最新5章-路基防护与加固解析ppt课件.ppt

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进入夏天，少不了一个热字当头，电扇空调陆续登场，每逢此时，总会想起那一把蒲扇。蒲扇，是记忆中的农村，夏季经常用的一件物品。　　记忆中的故乡，每逢进入夏天，集市上最常见的便是蒲扇、凉席，不论男女老少，个个手持一把，忽闪忽闪个不停，嘴里叨叨着“怎么这么热”，于是三五成群，聚在大树下，或站着，或随即坐在石头上，手持那把扇子，边唠嗑边乘凉。孩子们却在周围跑跑跳跳，热得满头大汗，不时听到“强子，别跑了，快来我给你扇扇”。孩子们才不听这一套，跑个没完，直到累气喘吁吁，这才一跑一踮地围过了，这时母亲总是，好似生气的样子，边扇边训，“你看热的，跑什么？”此时这把蒲扇，是那么凉快，那么的温馨幸福，有母亲的味道！　　蒲扇是中国传统工艺品，在我国已有三千年多年的历史。取材于棕榈树，制作简单，方便携带，且蒲扇的表面光滑，因而，古人常会在上面作画。古有棕扇、葵扇、蒲扇、蕉扇诸名，实即今日的蒲扇，江浙称之为芭蕉扇。六七十年代，人们最常用的就是这种，似圆非圆，轻巧又便宜的蒲扇。　　蒲扇流传至今，我的记忆中，它跨越了半个世纪，也走过了我们的半个人生的轨迹，携带着特有的念想，一年年，一天天，流向长长的时间隧道，袅5章-路基防护与加固解析 第5-1节概述一、路基防护与加固的意义1.边坡坡面防护设施；2.沿河路堤冲刷防护设施；3.路基加固建筑物；4.湿软地基加固措施。防止路基病害、保证路基强度和稳定性、使公路与周围环境相协调二、路基防护与加固工程设施三、防护与支挡工程：是否承受外力作用2 第5-2节坡面防护坡面防护是指…p97坡面防护植物防护:土质边坡工程防护:石质路堑边坡…一、植物防护可以美化路容，调节边坡土的温度和湿度，并有一定的稳定边坡的作用。有种草、铺草皮、骨架植物防护等多种形式。3 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。三维植被网以热塑树脂等原料制成。由凹凸不平的网包组成。由于网包的作用，能降低雨滴的冲蚀能量，同时网包能很好地固定充填物（土、营养土、草籽）不被雨水冲走，为植被生长创造良好条件。另外，三维网固定在坡面上，直接对坡面起固筋作用。当植物生长茂盛后，根系与三维网盘错、连接、纠缠在一起，坡面和土相接，形成一个坚固的绿色复合保护整体，起到复合护坡的作用。3.植被网防护：网、土工布，草…7 三维植被网防护8 应用土工格室进行边坡防护，提高坡面强度、防止水流冲蚀9 4、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高等级公路常用。截水骨架防护1）浆砌片石或水泥混凝土骨架植物防护10 2）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。11 3）锚杆混凝土框架植物防护1.适用于土质边坡和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。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。12 二、工程防护：采用砂石石灰水泥等进行防护。适用于：未严重风化的易风化岩石边坡。但不适用于由煤系岩层以及成岩作用很差的红色粘土岩组成的边坡。高速公路边坡不宜使用目的：防止表面风化成害。1.抹面防护：用石灰浆或水泥砂浆等抹面2-10cm。13 二、工程防护2.喷浆防护挂网喷浆：适于坡面较陡或层状结构的不连续地层的挖方边坡；若坡面岩石与基岩分开并有可能下滑，可设置设锚挂网喷浆。适用于坡率缓于1：0.5、易风化、坡面不平整的岩石边坡。喷浆的厚度不宜小于5cm，强度不低于M10;多采用机械喷护法，分2-3层喷射。14 二、工程防护3、灌浆及勾缝目的：避免水分渗入岩石裂隙造成病害，改善边坡外观灌浆适用于：坚硬，但裂缝较深和较宽的岩石边坡勾缝适用于：比较坚硬，但节理裂缝多而细的岩石边坡15 原叫护面，现规范叫护坡。有干砌片石护坡、浆砌片石护坡或混凝土预制块护坡等。适用于坡率缓于1：1的土石质边坡。4.护坡混凝土预制块护坡缺少石料地区，需设砂砾垫层。16 干砌片石护坡：干砌片石护坡适用于坡度缓于1：1.25土（石）质路堑边坡，需设砂砾垫层。厚度单层和双层有所不同。干砌护坡干砌基础干砌护坡浆砌基础单层干砌片石护坡（单位:cm）17 漿砌片石护坡：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。厚度不宜小于250mm。注意养生和沉降缝和伸缩缝的设置。肋式浆砌片石护坡展示图柱肋漿砌片石护坡（单位:cm）18 适用于封闭易风化或风化严重的软质岩石或较破碎岩石的挖方边坡，边坡不宜陡于1：0.5。目的是封闭加强岩石表层。施工时要求清除边坡风化层至新鲜岩石，且紧贴坡面，坡面不平处要求用圬工补。需要考虑基础、沉降伸缩缝以及排水孔问题。墙顶厚度一般大于40mm，不宜陡于1：0.5；而护坡多20mm，不宜陡于1：1~1.25.二、工程防护5.护面墙19 沿河的路基，受河流变迁及冲刷的威胁;尤其到了每年的洪水涨水季节，水流对路基的冲刷乃至冲毁，常给行车安全造成巨大的威胁和灾害;故必须以有效的措施防止河岸与路堤边坡被冲刷导致的路基浸湿、坡脚掏空、填料流失现象，确保路基安全稳定.第5-3节沿河路基冲刷防护20 两类防冲刷设施直接防护直接防护中，除植物防护（主要指植树）与砌石防护外，对于较大流速和浸水部分来说，还有抛石、石笼、柔性板与抗滑桩等间接防护主要指导治和改河，改变水流流速流向。21 一、直接防护：（一）、植物防护第5-3节沿河路基冲刷防护22 植物防护1、植物防护适用于允许流速小于1.2~1.8m/s的季节性水流冲刷,用于冲刷防护的植物防护应符合有关规定。经常浸水或长期浸水的路堤边坡不宜采用种草防护。2、在沿河路基外的河滩上植造防护林带,树种应具有喜水性。23 （二）、砌石或混凝土护坡24 砌石或混凝土护坡1、砌石或混凝土护坡适用于允许流速为2~8m/s的路堤边坡。护坡应符合有关规定。2、浆砌片(卵)石护坡厚度应按流速和波浪的大小等因素确定。防护类型结构形式适用条件注意事项容许流速(m/s)水文、地形条件干砌片石护坡单层干砌厚一般0.25～0.5m双层干砌厚上层0.25～0.35m,下层0.25m2～4水流方向较平顺的河岸滩地边缘;不受主流冲刷的路堤边坡应设置垫层浆砌片石护坡厚0.3～0.6m4～8主流冲刷及波浪作用强烈处的路堤边坡有冻胀变形的边坡上应设垫层25 （三）、抛石26 抛石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土墙、护坡的基础防护。抛石一般多用于抢修工程。允许流速为3~5m/s；2、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,石料粒径应大于300mm,厚度不应小于所用最小石料粒径的两倍.27 28 （四）、石笼石笼是用铁丝编织成框架，内填石料，设在坡脚处。允许流速为5~6m/s；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。石笼内所填石料,应采用重度大、浸水不崩解、坚硬且未风化石块,粒径应大于石笼的网孔。29 石笼30 P101…31 1、土工织物软体沉排、土工膜袋适用于允许流速为2~3m/s的沿河路基冲刷防护。2、土工膜袋可用于替代干砌块石、砂浆块石等修建堤坡、堤脚,构筑丁坝、堤坝主体,还可以用于堤坝崩塌、江河崩岸险情的抢护。（五）土工软体沉排和土工模袋：p101-102…32 土工软体沉排和土工模袋33 （六）、浸水挡土墙34 二、间接防护——调治和导流结构物丁坝、顺坝等：采用导流或阻流的方法，改变水流性质，或者迫使主流流向偏离被防护的路段，亦可减小流速，缓和水流对被防护路段的作用，改变河槽中冲刷和淤积的部位，以及必要时改变河道等。影响范围较大，要慎重对待。35 1.丁坝1）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。2）用于路基防护的丁坝宜采用漫水坝或潜坝,丁坝与水流方向的交角以小于或等于900为宜。3）丁坝的横断面形式和尺寸应根据材料种类、河流的水文特性等确定,坝顶宽度根据稳定计算确定。36 37 丁坝的坝头、对于水流作用为首当其冲，而且易受水上漂浮物的撞击，必须坚固；常将背水面放宽（总宽是坝身顶宽的1.5~2.0倍），并做圆滑曲线形，横坡放缓至1：3。(a)平面(b)断面丁坝的坝头构造示意图38 丁坝的坝身为不对称梯形断面，其顶宽一般不小于2.0m石质丁坝断面示意图坝腹式丁坝1-单层嵌砌片石（≥40cm）；2-石笼；3-石块；4-干砌片石面层；5-碎（卵）石垫层；6-渗水土39 40 2.顺坝1、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,用于调整流水曲度和改善流态。又叫导流坝。2、顺坝与上、下游河岸的衔接,应使水流顺畅,起点应选择在水流匀顺的过渡段,坝根位置宜设在主流转向点的上方。3、坝顶宽度应根据稳定计算确定,坝根应嵌入稳定河岸内不小于3m。41 3.改移河道1、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。2、改河起点和终点的位置应与原河床顺接。为防止水流重归故道,宜在改河入口处加陡纵坡并设置拦河坝或顺坝。新河槽断面应按设计洪水频率的流量设计。3、经论证进行。改河河段的防护设计应符合路基设计手册有关规定进行。42 防冲刷一般规定1、沿河地段路基当受水流冲刷时,应根据河流特性、水流性质、河道地貌、地质等因素,结合路基位置,选用适宜的防护工程、导流或改河工程。2、冲刷防护工程顶面高程,应为设计水位加上波浪侵袭、壅水高度及安全高度。基底埋设在冲刷深度以下不小于lm或嵌入基岩内。3、设置导流建筑物时,应根据河道地貌、地质、水流特性、河道演变规律和防护要求等设计导治线,并应避免农田、村庄、公路和下游路基的冲刷加剧。43 1、分布：在我国沿河沿湖沿江海地带。2、软土概念：以水下沉积的饱和水的软粘性土或淤泥为主的地层，有时有少量的腐泥或泥炭层。常见有软土（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。3、软土特点：天然含水量大，孔隙比大，压缩性高，强度低。软土主要鉴别指标；表5-4。一、软土地基第5-4节软土地基加固土类天然含水量（%）天然孔隙比直剪内摩擦角（°）十字板剪切强度（kPa）压缩系数a0.1～0.2（MPa-1）粘质土、有机质土≥35≥液限≥1.0宜＜5＜35宜＞0.5粉质土≥30≥0.90宜＜8宜＞0.344 4.软土路基的特点：1）沉降大2）固结时间长：路基修筑后很长时间沉降才能达到稳定。这样，在其上修建公路时，易产生路堤失稳或沉降过大引起开裂、剪切破坏、沉陷等问题。一、软土地基45 地基沉降量是指地基土压缩变形达固结稳定的最大沉降量。地基沉降有两方面的原因：一是建筑物荷载在土中产生附加应力，二是土具有压缩性。为什么要研究沉降？基础的沉降量或者各部位的沉降差过大，那么将影响上部建筑物的正常使用，甚至会危及建筑物的安全。为了研究土的压缩特性，通常可在试验室内进行压缩（即固结）试验，根据固结试验各级荷载pi相应的稳定压缩量Si，可求得相应孔隙比ei，建立压力p与相应的稳定孔隙比e的关系曲线，称为土的压缩曲线。土的压缩系数是e－p曲线某范围的割线斜率。分层总和法是目前被广泛采用的沉降计算方法。二.沉降计算46 地基沉降量计算分层总和法——在沉降计算深度范围内划分若干土层，计算各层的压缩量（Si），然后求其总和，即得地基表面的最终沉降量S，这种方法称为分层总和法。沉降计算深度zn是指自基础底面向下需要计算压缩变形所达到的深度。σz-地基某深度的附加应力;σs-自重应力。①一般土层：σz=0.2σs；②软粘土层：σz=0.1σs；③至基岩或不可压缩土层。47 分层总和法的基本思路是：将压缩层范围内地基分层，计算每一分层的压缩量，然后累加得总沉降量。分层总和法的基本方法：e~p曲线法。地基沉降量计算48 用e～p曲线法计算地基的沉降量计算步骤（1）按作用荷载的性质（中心、偏心或倾斜等），求出基底压力的大小和分布。（2）将地基分层。2~4m,<=0.4b,土层交界面，地下水位；（3）计算地基中的自重应力分布。（4）计算地基中竖向附加应力分布;（5）确定压缩层厚度；（6）求各分层平均自重应力和平均附加应力。地基沉降量计算分层总和法49 （7）求出第i分层的压缩量。p→e（注意：不同土层要用不同曲线），代公式：（8）最后将每一分层的压缩量累加，即得地基的总沉降量为：地基沉降量计算分层总和法50 软土地基上公路路基的设计包括沉降计算、稳定验算及其相应的处治方法的设计。公路路基设计规范p69-74.应认真收集沿线的地形、地貌、工程地质、水文地质、气象等资料，按照《公路工程地质勘察规范》有关规定，采用适宜的勘探方法进行综合勘探试验和现场原位测试，并进行统计与分析，为设计提供可靠的软土物理力学性质指标。三、软土地基设计第5-4节软土地基加固51 一）地基沉降计算：主固结沉降采用分层总合法计算。总沉降宜采用沉降系数与主固结沉降计算：沉降系数ms为一经验系数，与地基条件、荷载强度、加荷速率等因素有关，其范围值为1.1～1.7，应根据现场沉降观测资料确定，也可采用下面的经验公式估算：式中:θ——地基处理类型系数,地基用塑料排水板处理时取0.95～1.1，用粉体搅拌桩处理时取0.85,一般预压时取0.90；H——路基高度（m）；V——填土速率修正系数,填土速率在0.2mm～0.7mm/d之间时，取0.025；Y——地质因素修正系数，满足软土层不排水抗剪强度小于25kPa、软土层的厚度大于5m、硬壳层厚度小于2.5m三个条件时，=0，其它情况下可取=-0.1。三、软土地基设计第5-4节软土地基加固52 二）.稳定验算软土地基路堤的稳定验算一般采用瑞典圆弧滑动法中的固结有效应力法、改进总强度法，有条件时也可采用简化Bishop法、Jub普遍条分法。验算时按施工期和营运期的荷载分别计算稳定安全系数。施工期的荷载只考虑路堤自重，营运期的荷载包括路堤自重、路面的增重及行车荷载。当计算的稳定安全系数K小于表规定时，应针对稳定性进行处治设计；三、软土地基设计安全系数方法指标固结有效应力法改进总强度法简化Bishop法、Jub法不考虑固结考虑固结不考虑固结考虑固结直接快剪1.11.2静力触探、十字板剪1.21.3三轴有效剪切指标1.4表稳定安全系数53 三、软土地基设计三）软土地基沉降处治设计的条件当路面设计使用年限（沥青路面15年、水泥混凝土路面30年）内的残余沉降（简称工后沉降）不满足下表的要求时，应针对沉降进行处治设计。表容许工后沉降工程位置道路等级桥台与路堤相邻处涵洞、通道处一般路段高速公路、一级公路≤0.10m≤0.20m≤0.30m二级公路≤0.20m≤0.30m≤0.50m54 （一）软土地基处理的目的及方法选择1．沉降处理沉降处理包括加速固结沉降和减少总沉降量两方面。加速固结沉降可采用加载预压、竖向排水(设置砂井或芯板排水)和挤实砂桩等方法。减少总沉降量可以采用换填好土、石灰(水泥)桩、挤实砂桩等方法。2．稳定处理稳定处理可以采用换填土、挤实砂桩、石灰(水泥)桩等措施增加抗滑阻力。各种加速固结沉降措施都有助于促进软土层强度的增长；慢速或分期填筑路堤可以达到阻止地基强度降低的目的。四）软基加固措施p11055 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。1.换填材料法：3类方法：（二）地基加固措施1）开挖换填：将软土层挖去，换好土。2）抛石挤淤：56 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。57 1）砂垫层法：在软土上铺设0.5-1.2m的砂层成为砂垫层，上下排水层。视路堤高度、软土层的厚度及压缩性而定。砂垫层填土软土层适用于：a.路堤高度不大，软土表面无透水性低的硬壳；b.软土层不很厚，或虽稍厚，但具有双面排水条件；c.当地有砂，运距不太远；（二）地基加固措施2.排水固结法58 2.排水固结法2）砂井/袋装砂井/塑料排水板排水法：p113…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、粉土薄膜封压后，膜下形成真空，膜内外有气压差，利用气压差排水固结。59 3.反压护道法：p111…适用于：a.非耕作区和取土不困难的地区；b.路堤高度不大于5/3～2倍极限高度；c.主要用于处理软土，对泥沼有时也可以采用。反压护道60 1）粒料桩2）石灰桩p114…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。振沉桩施工示意图4.挤密法：p114…61 1）重夯法；2）强夯法5.夯实法62 饱和软粘土地基中夹有多层粉砂或采用在夯坑中回填块石、碎砾石、卵石等粒料进行强夯置换时可以采用强夯法处理。夯点可采用正方形或等边三角形布置，间距以5m～7m为宜。6.分阶段施工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.5.夯实法63 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。7.胶结硬化法64 完65 （七）侧向约束法系杆夯石堆66 3.灌浆法压力注浆电化学注浆劈裂注浆67 土工织物加筋反铺塔头材排或梢捆土工织物砂垫层2.路堤加筋法68 第十四章整式的乘法与因式分解14.1.4整式的除法2 1.多项式除以单项式1分钟学习目标： 1.多项式除以单项式，就是用多项式的除以这个，再把所得的商.每一项自学指导1（8分钟）阅读课本103页内容，完成练习：单项式相加2.(am+bm)÷m==am÷m+bm÷ma+b 3.计算(12a3-6a2+3a)÷3a.解：(12a3-6a2+3a)÷3a=12a3÷3a+(-6a2)÷3a+3a÷3a=4a2+(-2a)+1=4a2-2a+1.方法总结：多项式除以单项式，实质是利用乘法的分配律，将多项式除以单项式问题转化为单项式除以单项式问题来解决．计算过程中，要注意符号问题. 计算：(1)(6x3y4z－4x2y3z＋2xy3)÷2xy3；(2)(72x3y4－36x2y3＋9xy2)÷(－9xy2)．(2)原式＝72x3y4÷(－9xy2)＋(－36x2y3)÷(－9xy2)＋9xy2÷(－9xy2)＝－8x2y2＋4xy－1.解：(1)原式=6x3y4z÷2xy3－4x2y3z÷2xy3＋2xy3÷2xy3=3x2yz－2xz＋1；自学检测1（8分钟） 2.先化简，后求值：[2x(x2y－xy2)＋xy(xy－x2)]÷x2y，其中x＝2015，y＝2014.解：原式＝[2x3y－2x2y2＋x2y2－x3y]÷x2y，原式＝x－y＝2015－2014＝1.＝x－y.把x＝2015，y＝2014代入上式，得 当堂训练（10分钟）完成学练优相应的练习