chap5路基防护与加固1

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Chap5路基防护与加固 §5-1基本概念§5-2坡面防护§5-3冲刷防护§5-4湿软地基加固作业回目录 §5-1基本概念一、路基防护与加固的意义：路基防护是保证路基强度和稳定性的重要措施之一。未防护路基在各种自然因素作用下、强度和稳定性会受到影响。防护加固目的在于阻止由于自然因素所引起的破坏。对于高等级公路，对维护正常的汽车运输，确保行车安全，美化公路环境，减少公路的养护工作量更有重要意义。 二、防护与加固的主要设施1、边坡坡面防护：防止水蚀，分为植物防护和矿料防护。2、堤岸防护与加固：主要针对水流的破坏，起防水治害和加固堤岸的作用。分为直接防护和间接防护。3、支挡工程：路基边坡支撑和堤岸支挡，增加稳定性。如：石砌护肩、护坡、护墙和护脚及沿河驳岸浸水墙和各类挡土墙。4、湿软地基的加固处治：关键在治水和固结。换填土、辗压夯实、排水固结、振动挤密、化学加固。回目录 §5-2坡面防护坡面防护：保护路基边坡表面免受雨水冲刷，减缓温差及湿度变化的影响，防止和延缓软弱岩土表面的风化、碎裂、剥蚀演变进程，从而保护路基边坡的整体稳定性，在一定程度上还可兼顾路基美化和协调自然环境。坡面防护设施，不承受外力作用，必须要求坡面岩土整体稳定牢固。植物防护：种草、铺草皮、植树等（“生命防护”—土质边坡）矿料防护：抹面、喷浆、勾缝、石砌护面、（无机物防护—石质路堑边坡） 一、植物防护1、作用：美化路容、协调环境、调节边坡土的湿温，起到固结和稳定边坡的作用。2、适用范围：坡高不大、边坡比较平缓的土质坡面。3、防护方法：①种草边坡要求：不陡于1：1草的品种根系发达叶茎低矮（香根草）撒播、喷播 边坡植草防护试验段 边坡植草防护 图5-1草皮防护示意图(除已注明尺寸外，其余单位为cm)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（图中h为草皮厚度，约5～8cm，a为草皮边长，约20～25cm）②铺草皮坡面特性，铺贴方法（见图） ③植树主要用在堤岸边的河滩上，用来降低流速，促使泥沙淤积，防水直接冲刷路堤；多排林堤岸与水流方向斜交，还可起挑水改变水流方向的作用；沙漠与雪害地区，防护林带还起阻沙防雪作用。④其他：拉伸网草皮、三维植被网固定草种布网格固定撒种等 三维植被网 二、工程防护1、含义：指采用砂石、水泥、石灰等矿质材料进行的坡面防护。2、抹面防护：适用范围：易风化岩坡面。抹面材料：石灰炉渣混合灰浆、三合土或四合土等。抹面厚度：2.0~10.0cm3、喷浆：适用范围：易风化，坡面不平整；一般5-10cm；水泥：石灰：河砂：水=1：1：6：3加筋材料；排水孔4、灌浆、勾缝、嵌补：对于比较坚硬的岩石坡面，为防水渗入缝隙成害，视缝隙深浅与大小采用。 5、干砌片石护面用途砌筑要求（防止地面水流或河水冲刷）图5-2片石护面示意图a、b)单层；c、d)双层（图中H为干砌石垛高度，约20～30cm，h为护面厚度，大于20） 6、护面墙作用，要求，构造与布置图5-3护面墙示意图(单位：m)a)双层式；b)单层式；c)墙面；d)拱式；e)混合式1-平台；2-耳墙；3-泄水孔；4-封顶；5-松散夹层；6-伸缩缝；7-软地基；8-基础；9-支补墙；10-护面墙 墙高与厚度及路堑边坡的关系，参见表5-1。护面墙的厚度表5-1 与挡土墙的差异：a.护墙不承受墙后坡体的侧压力，边坡必须是稳定的。b.截面（仅考虑护墙自身的稳定问题）——当h小时，为等截面当h大时，为变截面。c.基底设在冰冻线以下，基底承载力>300KPad.伸缩缝、泄水孔的布置同浆砌片石防护。回目录 §5-3冲刷防护冲刷防护:主要对沿河滨海路堤、河滩路堤及水泽区路堤，亦包括桥头引道，以及路基边旁的防护堤岸等。堤岸防护与加固设施，有直接和间接两类。直接防护与加固设施中包括植物防护和石砌防护与加固两种，常用的有植树、铺石、抛石或石笼等。间接防护主要指导治结构物，如丁坝、顺坝、防洪堤、拦水坝等，必要时进行疏浚河床、改变河道，目的是改变流水方向，避免或缓和水流对路基的直接破坏作用。 一、直接防护（防止水流对边坡冲刷起破坏作用）1、植物防护、石砌防护（同前） 图5-4抛石防护示意图(单位：m)a)新堤石垛；b)旧堤石垛2、抛石防护抛石防护，类似在坡脚处设置护脚，亦称抛石垛， 3、石笼防护石笼是用铁丝编织成框架，内填石料，设在坡脚处，以防急流和大风浪破坏堤岸，也可用来加固河床，防止淘刷。图5-5石笼防护示意图(单位：m)a)箱形笼；b)圆柱形笼；c)防止淘底；d)防护岸坡 4、单片垫和双片垫：单片垫是利用土工织物拼接成大面积的排体；双片垫是将两块单片垫重叠后按一定距离和型式将两片垫连接在一起而构成管状或格状空间，其中再填充透水性土石料（如砂卵石等），起到防冲与反滤的作用，图5-6双片垫型式 5、土工模袋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或稀石混凝土，凝固后形成高强度和高刚度的硬结板块。图5-7土工模袋的应用及铺设 二、间接措施：（设置与沿结构物来改变水流方向，消除和减水流对堤岸的直接破坏）设施：顺坝、格坝、丁坝、拦水坝顺坝亦称导流坝，大致与堤岸平行，主要作用为导流、束水、调整流水曲度、改善流态。格坝在平面上成网格状，设于顺坝与堤岸之间，防止高水位时水流溢入冲刷坝内岸坡和坡脚，并促进格间的淤积。丁坝亦称挑水坝，大致与堤岸垂直或斜交，将水流挑离堤岸，束河归槽，改善流态。 导流结构物综合布置示例：图5-8导流结构物综合布置示例1顺坝2格坝3丁坝4拦水坝5导流坝6桥墩7路中线 公路工程中的改河:主要目的：将直接冲刷路基的水流引向旁处；路基占用河槽后，需要拓宽河道；挖滩改河，清除孤石，改移河道，以保护路基；裁弯取直，有利布置路线或桥涵。这些措施，如经过论证可行，确有必要且效益高时，方可通过设计计算，最后实施。回目录 §5-4湿软地基加固一、换填土层法将基底下一定深度范围的湿软土层挖去，换以强度较大的砂、碎(砾)石、灰土或素土，以及其他性能稳定、无侵蚀性的土类，并予以压实。 换填片石图（单位：m） 抛片石挤淤图 二、砂垫层法作用：承载力↑沉降量↓排水固结加快、防止冻胀厚度：0.6~1.0m颗粒：中砂，级配良好含泥量:ψ≤3%-5% 表面铺设土工合成材料，土工合成材料上再铺排水垫层 三、强夯法（辗压夯实法、动力固结法）原理：在强夯过程，土体中微小气沟的体积压缩，土的孔隙减小，土体局部液化，土的结构破坏并且强度下降到最低值。随之在夯击点周围出现径向裂缝，形成树枝枝状的排水网络，使土体的渗透性大大增加，孔隙水得以顺利溢出，加速了土体的固结。继而因粘性土的触变性，使土基的强度得到恢复与加强。（一）强夯法的试夯工作（二）法国梅拉：H=0.1wh式中：H—加固地基的影响深度（m）w—落锤重（KN）h—落距我国实践表明，H值偏大，修正后约为0.4~0.6H（三）通过试夯取得必要的施工参数，便可布置夯点（一般按方形布点）、拟定夯打遍数和每遍夯打次数，以及前后两遍夯打的间隔时间。 四、竖向排水固结法（排水预压法）排水固结是运用堆载预压，挤出土中的过多含水，达到挤紧土粒和提高强度的目的。砂井堆载预压：为了缩短预压时间，加设砂井竖向排水通道或铺设砂垫层，效果甚好。目的：使饱和软土在荷载作用下，排水固结后，抗剪强度可得到提高。（见下图） 砂井地基工程剖面图加载预压量：80%直径：多为8～10cm间距：大约是井径的6～8倍。长度：应穿越地基可能的滑动面，或深入透水层成孔方法：沉管法水冲法另有降水预压、真空预压 塑料排水板的结构图a）槽形塑料板；b）梯形槽塑料板；c）Δ槽塑料板d）硬透水膜塑料板；e）无纺布螺旋孔排水板；f）无纺布柔性排水板塑料排水板： 五、挤密法1、砂桩在土基成孔后，灌以砂、石、土灰土或石灰土等原料、捣实、横向挤紧。区别：砂井井径小间距大；排水密实；用于过湿湿软地基砂桩井径大，间距小；挤密；松砂、杂填土砂桩面积20%左右采用下式计算：F1=F(e0-e1)/(1+e0)n=F1/f2、石灰桩：挤密作用（另：生石灰汲水膨胀、发热及离子交换作用，改善土质，桩体硬化） 六、化学加固法：1、概念：用压力将化学溶液或胶结剂注入土层，使土颗粒胶结起来，以加固土基。2、溶液种类：水玻璃为主剂的浆液；丙烯酸氨为主的浆液；水泥为主的浆液。3、施工工艺：注浆法、旋喷法、深层搅拌桩。4、施工机械：1）钻机2)粉体发送器3)空气压缩机4)钻头 粉喷桩施工工艺流程图回目录 Chap5路基防护与加固1．常用的坡面防护设施有哪些？2．什么是冲刷防护？有哪些形式？3.什么地基在填筑路基前必须予以加固？加固的方法有哪些？4.换填土、碾压夯实、排水固结、振动挤密和化学加固五类地基加固方法加固原理如何？回目录