路基防護與加固(4)課件

1、1第五章 路基防護與加固第一節(jié)第一節(jié) 概述概述第二節(jié)第二節(jié) 坡面防護坡面防護第三節(jié)第三節(jié) 沖刷防護沖刷防護第四節(jié)第四節(jié) 軟土地基加固軟土地基加固2第一節(jié) 概述路基防護與加固的設施路基防護與加固的設施n邊坡坡面防護：邊坡坡面防護： 植物防護、工程防護植物防護、工程防護n沿河路堤河岸沖刷防護與加固：沿河路堤河岸沖刷防護與加固： 直接防護、間接防護直接防護、間接防護n濕軟地基加固處治：濕軟地基加固處治： 換填土、碾壓夯實、排水固結(jié)、振動擠密、化學加固、換填土、碾壓夯實、排水固結(jié)、振動擠密、化學加固、土工格柵土工格柵3第二節(jié)第二節(jié) 坡面防護坡面防護坡面防護的作用：坡面防護的作用：保護路基邊坡表面免受雨

2、水沖刷；保護路基邊坡表面免受雨水沖刷；減緩溫差及濕度變化的影響；減緩溫差及濕度變化的影響；防止和延緩軟弱巖土表面的風化、碎裂、剝蝕防止和延緩軟弱巖土表面的風化、碎裂、剝蝕演變進程；演變進程；保護路基邊坡的整體穩(wěn)定性；保護路基邊坡的整體穩(wěn)定性；在一定程度上兼顧路基美化和協(xié)調(diào)自然環(huán)境。在一定程度上兼顧路基美化和協(xié)調(diào)自然環(huán)境。4第二節(jié)第二節(jié) 坡面防護坡面防護一、植物防護一、植物防護1.植草植草55 適宜坡高不大、邊坡不陡于適宜坡高不大、邊坡不陡于1:1.0的土質(zhì)易種植的土質(zhì)易種植邊坡，其表面水徑流速度應低于邊坡，其表面水徑流速度應低于0.6m/s。6三維植被網(wǎng)防護三維植被網(wǎng)防護 適用于砂性土、土夾石

3、及風化巖石，且坡率緩于適用于砂性土、土夾石及風化巖石，且坡率緩于1：0.75的邊坡防護；三的邊坡防護；三維植被網(wǎng)中的回填土通常采用客土。維植被網(wǎng)中的回填土通常采用客土。72. 鋪草皮鋪草皮平鋪草皮平鋪草皮疊鋪草皮疊鋪草皮適用于需要快速綠化，且坡率緩于適用于需要快速綠化，且坡率緩于1：1的土質(zhì)邊坡和嚴重風化的軟的土質(zhì)邊坡和嚴重風化的軟質(zhì)巖石邊坡。不宜采用喜水、生長在泥沼地的草皮質(zhì)巖石邊坡。不宜采用喜水、生長在泥沼地的草皮方格草皮方格草皮8 表面水徑流速度在表面水徑流速度在0.6m/s1.8m/s之間時不宜種草，而之間時不宜種草，而應根據(jù)情況按平鋪、水平疊置、垂直坡面疊置、斜疊置應根據(jù)情況按平鋪、

4、水平疊置、垂直坡面疊置、斜疊置等不同方法鋪草皮，必要時可先漿砌防護，在漿砌內(nèi)部等不同方法鋪草皮，必要時可先漿砌防護，在漿砌內(nèi)部鋪草皮，以減小水流沖刷。鋪草皮，以減小水流沖刷。9截水骨架防護漿砌片石或水泥混凝土骨架植物防護漿砌片石或水泥混凝土骨架植物防護10多邊形水泥混凝土空心塊植物防護多邊形水泥混凝土空心塊植物防護11適用于坡率緩于適用于坡率緩于1：1.5和邊坡或在邊坡以外的河岸及漫灘地。和邊坡或在邊坡以外的河岸及漫灘地。應選用根深葉密的低矮灌木。注意視距和風沙、風雪流問題。應選用根深葉密的低矮灌木。注意視距和風沙、風雪流問題。3. 植樹植樹帶狀植樹帶狀植樹連續(xù)植樹連續(xù)植樹橫斷面示意圖橫斷面示

5、意圖12主要用在堤岸邊的河灘上，用來降低流速，促主要用在堤岸邊的河灘上，用來降低流速，促 使泥沙淤積，防水直接沖刷路堤；使泥沙淤積，防水直接沖刷路堤；多排林堤岸與水流方向斜交，還可起挑水改變多排林堤岸與水流方向斜交，還可起挑水改變水流方向的作用；水流方向的作用；沙漠與雪害地區(qū)，防護林帶還起阻沙防雪作用。沙漠與雪害地區(qū)，防護林帶還起阻沙防雪作用。13二、工程防護二、工程防護2. 噴漿（混凝土）防護噴漿（混凝土）防護 用于易風化且坡面不平整的巖石挖方邊坡，一般厚度在用于易風化且坡面不平整的巖石挖方邊坡，一般厚度在510cm。噴漿坡面應設置排水孔。噴漿坡面應設置排水孔 主要用于石質(zhì)挖方坡面，以防止巖

6、石表面風化。但要求巖主要用于石質(zhì)挖方坡面，以防止巖石表面風化。但要求巖表完整未剝落、表面較平整，一般抹面的厚度在表完整未剝落、表面較平整，一般抹面的厚度在210cm。1. 砂漿抹面防護砂漿抹面防護3. 比較堅硬的巖石坡面，通過勾縫、灌漿、嵌補，比較堅硬的巖石坡面，通過勾縫、灌漿、嵌補，防止水分滲入縫隙。防止水分滲入縫隙。144. 干砌片石護面干砌片石護面 有單層與雙層之分，須做砂墊層，厚度一般不小于有單層與雙層之分，須做砂墊層，厚度一般不小于20cm，以防止地面水流和河水沖刷。以防止地面水流和河水沖刷。15164. 護面墻護面墻 護面墻是漿砌片石的坡面覆蓋層，用于封閉各種軟質(zhì)護面墻是漿砌片石的

7、坡面覆蓋層，用于封閉各種軟質(zhì)巖層和較破碎的挖方邊坡；要求墻面緊貼坡面，表面砌巖層和較破碎的挖方邊坡；要求墻面緊貼坡面，表面砌平，厚度可不一。平，厚度可不一。 護面墻除自重外，不承受其他荷載，亦不承受墻背土護面墻除自重外，不承受其他荷載，亦不承受墻背土壓力。壓力。17 圖5-3 護面墻示意圖(單位：m) a)雙層式；b)單層式；c)墻面；d)拱式；e)混合式1-平臺；2-耳墻；3-泄水孔；4-封頂；5-松散夾層；6-伸縮縫；7-軟地基；8-基礎；9-支補墻；10-護面墻18第三節(jié)第三節(jié) 沖刷防護沖刷防護一、直接防護一、直接防護1. 植物防護植物防護192. 砌石或混凝土護坡砌石或混凝土護坡203

8、. 拋石或石籠拋石或石籠214. 浸水擋土墻浸水擋土墻225. 土工軟體沉排和土工模袋土工軟體沉排和土工模袋23二、間接防護措施二、間接防護措施丁壩、順壩、格壩丁壩、順壩、格壩24第四節(jié) 軟土地基加固在高壓縮性軟土地基上設計路堤，需考慮的問題：在高壓縮性軟土地基上設計路堤，需考慮的問題： 地基的承載力是否可以保證路堤的穩(wěn)定性；地基的承載力是否可以保證路堤的穩(wěn)定性； 由于壓縮性土的固結(jié)變形而引起的路堤沉降，由于壓縮性土的固結(jié)變形而引起的路堤沉降，包括沉降量和沉降速率，是否影響路基和路面包括沉降量和沉降速率，是否影響路基和路面結(jié)構(gòu)的正常使用及其使用壽命；結(jié)構(gòu)的正常使用及其使用壽命；為提高路堤穩(wěn)定性

9、、減少沉降量或加速固結(jié)，為提高路堤穩(wěn)定性、減少沉降量或加速固結(jié)，需采取的地基加固措施。需采取的地基加固措施。25 S2：軟土地基固結(jié)沉降：軟土地基固結(jié)沉降SA：施工期間沉降：施工期間沉降SB：工后沉降：工后沉降Sr初期再固結(jié)沉降初期再固結(jié)沉降Su后期不排水剪切沉降后期不排水剪切沉降Sd工后主固結(jié)沉降工后主固結(jié)沉降Ss工后次固結(jié)沉降工后次固結(jié)沉降軟土層一維豎向軟土層一維豎向壓縮應變壓縮應變正常固結(jié)土塑性流動正常固結(jié)土塑性流動孔隙水壓力孔隙水壓力u消消散過程散過程u消散后土的結(jié)消散后土的結(jié)構(gòu)粘滯性構(gòu)粘滯性2626二、軟土地基加固處理二、軟土地基加固處理（一）處理方法的種類及選擇（一）處理方法的種類

10、及選擇沉降處理沉降處理加速固結(jié)沉降：加載預壓、豎向排水（砂井或塑料加速固結(jié)沉降：加載預壓、豎向排水（砂井或塑料排水板排水）和擠實砂樁等方法。排水板排水）和擠實砂樁等方法。減小總沉降量：擠實砂樁、石灰（或水泥）樁、換減小總沉降量：擠實砂樁、石灰（或水泥）樁、換填好土。填好土。2. 穩(wěn)定處理穩(wěn)定處理 包括采用換填土、反壓護道、擠實砂樁、石灰（水包括采用換填土、反壓護道、擠實砂樁、石灰（水泥）樁等措施。泥）樁等措施。 各種加固措施有助于促進軟土層強度的增長，慢各種加固措施有助于促進軟土層強度的增長，慢速或分期填筑路堤到達阻止地基強度降低的目的。速或分期填筑路堤到達阻止地基強度降低的目的。27（二）砂

11、墊層法（二）砂墊層法砂墊層砂墊層填土填土軟土層軟土層 在軟土地基上鋪設厚度為在軟土地基上鋪設厚度為0.51.2m的砂層，稱作的砂層，稱作砂墊層，材料以透水性好的砂或沙礫（砂墊層，材料以透水性好的砂或沙礫（0.074mm篩孔通過率篩孔通過率3%以下）為宜，以保證所需的排水能以下）為宜，以保證所需的排水能力。力。28砂墊層的作用：砂墊層的作用：1. 作為軟土層固結(jié)所需的上部排水層作為軟土層固結(jié)所需的上部排水層2. 作為路堤內(nèi)的底部排水層，以降低路堤內(nèi)水位作為路堤內(nèi)的底部排水層，以降低路堤內(nèi)水位或降低路堤內(nèi)濕度。或降低路堤內(nèi)濕度。3. 改善路堤和地基處理工程施工時的機械作業(yè)條改善路堤和地基處理工程施

12、工時的機械作業(yè)條件。件。4. 軟土層薄時，單獨用作地基處理（固結(jié)排水）軟土層薄時，單獨用作地基處理（固結(jié)排水）措施。措施。29已完成的斜坡砂墊層已完成的斜坡砂墊層30適用于軟弱土層位于地表，換挖深度不超過適用于軟弱土層位于地表，換挖深度不超過3m3m的場合。的場合。適用于排水困難的洼地，而軟弱土層易于滑動，厚度又較薄，適用于排水困難的洼地，而軟弱土層易于滑動，厚度又較薄，表層無硬殼，石料來源充分。表層無硬殼，石料來源充分。1. 開挖換填開挖換填2.拋石擠淤拋石擠淤（三）換填法（三）換填法313. 爆破擠淤爆破擠淤爆空區(qū)爆空區(qū)擠出區(qū)擠出區(qū) 適用于換填深度超過適用于換填深度超過3m3m，需要快速施

13、工且允許爆破的場合。，需要快速施工且允許爆破的場合。對于稠度較大的軟土采用先爆后填，對于稠度小的軟土，可以對于稠度較大的軟土采用先爆后填，對于稠度小的軟土，可以先填后爆破。先填后爆破。32（四）反壓護道法（四）反壓護道法 反壓護道的高度一般為路堤高度的反壓護道的高度一般為路堤高度的1/21/3，并，并且不得超過由下式確定的高度值：且不得超過由下式確定的高度值：sceFHH 式中：式中：He反壓護道最大高度；反壓護道最大高度；Hc路堤極限高度；路堤極限高度；?填土的容重；填土的容重；Cu軟土的不排水剪粘結(jié)力；軟土的不排水剪粘結(jié)力；Ns穩(wěn)定系數(shù)；穩(wěn)定系數(shù)；H填土高度；填土高度；D軟土層厚度；軟土層

14、厚度；Fs安全系數(shù)。安全系數(shù)。uscCNH 33（五）分階段施工（五）分階段施工（六）超載預壓法（六）超載預壓法路堤填筑到一定高度，其穩(wěn)定性安全系數(shù)達到預定路堤填筑到一定高度，其穩(wěn)定性安全系數(shù)達到預定的下限值后，放置一段時間，使軟土地基通過固結(jié)的下限值后，放置一段時間，使軟土地基通過固結(jié)而增加其抗剪強度，達到能支撐下一層填土重量；而增加其抗剪強度，達到能支撐下一層填土重量；而后，進行第二階段的路堤填筑；重復多次。而后，進行第二階段的路堤填筑；重復多次。路堤填筑到超過設計標高的高度，使軟土地基受路堤填筑到超過設計標高的高度，使軟土地基受到超載作用而加速固結(jié)沉降，從而可較早地達到到超載作用而加速固

15、結(jié)沉降，從而可較早地達到路堤設計荷載下的沉降量，并減少路面鋪筑后的路堤設計荷載下的沉降量，并減少路面鋪筑后的剩余沉降量。剩余沉降量。34（七）豎向排水法（七）豎向排水法軟土層厚而滲透性小時，軟土地基的自然固結(jié)軟土層厚而滲透性小時，軟土地基的自然固結(jié)慢。有效地加速固結(jié)措施是在軟土層內(nèi)引入排慢。有效地加速固結(jié)措施是在軟土層內(nèi)引入排水單元。水單元。豎向排水法是在地基內(nèi)設置豎向排水井，縮短豎向排水法是在地基內(nèi)設置豎向排水井，縮短排水距離，加速固結(jié)排水。排水距離，加速固結(jié)排水。豎向排水井的材料可用砂（稱作砂井排水法）豎向排水井的材料可用砂（稱作砂井排水法）或塑料排水板（稱作塑料排水板排水法）?；蛩芰吓潘?/p>

16、板（稱作塑料排水板排水法）。35真空預壓法真空預壓法在需要加固的軟土地基表面先鋪設砂墊層，然后在需要加固的軟土地基表面先鋪設砂墊層，然后埋設垂直排水管道，再用不透氣的封閉膜使其與埋設垂直排水管道，再用不透氣的封閉膜使其與大氣隔絕，薄膜四周埋入土中，通過砂墊層內(nèi)埋大氣隔絕，薄膜四周埋入土中，通過砂墊層內(nèi)埋設的吸水管道，用真空裝置進行抽氣，使其形成設的吸水管道，用真空裝置進行抽氣，使其形成真空，增加地基的有效應力。真空，增加地基的有效應力。當抽真空時，先后在地表砂墊層及豎向排水通道當抽真空時，先后在地表砂墊層及豎向排水通道內(nèi)逐步形成負壓，使土體內(nèi)部與排水通道、墊層內(nèi)逐步形成負壓，使土體內(nèi)部與排水通

17、道、墊層之間形成壓差。在此壓差作用下，土體中的孔隙之間形成壓差。在此壓差作用下，土體中的孔隙水不斷由排水通道排出，從而使土體固結(jié)。水不斷由排水通道排出，從而使土體固結(jié)。 36真空堆載預壓排水法示意圖真空堆載預壓排水法示意圖砂墊層砂墊層堆載填土堆載填土砂井砂井/袋裝砂井袋裝砂井/塑料排水板塑料排水板塑料薄膜塑料薄膜射流泵射流泵有孔管道網(wǎng)絡有孔管道網(wǎng)絡有孔管道網(wǎng)絡示意圖有孔管道網(wǎng)絡示意圖廣泛適用于各類飽和粘土、粉土廣泛適用于各類飽和粘土、粉土3738（八）擠密法樁法和加固土法（八）擠密法樁法和加固土法用沖擊或振動方法，將砂或碎石等粒料擠入軟土用沖擊或振動方法，將砂或碎石等粒料擠入軟土地基內(nèi)，形成直

18、徑較大的樁體，并同原地基一起地基內(nèi)，形成直徑較大的樁體，并同原地基一起形成復合地基。形成復合地基。主要作用為：主要作用為：1) 使樁周圍的土體變密實；使樁周圍的土體變密實；2) 支承路堤很大一部分重量；支承路堤很大一部分重量；3) 加速周圍軟土的固結(jié)；加速周圍軟土的固結(jié)；4) 防止砂土地基液化。防止砂土地基液化。391.粒料樁粒料樁2. 石灰樁石灰樁適用于含砂量低，沒有滯水砂層的軟土。適用于含砂量低，沒有滯水砂層的軟土。適用于處理松砂、雜填土和粘粒含量不大的普通粘土，適用于處理松砂、雜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。亦能有效防止砂土基地的液化。振沉樁施工示意圖振沉樁施工示意圖40廣泛適用于雜填土、碎石土、砂土、粘性土、濕陷性黃土和沼廣泛適用于雜填土、碎石土、砂土、粘性土、濕陷性黃土和沼澤土，還可用于水下澤土，還可用于水下3. 夯實法