课堂讨论路基防护与加固的新理论与技术

课堂讨论路基防护与加固的新理论与技术

中国矿业大学2015〜2016学年第2学期《路基路面工程》课堂讨论论文小组成员：李伟平、杨奇、古丽江学院：矿业工程学院专业班级：交通运输13-2班论文题目：路基防护与加固的新理论与技术主讲教师：顾正洪职称：教授 2016年4月徐州题纲、路基防护与加固的原路基防护与加固的意义.三、路基防护与加固一般规定四、路基防护与加固的措施五、高速铁路的路基防护与加I六、总结 -、路基防护与加固的原因路基由土或岩填挖而成，改变了厣地层的天然平衡状态，并且由子路基处在各种错综复杂的自然因素和行车的长期作用下，所以路基可能产生各种变形和破坏，为保证路基的稳定和防治路:基病害，除了做好路给排水外，还必须根据当地水文、地质及材料等情况，采取有效的措施，对各类土、石边坡及软基予以必要的防护与加固。我们总结出以下几点原因：1.坡面冲刷及风化2.河岸冲刷3.土质浸水湿软4.地基湿软沉陷二、路基防护与加固的意义1.确保路佔路而的稳定2.确保路基路面的强度3.确保路基路而的使用耐久性在现劣的施工过程中，各个施工环屯都耍防止路基病害、保证路基稳固、改善环境、保护生态、美化路容，以达到®终提高公路的使用品质的0标。三、路基防护与加固一般规定1、为防止水流、波浪、雨水、风力、不良水文地质和艿它因素对路基形成的危害，改善环境，保护生态平衡，应根据当地条件，因地制宜地采用经济合理、耐久适用的防护措施。2、施工前应进行现场核对，如发现设计与实地不符，应及吋做补充凋查，进行改变设计并报有关部门批准后施工。3、路祜防护工程及所用各种材料，均应符合部颁有关规范、规定要求。4、当路基土石方施丁吋或完毕后，应及时进行路基防护施工和养护。各类防护与加闹应在稳定的基础或坡体上施工。5、防护工程的砂浆、混凝土，应用机械拌和，不应直接在砌体而上或路而上以人工拌和。并应随拌随川。四、路基防护与加同的措施1.1边坡坡而防护为了防止边坡受冲刷，在坡而上所做的各种铺砌和栽植称为边坡坡而防护。-•般都是通过将坡而封闭隔绝或隔离，避免或减缓路基边坡农而受降水、日照、风力等自然因尜的影响，防止或减缓地而水对边坡的冲刷，从而提高边坡的稳定性。 1.1.1植被防护（因老师在讲课过程屮这部分的内容已经详细介绍，在此我们只大致介绍，不再赘述）公路路基坡而绿色生态加固与防护卞要指的是利用植物来提高坡而的牢固性，这种坡而加固与防护措施其有非常高的实用性，首先植物的根系可以显著加固坡而农土，防.Il:雨水冲刷等原因带走表土，确保坡面的牢问性、稳定性，同时植物的根茎叶可以调W表面上的湿度，阪止地表径流，减缓冲刷；其次楨物在坡面上的种捎与应用，可以对公路起到非常好的绿化效果，并发挥出生态作用，过滤汽车尾气，维护Cl然生态环境平衡。H前，路基坡面绿色生态加固与防护主要有种草、植树以及铺草皮等形式。1.1.2工程防护（矿料防护）坡而灰浆加固与防护主要指的是采用石灰、水泥等來对坡而进行封而或填缝处理，其M的在于防止坡面岩上表面出现破碎、剥落等情况，提高坡面整体性，保证公路安全。设计时根据实际惜况，可以选择抹而、捶而、喷浆以及喷射混凝土等儿种灰浆加固方式：a.抹面、捶面如果公路路基坡面属丁•软质岩石，其表面容易被风化，但尚保持完整，便可采用抹面的方式來进行加固，抹面所采用的原材料一般为石灰炉渣灰浆、水泥石灰砂浆。为丫防止抹面开裂，提髙抹血抗冲蚀性，应当在抹而上加涂覆盖一层沥青，这可以对抹而起到-•种有效的保护作用。如果坡度小于0:0.5,且祚易被冲蚀、容易风化，就应当选择捶而加固，捶而所采用的原材料•-•般为水泥炉渣、三合土、四合土、石灰炉濟等混合料。b.喷浆喷浆这种边坡加固方式适合用于易风化、不平整的岩石边坡。在喷浆加固施工的过程当中，必须要确保竹料粒径大于15醐1，混凝上的强度也要超过C15,厚度要超过10cm。在然气候条件较为恶劣的情况下，或是岩土凹凸怙况较为严fi，特别是在出现破碎的怙况下，应当在混凝土屮设罝菱形金属网或土工格栅，用于进•一步加固，这种方式一般被称为锚喷混凝土防护，这可以对边坡起到较好的加工作用。c.锚喷混凝土锚喷混凝土喷护适合在封而防护耐久性和稳定性比较髙的地方使用。为了防止积水，在封而防护设计过程当屮必须要设计泄水孔，通常情况下每间隔2m〜3m的距离就应当宥一泄水孔，这可以保证水被宥效排出。如果封而较大，还应当设汁伸缩缝，以防止封而结构出现破坏性的裂缝。对于不易风化较坚硬的岩石边坡，可以选择勾缝形式把水泥砂浆灌入缝隙当中，在岩体裂缝比较深并且火的情况下，可以川水泥砂浆进行灌缝处理。在缝隙既深又宽的情况K,用混凝土进行灌缝处理。2.坡面砌体加固与防护设计受诸多因素的共duj作用与影响，公路路基坡而非常容易发生变形，这可能会使坡而出现大ifli积的垮塌，危害和当大。为了防止这样的怙况，可以对坡而进行砌体加固处理，以起到坡而安全防护作用。砌体加固具体可以分力框格、护坡和护墙等形式，在具体的设计过程当中，应当根据实际情况选择合理的形式。a.框格加闹 框格加固一般采用混凝十.砌石、浆砌片石以及载砌卵石等作为骨架，其作川在于稳固边坡表M以及其他加固防护措施，如果当地的降水量人，骨架的形状应当没计为沟状，这样能够分流排除坡而积水。在一些容易风化的路段边坡，如果绿色生态加固和封而加固均不能取得很好的安全防护效果，就可以采用框格砌体加间，但在设计过程当屮，必须要根据实际的情况，科学确定锚闹钢筋或闹定桩的设置,这样才能保证其加固与防护效果。a.砌石加闹如果边坡为软质岩石，容易受到冲蚀，剥落较为严重，可以选择砌石的方式对其进行加间处理。如果边坡坡度比较缓，或足坡会渗出较少的地下水，就敁适合采用千砌片石來对边坡进行加固。但如果坡度小于1:1，在这样的坡而上就不适合再采用T•砌片石加固了，此吋■©好的办法是采用浆砌片石的方式来加固边坡，如果边坡受冻害严甫，而且较为湿软的话，应当首先对其进行排水处理。另外要注意，砌石护坡坡角埋置深度-•般为砌石厚度的1.5倍。C.浆砌片石加同在千砌片石护坡棊础和边坡相连之吋，可以用浆砌片石进行铺筑。进行砌筑所用的砂浆强度不能比M5小，在比较冷的地方为M7.5。在用浆砌片石进行护坡处理之时，要每隔10m〜15m设置一处2cm宽的伸缩缝，同吋留H泄水孔。a.护而墙加固如果公路路基坡而坡度在1:0.5内，而且其非常容易受到侵蚀与风化作用影响的话，就非常适合采用护而墙加固坡而，但是在设计中必须耍确保坡度在稳定边坡要求的极限范围内，否则的话护墙是不能起到加阆与防护作用的，其原因在于护墙不能承受墙后的坡体侧压力，如果超出稳定边坡要求的极限范闱，护墙的作用效果就会大打折扣，甚至反而会增加公路坡而的危险性。1.沿河路堤防护与加护3.1直接防护措施a.石笼防护石笼防护主要应用的是石笼网，也称熏型六角网、拧花M、格宾网、绿格M、三绞节机编M，是由优质钢丝经拧网机拧编而成。该结构可用于边坡支护、基坑支护、山体岩面挂网喷浆、边坡捎生（绿化）、铁路髙速公路隔离护拦网，它还能制成箱笼、网垫，用子江河、堤坝及海塘的防冲刷保护以及水痺、河流截流用M箱。应用十分广泛。石笼M的结构特性：1）透水性好：石笼网有利于山坡和岸滩的稳定。2）柔性好：石笼网无结构缝，整体结构有延展性。 3）耐腐蚀：镀锌材料不怕海水4）抗冲刷：石笼网适用于江河，海洋岸滩和护坡工程。5）整体性：冇其他材料难以替代的连贯性。大面积组装，不设缝。6）施工方便：石笼M不用水、水泥和模板，不要电力供应。7）经济：填充石笼网箱使用当地石材，不用水泥。8）保护生态环境：石块之间的缝终究会被土填充（人为或岛然），植物的根系可以通过石块之间的土深深扎入边坡，从而工程措施和植被相结合，形成一个柔性幣体护面，石笼网满足了水土保护和绿化环境的需耍。a.水泥混凝上预制板块防护水泥混凝上预制板块护坡可抵抗水流速度为3"8m/s以上。主要宥两种护面型式：间定铺筑的混凝土预制板块护坡和铺挂的可动预制混凝土板块护难。b.抛石防护主要用丁•沿河路基边坡、桥梁墩台及丁坝等坡脚和基础的冲刷防护，也用于洪水对边坡和建筑物基础冲刷、淘空的抢险。路基抛石防护便于机械化施工，在发达国家鉍为荇遍。一般规定：1）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上墙、护坡的基础防护。抛石一般多用于抢修工程。2）抛石边坡坡度和选用石料粒径应根据水深、流速和波浪情况确定，石料粒径应火T300mm,坡度不应陡于所抛石料浸水后的天然休止角，厚度不应小于所用最小石料块径的两倍。c.上工织物及上工合成材料防护土工织物具宥良好的排水作用、反滤作用、分隔作用、加筋作用。上工合成材料近年来也发展较快，种类繁多。土工织物及土工合成材料可单独或与其他材料配合，作为过滤体和排水体，用于暗沟、渗沟、坡血防护和排水。沿河路基础冲刷防护除可川土工织物作为过滤体处，还可采川土工织物软体沉排、土工模袋防护边坡和坡脚。d.水泥沙袋防护在缺少石料的地区或作为洪水来临前的应急或洪水抢险措施，使用水泥和沙、水泥和土混合均匀后，装入编织袋进行码砌护坡是可行的。对永久性护坡，可采用15%的水泥和85%的沙混合装入编织袋，一段吋间后，虽然编织袋容易破损，但坝入的水泥沙在河水浸泡下己凝固成块体。e.护岸林在河滩、沿河路基边坡外的滩地上植树，植造护岸林带，能起到导流、防浪、减速淤滩作用，使河岸、 路基免遭洪水冲刷，尤其在宽浅变迁河段和宽浅游荡段河段上更为旮效。在这类河段上采用没水挡土墙作为路基冲刷防护并不经济，而川生物防治不但经济，.H.防护吋间忪，效果好、种植的树木要选择适合当地气候、土质、根系发达、枝叶茂密、喜水的树种，最好是乔灌混交、多行、呈品字形配置。3.2综合防护形式3.2.1土钉墙土钉墙是一种较新式的结构物，它主耍由“钉”（即锚杆）、混凝土面板（挂网喷射混凝土）、锚板组成、十体内打设螺纹钢并在钢筋断部挂钢丝网，然后喷射混凝七，使被加固的土体和十钉墙成为一个幣体。作用机理：通过规则排列的锚杆（“钉”）、而板、锚板将边坡一定范围内的土体进行原位加固，形成一种复合结构式的墙一一土钉墙，墙后土压力由土钉墙承扪。适用条件：适用于风化破碎较严重的岩石边坡，也可用于粉土、砾石和砂土边坡。构造耍求：①施工程序为：成孔一沾孔一:??.筋一注浆一喷射第一层细石浞凝土一装挂钢丝网一喷射第二层细石混凝土；②第一层细石混凝土厚7〜10cm,第二层细石混凝土厚8cmo3.2.2预应力锚索梁预应力锚索梁是最近儿年发展起來的一种新型加㈣措施。结构分力锚索和锚梁两部分。作用机理：把破碎松散岩层组合连接成整体，并锚阆在地层深部稳阎的岩体上，通过施加预应力，使锚索长度范围内的软弱岩体（层）挤压密实，提高岩层层面间的正压力和摩阻力，阻止开裂松散岩体位移，从而达到加同边坡的目的。特点：可保持既有坡而状态下深入坡体内部进行大范围加固；预先主动对边坡松散岩层施加正压力，起到挤密锁阆作用：同时，锚索孔高压注浆，浆液充填裂隙和孔隙，又可提高破碎岩体的强度和整体性：结构简单、工期短、造价低廉。适用条件：裂隙和断层发育、防缓边坡工作量巨人的高陡边坡构造要求：①锚梁：锚梁为钢筋混凝土梁，采用C30混凝土浇注，它不仅为预应力锚索提供反力装置，而且也对边坡岩土有沿框箍和压紧作用。②锚梁的施工顺序为：防线挖槽一绑扎钢筋一支模一浇注混凝土。③锚梁与锚索交叉部位预衔塑料赛管，便于锚索从屮间穿过：在锚头部位预埋承压钢板，并与锚梁浇注成整体。④预应力锚索施工程序为：放点钻孔一编制钢绞线一注浆一张拉锁定。⑤讨与喷射混凝土或框格护坡相结合。3.2.3边坡柔性防护系统边坡柔性防护系统足以钢丝绳网为主耍特征构件，以覆盖（主动防护系统）和拦截（被动防护系统）两种基木形式來防治各类坡诎地质灾害和爆破飞石、坠物等危害的柔性安全防护系统。从防护原理和目的卜.可以分为主动防护系统和被动防护系统两类： 主动防护系统：釆川锚杆和支撑绳固定力‘式将钢丝绳网和钢丝网覆盖在具冇潜在地质灾害的坡面上，从而实现坡面加同或限制落石运动范围的一种边坡柔性防护系统。被动防护系统：采用锚杆、钢柱、支撑绳和拉锚绳等固定方式将钢丝绳网在坡而上形成栅栏形式的栏石网，从而实现拦截落石的一种边坡柔性防护系统。其功能是拦截和堆存坡而落石。边坡柔性防护系统的适用范围：以钢丝绳网为主要构成特征的柔性防护系统，可以用于边坡的崩坍、坍塌、落石、坍泔、风化剥落、碎落和泥石流等坡面以坡面或浅层破坏为特征的坡面地质灾害以及雪崩、岸坡冲刷、爆破飞石、坠物等危害防护中。在H外这些用途都有应用，比如日木的富士山旅游公路边坡大量使用了边坡柔性防护系统来控制边坡表面火山堆的松散残迹物的塌落、运动和保护游人的安全。但是在W内迄今为止边坡柔性防护系统还主要用作危岩和崩坍落石地质灾害的防护，如我M内毘铁路盐津段边坡落石防护工程等。3.2.4护坦、潜坝配合护坡和挡土墙T程屮在冲刷严重河段uf将护:tH.Lj潜坝配合使用來防护护坡和捫土墙的基脚冲刷，工程实践表明：单独采用潜坝防护时，坝头附近的冲刷敁为严重；羊独采用护坦防护时，敁人冲刷深度出现在弯道出门附近，当护坦宽度较小时，护坦的减冲效果不明显。若在护坦防护的基础上配合潜坝，护坦可以减小潜坝坝头的冲刷，同时潜坝又可使坝后护坦垂裙处的冲刷减小，这样就可使总的冲刷程度减轻。3.2.5漫水丁坝坝头护坦配合护坡和挡土墙丁坝主要是保护护坡和挡土墙的基础免受水流的冲刷，丁坝常修成漫水丁坝（即，坝萵hD小于水深h,坝顶溢流的丁坝）。漫水商度Ah和水深h之比Ah/h称为漫水程度，0

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