第四章 路基防护1

第四章路基防护与加固1§4.1概述§4.2坡面防护§4.3冲刷防护§4.4软土地基加固本章内容:第四章防护与加固2浸水挡土墙间接防护导流构造物（丁坝、顺坝）河道整治（疏峻、改道）骨架植物防护坡面防护

支挡防护冲刷防护抹面、捶面挡土墙(重力式、悬臂式、扶壁式、加筋土、锚杆、锚定板)锚固[预应力锚杆(索)、非预应力锚杆(系统锚杆）]抗滑桩（抗滑桩、锚索抗滑桩）土钉植物防护浆砌片石、混凝土预制块土工织物、抛石、石笼植物防护圬工防护直接防护路基防护分类§4.1概述防护与加固工程的分类31.路基坡面防护工程应在稳定的边坡上设置，对于路基稳定性不足和存在不良地质因素的路段，应注意路基边坡防护与支挡加固的综合设计。2.应采取工程防护和植物防护、防护与支挡、防护与排水相结合的综合措施。3.防护加固应体现“不破坏就是最大的保护”的理念，重点体现对原有景观资源的保护、利用和开发,以及公路主体与原有自然及社会环境相融合。路基防护支挡工程设计要求4喷播客土喷播喷射混凝土浆砌片石（混凝土）骨架植物浆砌片石护面墙窗孔式护面墙

湿式喷播干砌片石护坡骨架植物防护圬工防护抹面、捶面植草铺草皮植树三维网（垫）植草土工格室植草人工种植喷护喷掺砂水泥土喷浆锚杆挂网喷浆（混凝土）护坡

浆砌片石护坡水泥混凝土预制块护坡实体式护面墙拱式护面墙路基边坡坡面防护及适用场合锚杆混凝土框骨架植物多边形混凝土空心块植物植物防护

铺草骨架圬工冲刷§4.2坡面防护5

客土喷播是将客土（提供植物生育的基盘材料）、纤维（基盘辅助材料）、侵蚀防止剂、缓效肥料和种子按一定比例，加入专用设备中充分混合后，喷射到坡面，使植物获得必要的生长基础，达到快速绿化的目的。

湿式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，达到迅速绿化，稳固边坡之目的。

人工植草(1)种草:直接在边坡上撒播草籽，经覆盖种植土、浇水、保湿使之成活。这种方法适用于坡度缓于1:1的土质边坡。(2)栽草:在苗圃大批草籽成活后，拔草移栽在边坡上。这种方法能尽快形成绿化带，较早发挥防护作用。适用于土质边坡、岩石严重风化、坡率缓于1:0.5的路堑适用于风化岩石、养分较少的土壤、硬质土壤,当坡度陡于1:1.0时，宜设置挂网或混凝土框架。6

三维植被网以热塑树脂为原料，经挤出、拉伸、焊接、收缩等工序而制成。其结构分为上下两层，下层为一个经双面拉伸的高模量基础层，强度足以防止植被网变形，上层由具有一定弹性的、规则的、凹凸不平的网包组成。

土工合成材料在防护工程中主要是起防护植草生长初期的固定作用。土工合成材料主要有土工格栅、土工格室等配合植草做边坡防护，效果良好。适用于砂性土、土夹石及风化岩石，且坡率缓于1:0.75边坡7平铺、满铺草皮桩露出表面≤230305~6桩长20~30

粗1~220205~6铺草皮防护811平铺叠置草皮注:

适用于边坡下部流水冲刷较大处，有水平、垂直、斜交叠置几种形式。912方格式草皮种草或撒草籽铺草皮注：适用于草皮来源困难时。1013卵石方格草皮100cm100cmφ≥10cm注：栽砌卵石一方面能起骨架作用,另一方面能增进自然美观。1114植树:

植树不仅可以加强路基的稳定性还可以美化环境，调节小气候，适用于可生长植物的边坡或河岸。但高速公路边坡和土质路肩不宜种植乔木,以免影响行车视线（只宜种植低矮灌木类树种）。作冲刷防护时,宜在滩地上种植乔木以降低水流流速。带式植树连续式植树12

浆砌片石（混凝土块）骨架植草防护适用于土质和强风化的岩石边坡，防止边坡受雨水侵蚀，避免土质坡面上产生沟槽。

形式多样，主要有拱形骨架、菱型（方格）骨架、人字形骨架、多边形混凝土空心块等。

浆砌片石（混凝土块）骨架植草防护既稳定路基边坡，又能节省材料、造价较低、施工方便、造型美观，应用较广。骨架植物防护

——浆砌片石骨架适用于坡度缓于1:0.75土质边坡和全风化的岩石边坡13骨架植物防护

——浆砌片石(拱式)骨架注:

骨架应嵌入坡面30~50cm,采用截水沟型时,主骨架用槽型断面,拱圈用砼预制块镶边成L型。1416方格式骨架植草皮锚杆砼骨架侧沟底线踏步伸缩缝砼框架肋柱泄水孔151716

锚杆混凝土框架植草防护是近年来在总结了锚杆挂网喷浆（混凝土）防护的经验教训后发展起来的，它既保留了锚杆对风化破碎岩石边坡主动加固作用，防止岩石边坡经开挖卸荷和爆破松动而产生的局部楔型破坏，又吸收了浆砌片石（混凝土块）骨架植草防护的造型美观、便于绿化的优点。骨架植物防护

——锚杆混凝土框架17用于路堑边坡下部的局部加固或高路堤边坡的坡面防护。圬工工程防护--石砌护面18圬工工程防护--护面墙及支补墙

护面墙是浆砌片（块）石结构。适用于各种软质岩层或较破碎岩石的封闭防护，也适用于坡面易受侵蚀的土质边坡。护面墙除实体式外还可布置成拱形、孔窗形、肋式等型式以节省浆砌圬工费用。浆砌块(片)石两级护面墙凹陷处局部修补支补墙1919圬工工程防护

--喷护(喷浆或喷射砼)注:适用于未经严重风化的各种易风化岩石坡面。喷护较抹面更能适应坡面较不完整的情况。喷护包括喷浆防护（厚≥5cm）及喷射砼防护（厚≥8cm）。喷护5~8cm喷浆或喷射砼层2020圬工工程防护

--锚杆铁丝网挂网喷护绑扎预制铁丝网焊接锚杆直径16~20T2圆钢框条Φ６T2

圆钢注:铁丝网框架用φ6盘条，框架间距200~250cm；铁丝网用φ2

普通镀锌铁丝，网眼规格20~25（cm）×20~25（cm）。2121铁丝网片大样图锚杆结点图直径16~20mm圆钢锚杆正面图立面图2222抹面适用于坡面较干燥、未经严重风化的各种易风化岩石边坡。使用年限为8-10年。

①抹面、捶面:

常用的抹面材料有石灰炉渣混合浆、三合或四合土等。

封闭防护:捶面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。使用年限为10-15年。2323其它新技术应用植被混凝土护坡绿化技术是采用特定的混凝土配方和种子配方，对岩石边坡进行防护和绿化的新技术。

植被混凝土边坡防护绿化技术在岩体上铺上铁丝或塑料网，并用锚钉和锚杆固定；

将植被混凝土原料经搅拌后由常规喷锚设备喷射到岩石坡面；喷射完毕后，覆盖一层无纺布防晒保墒；洒水养护管理.24岩石边坡植生基质生态防护技术（PMS技术）PMS技术是在岩石裸露和有生态破坏隐患坡面上，利用锚杆、土工网、专业护坡材料（植生基质）为植物重新创造良好的立地条件，通过植物生长活动，逐渐使锚杆、土工网、专业护坡材料层与植物根系形成一个立体网络结构，达到稳定坡面、绿化坡面，并最终形成自然景观为目标的高新技术。

25SNS柔性防护系统柔性防护系统是利用钢绳网作为主要构成部分来防止崩塌落石危害的柔性安全防护系统，其与以圬工结构为代表的传统方法的主要差别在于系统本身具有的柔性和高强度，更能适应于抗击集中荷载和高冲击荷载，系统设置后的较小视觉干扰和最大限度的维持原始地貌和植被。26（包括丁坝、顺坝、防水林、改河工程等）（包括植物防护、石砌护面、砼预制块、抛石、石笼、驳岸挡墙防护等措施）§4.3

冲刷防护冲刷防护直接防护间接防护27直接防护:

直接在路堤坡面或坡脚处设置防护结构物，起加固岸坡的作用。石砌防护有干砌和浆砌片石两种。单层干砌厚0.25-0.35m;双层干砌:上层厚0.2-0.35m,下层厚0.1-0.2m；浆砌片石层厚一般为0.25-0.4m。石砌护坡均需在护坡面下设0.1-0.2m的砂砾或碎石垫层。砾(碎石)垫层可用土工布或土工格栅代替。⑴石砌护面28砼预制板块防护:有大体积预制方块和柔性砼预制块等型式。前者规格2×1m或2×2m,厚0.2-0.3m，为实心块。后者是将小件预制块用铰链相互连接。⑵砼预制板块护面29⑶抛石防护抛石适用于经常浸水且水深较大、受水流冲刷的路基边坡或坡脚,以及挡土墙、护坡的基础防护。一般多用于临时抢修工程。形式上类似于在坡脚处设置护脚,亦称抛石垛。抛石30当边坡、坡脚以及沿河工程构造物基础在水流作用下出现严重的冲蚀及掏刷情况时,改用石笼防护。石笼防护较抛石防护有较好的稳定性。在缺少大石块地段，使用小石块的石笼形成较大的块体，可抵御较大的流速。⑷

石笼防护石笼31（5）土工织物软体沉排一般适用于水下工程及预计可能发生冲刷的河床和岸坡土面上。土工模袋是一种双层织物袋，袋中充填流动性混凝土或水泥砂浆、稀石混凝土，凝固后形成高强度的硬结板块。322.间接防护:

改变水流性质,消除和减缓水流对堤岸的直接破坏丁坝:又叫挑水坝,作用是挑流，把水挑离河岸,改善水流状况。由坝头、坝身和坝根三部分组成,断面呈梯形构造如图示：⑴丁坝(挑水坝)片石大卵石丁坝断面3327⑵顺坝(导流坝):作用是导流,大体与河岸平行,并顺接协调.⑶改河工程(如下图):34沿河路基冲刷防护的适用条件●植物防护适用于允许流速小于1.2m/s～1.8m/s季节性水流冲刷，经常浸水或长期浸水的路堤边坡，不宜采用种草防护。●砌石或混凝土护坡适用于允许流速2m/s～8m/s的路堤边坡。●护面防护适用于沿河路基挡土墙或护坡的局部冲刷深度过大，深基础施工不便的路段。●抛石适用于经常浸水且水深较大的路基边坡或坡脚以及挡土墙、护坡的基础防护。抛石一般多用于抢修工程。●石笼防护适用于受水流冲刷和风浪侵袭，且防护工程基础不易处理或沿河挡土墙、护坡基础局部冲刷深度过大的沿河路堤坡脚或河岸。●浸水挡土墙适用于允许流速5m/s～8m/s的峡谷急流和水流冲刷严重的河段。35●顺坝适用于河床断面较窄、基础地质条件较差的河岸或沿河路基防护，调整流水曲度和改善流态。●沿河路基受水流冲刷严重，或防护工程艰巨，以及路线在短距离内多次跨越弯曲河道时可改移河道。主河槽改动频繁的变迁性河流或支流较多的河段不宜改河。●土工织物软体沉排、土工膜袋适用于允许流速为2m/s～3m/s的沿河路基冲刷防护。●丁坝适用于宽浅变迁性河段，用以挑流或减低流速，减轻水流对河岸或路基的冲刷。36

软土地基:

是指淤泥、淤泥质土、高压缩性饱和性粘土和粉土等天然含水量高、压缩性大、抗剪强度低的细粒土软弱地基。软土地基上填筑路堤往往会出现路基失稳或过量沉降。对此工程上软基处治相应的方法有：§4.4.1概述垫层处理法反压护道法慢速加载法预压法垂直排水法挤密桩法粒料桩法加固土桩法兼顾稳定和沉降的处治方法沉降处治方法稳定性处治方法在土木工程中，软土地基、欠固结的天然地基及人工杂填土需要进行地基加固。§4.4软土地基加固37§4.4.2

处理措施1.换填土层法挖除一定深度范围的软湿土层,换填以砂、石或强度较高的粘土,并分层压实形成密实的垫层。通过换填增加强度减少沉降。如常用的砂垫层，厚度一般在60cm～100cm。换填土层法最大的有效处理深度一般小于3米，适用于清淤回填,是一种浅层地基处理方法。设计容许工后沉降与桥台相邻处与涵洞等构造物相邻处一般路段高速公路、一级公路≤0.10m≤0.20m≤0.30m

——控制工后沉降：设计要求38系在软土地基中钻孔或打入钢管，成孔后灌入生石灰，在地基内形成桩柱，通过生石灰消解时的吸水作用使地基得以疏干，同时桩体膨胀，增加强度，挤密桩间土，达到加固地基的目地。桩径一般为0.3～0.5m,最大处理深度为30m左右，间距常用0.75～1.5m,适用于没有滞水砂层的软土地基。2.挤密石灰桩法振沉桩施工示意图393.砂石粒料桩法施工中利用打入或振冲的方法在地基内成孔,再在孔内分批填入碎石或矿渣,造成大直径密实的砂（砾）石桩与桩间土形成复合地基。对砂土、粉土和碎石土，砂石粒料桩对地基具有挤密和置换作用，对粘土和填土以置换为主，兼有不同程度的挤密和排水作用。砂石粒料桩法，最大的有效处理深度可达20米。软粘土地基的抗剪强度过低，不适合用此法处治。40是通过深层搅拌施工设备将水泥与原状地基土充分搅拌而形成水泥土桩的一种复合地基加固方法。可提高强度、减少沉降。根据施工工艺的不同可分为：粉体喷射法、水泥搅拌桩法、高压喷射注浆法等。前者属于干法施工，后两者属于湿法施工。4.水泥土搅拌桩法桩体直径及设置深度、间距应经稳定计算确定并满足工后沉降要求，相邻桩的净距通常不大于4.0倍桩径。钻头叶片喷头软管旋喷桩示意图41在土体中设置竖向排水井和水平排水体，然后在予压荷载的作用下，促进软弱地基土的固结，减少孔隙和工后沉降提高地基承载力。通常由排水系统和加压系统两部份组成。如图示:5.排水固结法⑴原理真空堆载预压排水法示意图砂垫层堆载填土砂井/袋装砂井/塑料排水板塑料薄膜射流泵有孔管道网络42①竖向排水(砂井、塑料板排水法):按适当间距在地基内设置垂直砂井或袋装砂井或塑料板,改善地基排水条件。⑶

排水系统⑵系统的组成43

袋装砂井:将直径7cm的尼龙砂袋放入9cm左右的套筒中,套筒达到要求深度后拔出,砂袋留在地基中形成袋装砂井,砂井的间距一般为0.7-1.4米。

塑料排水板:

施工时将带状塑料板用插板机垂直插入地基内地基中的孔隙水承压后沿塑料板的沟槽排出,可以达到排水的目的。井径比n通常取值为15～30,当量直径de=(b+δ)/2。具体作法如下:44②水平排水:

系在路堤底部原地面上铺设一层较薄的井顶砂垫层或纵横连通砂井（排水板）的排水砂沟。构造如图示:45饱和软粘土