软塑塑与流塑塑状态的的粉土和和粉质土土、松散散的粉细细砂等天天然土层层、以及及初始回回填时未未经夯（（压）实实的、或或者以含含有大量量腐殖质质土料的的杂填土土、土质质软弱和和龄期较较短的冲冲填土等等人工填填土。软土地基基具有沉降大且且不均匀匀、沉降降速度大大、沉降降稳定历历时较长长。软土地地基上，，当沉降降和稳定定不能满满足要求求，且采采用桩基基，沉井井等深基基础在技技术上又又不可取取时，对对软土进进行加固固，加固常采采用的方方法有排水固固结法，，砂桩法法、石灰灰桩法、、换土垫垫层法，，加筋法法、高压压喷射法法等，而而强夯法法也有用用于软土土粘土地地基上。。软土地基基加固的的其它方方法反压护道道土工加筋筋法轻质路堤堤第四节地地基加加固七、软土土地基处处理反压护道道1、定义：：反压护护道是为为防止地地基在路路堤荷载载作用下下遭到破破坏而采采取的一一项保证证地基稳稳定性的的措施。。2、在路堤堤两侧填填筑一定定高度和和宽度的的填土，，高度一一般为路路堤高度度的