道路工程_课题3.2路基防护与加固设施施工课件.ppt

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道路工程石家庄铁路职业技术学院 道路排水与防护加固设施施工 课题3.2道路防护与加固设施施工 第一部分防护与加固一、防护与加固的意义1.路堤边坡坡面防护设施；2.沿河路堤冲刷防护设施；3.路基支挡与加固建筑物；4.湿软地基加固措施。防止路基病害、保证路基稳定、使公路与周围环境相协调二、防护与加固工程设施坡面防护冲刷防护支挡建筑湿软地基加固 坡面防护一、植物防护（一）植被防护1.植草 土质适于种草，边坡坡度不陡于1：1,不浸水或短期浸水但地面径流速度不超过0.6m/s的路基边坡。 2.铺草皮平铺草皮叠铺草皮适用于需要快速绿化，且坡率缓于1：1的土质边坡和严重风化的软质岩石边坡。不宜采用喜水、生长在泥沼地的草皮方格草皮 适用于坡率缓于1：1.5的边坡或在边坡以外的河岸及漫滩地。应选用根深叶密的低矮灌木。注意视距和风沙、风雪流问题。3.植树带状植树连续植树横断面示意图 （二）三维植被网防护适用于砂性土、土夹石及风化岩石，且坡率缓于1：0.75的边坡防护；三维植被网中的回填土通常采用客土。 适用于砂性土、土夹石及风化岩石，且坡率缓于1：0.75的边坡防护；三维植被网中的回填土通常采用客土。 二、骨架植物防护适用于缓于1：0.75的土质和全风化岩石边坡。当坡面受水冲刷严重或潮湿时，坡度应缓于1：1（一）浆砌片石或水泥混凝土骨架植物防护 截水骨架防护适用于缓于1：0.75的土质和全风化岩石边坡。当坡面受水冲刷严重或潮湿时，坡度应缓于1：1 （二）多边形水泥混凝土空心块植物防护1.适用于缓于1：0.75的土质和全风化、强风化岩石边坡。并视情况设置浆砌片石或水泥混凝土骨架。2.多边形水泥混凝土空心预制块的混凝土强度不应低于C20，厚度不应小于150mm。空心预制块内应填充种植土，喷播植草。 1.适用于缓于1：0.75的土质和全风化、强风化岩石边坡。并视情况设置浆砌片石或水泥混凝土骨架。2.多边形水泥混凝土空心预制块的混凝土强度不应低于C20，厚度不应小于150mm。空心预制块内应填充种植土，喷播植草。 （三）锚杆混凝土框架植物防护1.适用于土质边坡和坡体中无不良结构面、风化破碎的岩石路堑边坡。2.锚杆采用非预应力的全长粘结型锚杆。框架应采用钢筋混凝土，混凝土强度不应低于C25。 三、圬工防护适于坡面未碎裂结构的硬质岩石或层状结构的不连续地层以及坡面岩石与基岩分开并有可能下滑的挖方边坡。（一）喷浆（混凝土）防护适用于坡率缓于1：0.5、易风化但未遭强风化的岩石边坡，喷浆的厚度不宜小于50mm，强度不低于M10;喷混凝土的厚度不宜小于80mm，强度不低于C15。（二）锚杆挂网喷浆 适用于易风化或风化严重的软质岩石或较破碎岩石的挖方边坡以及坡面易受侵蚀的土质边坡，边坡不宜陡于1：0.5。墙顶厚度一般大于400mm，需要考虑基础、沉降伸缩缝以及排水孔问题。干砌片石护坡适用于坡度缓于1：1.25土（石）质路堑边坡。厚度不小于250mm浆砌片石护坡适用于坡度缓于1:1的易风化岩石和土质路堑边坡。厚度不小于250mm（三）砌石或混凝土预制块护坡（四）砌石或混凝土护面墙 适用于坡面较干燥、未经严重风化的各种易风化岩石边坡。高速公路边坡不宜使用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。高速公路边坡不宜使用（五）砂浆（灰浆）封面（六）捶面 沿河路基防护一、直接防护（一）植物防护 （二）砌石或混凝土护坡 （三）抛石或石笼 石笼防护 （四）浸水挡土墙 （五）土工软体沉排和土工模袋 二、间接防护——调治和导流结构物丁坝、顺坝、格坝 湿软地基加固软土（含水量高于30％的粘质土、粉质土和有机质土）、泥沼、泥炭、湿陷性黄土、人为垃圾、松散杂填土、膨胀土、海（湖）沉积土软土上的路堤可能会因为过大的沉降引起开裂甚至剪切破坏一、湿软地基 适用于软弱土层位于地表，换挖深度不超过3m的场合适用于排水困难的洼地，而软弱土层易于滑动，厚度又较薄，表层无硬壳，石料来源充分（一）换填材料法二、地基加固措施1.开挖换填2.抛石挤淤 3.爆破挤淤爆空区挤出区适用于换填深度超过3m，需要快速施工且允许爆破的场合。对于稠度较大的软土采用先爆后填，对于稠度小的软土，可以先填后爆破。 1.砂垫层法砂垫层填土软土层砂垫层的厚度一般为0.6～1.0m，视路堤高度、软土层的厚度及压缩性而定。（二）排水固结法 2.砂井/袋装砂井/塑料排水板排水法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有孔管道网络示意图广泛适用于各类饱和粘土、粉土 1.粒料桩2.石灰桩适用于含砂量低，没有滞水砂层的软土适用于处理松砂、杂填土和粘粒含量不大的普通粘土，亦能有效防止砂土基地的液化振沉桩施工示意图（三）挤密法 1.重夯法；2.强夯法广泛适用于杂填土、碎石土、砂土、粘性土、湿陷性黄土和沼泽土，还可用于水下（四）夯实法 广泛适用于杂填土、碎石土、砂土、粘性土、湿陷性黄土和沼泽土，还可用于水下 1.浅层搅拌法2.深层搅拌桩法旋喷桩粉喷桩粉体搅拌复合地基技术处理厦门海沧大道海滩钻头叶片喷头软管旋喷桩示意图水泥适用于含砂量较大的软土，石灰适用于含沙量较低的软土或淤泥质土。（五）化学加固法 3.灌浆法电化学注浆 1.反压护道法土工织物加筋适用于：a.非耕作区和取土不困难的地区；b.主要用于处理软土，对泥沼有时也可以采用。反压护道土工织物砂垫层（六）调整结构法2.路堤加筋法 第二部分挡土墙构造与施工一、使用场合挡土墙是支撑路基填土或者山坡土体、防止填土或体变形失稳的构造物。1、路堑挡土墙山坡陡峭，降低边坡高度、减少开挖或者地质不良。防止滑坡 2、山坡挡土墙：3、路肩挡土墙：路坡稳定收缩坡角 4、路堤挡土墙：收缩坡脚；防止陡坡堤下滑 二、类型及使用范围1、重力挡土墙适用：地基良好，非地震和沿河受水冲刷地区利用衡重台上部填土的下压作用和全墙重心的后移，增加墙身稳定。 2、锚定式挡土墙1）锚杆式分为钢筋混凝土立柱，挡土板，钢锚杆 2）锚定板式：适用于：构件断面小，工程量省特别适用于地质不良时，石料缺乏，挖基困难，有锚固条件的路基挡土墙 3、薄壁式挡土墙1）悬臂式：立壁、底板2）扶壁式：主要依靠腹板上的填土量来保证。特点：自重轻，做工省，适用于墙高较大，地质条件一般，需用一定量的刚材，经济效果好。 4、加筋式挡土墙：受力：放置拉筋材料，填土压实，通过填土与拉筋间的摩擦作用，把土的侧压力传给拉筋。特点：柔性结构，对地基变形随意性大，建筑高度大，适用于填土沙基，节约投资30%~70%，经济效益大。 三、挡土墙的构造常用重力式挡土墙组成：墙身；基础；排水设施；伸缩缝。1、墙身构造：墙背：仰斜、垂直、俯斜、凸形折线式、衡重式。墙面：平面。地面较陡：坡度1：0.05到1：0.20地面平缓；坡度1：0.20到1：0.35墙顶：最小宽度。浆砌挡土墙不小于50厘米干砌不小于60厘米。护栏：地形险峻地段，过高过长路肩墙的墙顶定设置护栏。 2、基础类型：扩大基础1地基承载力不足钢筋混凝土底板2地基承载力过小换填地基3软弱土层台阶基础4挡土墙修筑在陡坡上拱型基础5地基有长短缺口或挖基困难基础埋置深度：无冲刷时，天然地面以下至少1米有冲刷时，在冲刷线以下1米受冻胀影响时，在冻胀线以下不小于0.25米 3、排水设施目的：疏干墙后土体；防止地面水下渗；防止墙后积水形成静水压力等主要措施：设置地面排水沟。夯实回填土顶面和地面松土，防止雨水及地面水下渗。路堑挡土墙墙趾到边沟予以铺砌加固，以防止边沟水渗入基础。设置墙身泄水孔，排除墙后水。 4、沉降伸缩缝地基不均匀沉陷引起墙身开裂，即沉降缝；墙体伸缩产生裂缝，即伸缩缝。根据地形及地质情况：每隔10-15米设一道沉降伸缩缝。填料：胶泥填塞，沥青麻筋或涂以沥青的木板（渗水量大、冻寒严重地区），当墙背为填石或冻寒不严重时，可仅留空缝，不嵌填料。 挡土墙验算作用于挡土墙的主要力系（1）挡上墙自重G及位于墙上的荷载；（2）墙后土体的主动土压力Ea（包括作用在墙后填料破裂棱体L的荷载，简称超载）；（3）基底的法向反力N及摩擦力T；（4）墙前土体的被动土压力Ep。 挡土墙验算不产生墙身沿基底的滑动破坏滑动稳定性不产生墙身绕墙趾倾覆倾覆稳定性地基不出现过大沉降基底应力不出现因基底不均匀沉降引起墙身倾斜偏心距墙身不产生开裂破坏墙身断面强度 1）抗滑稳定性验算G——作用于基底以上的重力（kN），浸水挡土墙的浸水部分应计入浮力；Ey——墙后主动土压力的竖向分量（kN）；Ex——墙后主动土压力的水平分量（kN）；μ——基底与地基间的摩擦系数；[Kc]——容许抗滑稳定系数。 增加抗滑稳定性措施（1）采用倾斜基底:设置向内倾斜的基底，可以增加抗滑力和减少滑动力，从而增加了抗滑稳定性。基底倾斜，对于土质地基不陡于1:5；对于岩石地基不陡于1:3。（2）采用凸榫基础，利用凸榫前土体所产生的被动土压力以增加挡土墙的抗滑稳定性。（3）更换基底土层，以增大基础底面与地基之间的摩擦系数。（4）改变墙身断面形式和尺寸，以增大垂直力系。 2）抗倾覆稳定性验算ZG——墙身重力、基础重力、基础上填土的重力及作用于墙顶的其他荷载的竖向力合力重心到墙趾的距离(m）；Zx——墙后主动土压力的竖向分量到墙趾的距离（m）；Zy——墙后主动土压力的水平分量到墙趾的距离（m）；[K0]——容许抗倾覆稳定系数。 增加抗倾覆稳定性措施（1）展宽墙趾（2）改变墙面及墙背坡度改陡墙背坡度可以减少土压力改缓墙面坡度可以加大抗倾覆力矩的力臂（3）改变墙身断面形式。衡重式优于仰斜式仰斜式优于俯斜式。 3）基底应力及合力偏心距验算措施主要有：（1）调整墙背坡度或断面形式以减少偏心距；（2）加宽墙趾或扩大基础，可加大承压面积，调整偏心距；（3）加固地基或换土，以提高地基承载力。