长大路基路面之第五章路基防护与加固.ppt
第五章,路基防护与加固,第五章 路基防护与加固,第一节 概述第二节 坡面防护第三节 冲刷防护第四节 软土地基加固,第一节 概述,1.路基防护和加固的意义2.路基防护和加固的基本类型3.路基防护和加固的基本类型,第五章 路基防护与加固,路基防护和加固的意义,各种自然因素下路基的强度和稳定性不足需要加固；自然条件和行车荷载等的共同作用，路基不能保持长期稳定，需要防护；路基防护和加固是阻断或削弱不利环境因素影响，保证道路安全、舒适、高效通行的必要的工程措施。,路基防护和加固的基本类型,路基防护的主要类型：坡面防护、冲刷防护地基加固的基本措施：换填、预压、反压、排水固结、粒料或加固土桩、化学加固等,路基防护和加固的主要技术,路基防护基本技术：植物防护、工程防护、综合防护地基加固主要技术：换填土层法、反压护道法、超载预压法、排水固结法、挤密加固法、化学加固法、强力夯实法,第二节 坡面防护,1.坡面防护的概念2.植物防护3.工程防护4.综合防护,坡面防护的概念,1.坡面防护的作用防止地表径流冲刷冲刷坡面；减缓温、湿变化的影响，延缓软弱岩土表面的风化、碎裂、剥蚀演变进程；坡面防护设施不承受外力作用，要求坡面岩土整体稳定牢固,坡面防护的概念,2.坡面防护的分类植物防护：种草、铺草皮、植树等。有“生命”的防护，必须有生长条件；工程防护：抹面、喷浆、勾缝、石砌护坡、护面墙等。以圬工防护为主，适应能力强。,植物防护,1.植物防护的概念植物防护以成活的植物作为路基防护的材料，通过植物的叶、茎和根系与被保护土体的共同作用，在拟保护的路基部位，形成有生命的保护层。是一种积极的、有生命的防护措施。,植物防护,2.植物防护的方法种草、铺草皮（平铺或叠铺草皮）、植树拉伸网草皮、固定草种布或网格撒种,种草,1.种草防护的条件边坡坡度不陡于1:1；土质和气候适宜植物生长；地表不浸水或短期浸水，径流流速不超过0.6m/s。,种草,2.种草防护的草种选择适宜当地生长；根系发达，中茎低矮，多年生；几种草籽混种更好。,种草,3.坡面条件不佳时对于不宜植物生长的边坡可铺510cm厚的种植土；用土工网、土工垫、固定种草布等技术种草。,种草,4.工程示例,铺草皮,1.铺草皮防护的条件坡面冲刷较严重，坡度较陡，径流流速0.6m/s；天然草皮不易形成，种草防护不易实施；容许最大流速不超过1.8m/s。,铺草皮,2.草皮生产和制作无特殊要求时宜就近培养，切割成形及时铺筑，利于植被生长。,铺草皮,3.铺筑方法平铺草皮和叠铺草皮；平铺草皮是指将草皮平行于坡面铺砌；叠铺草皮是指将草皮相互重叠铺筑，分水平叠铺、垂直于坡面叠铺、以与坡面成半个坡角的角度铺筑等。,铺草皮,4.铺草皮防护铺筑方式,植树,1.植树防护的一般用途堤岸坡脚、河滩等降低流速促使淤积；坡脚滩地多排植树，改变水流流态，保护堤岸；水流流速不超过3m/s；沙害、雪害地区阻沙防雪。,植树,2.植物品种选择根据种植位置、水流流速、土质气候等条件选择。,植树,3.植树方式连续式：降低水流流速、一般坡面防护等；带式：多排间隔种植，与水流与一定交角，可起到改变水流方向作用。,工程防护,1.石砌护坡2.护面墙3.砂浆抹面、勾缝、喷浆4.其他类型的坡面防护,石砌护坡,1.石砌护坡的概念用由砂浆、片石、块石、水泥混凝土预制块（或板）等圬工材料砌筑的坡面覆盖层来保护边坡的一种路基防护措施。有浆砌片石护坡和干砌片石护坡。缺乏石料时可用混凝土预制块代替。,石砌护坡,2.石砌护坡的类型砌筑工法分干砌或两浆砌两种，相应的就有干砌护坡和浆砌护坡两种，分别使用于不同的条件；必要时也可改用砌块石。在石料匮乏地区，砌石护坡可用砌水泥混凝土预制块（或板）代替。,石砌护坡,3.石砌护坡的构造一般包括砂垫层和片（块）石砌筑层，根据需要可单层单砌筑，也可双层砌筑，厚度大于20cm。对于浆砌护坡，每1015米设伸缩缝。,石砌护坡,4.石砌护坡示意图,护面墙,1.护面墙的概念一般用浆砌片石砌筑，其断面形状多为梯形，能适应的边坡坡度和防护高度较砌石护坡大，是路基防护的常用设施。护面墙虽然叫“墙”，外观也像石砌重力式挡土墙，但其不能承受除自重以外的其它荷载，因此，被防护边坡必须自身稳定。,护面墙,2.护面墙的类型根据护面墙墙身的构成形式，一般有实体护面墙和窗孔式护面墙两种；实体护面墙的浆砌片（块）石墙身布满坡面，窗孔式护面墙只的墙身开孔，孔内可砌以干砌片石或铺草皮、种草等（便于形成综合防护）。,护面墙,3.护面墙的构造墙身断面一般为梯形，顶部厚度不小于0.4m；当防护高度较大时可分级修建。挡土墙必须设伸缩缝。,护面墙,4.护面墙示意图,护面墙,5.护面墙工程示例,砂浆抹面、勾缝、喷浆,1.砂浆抹面、勾缝、喷浆的概念这类坡面防护均属封面技术。封面是指用喷、涂、抹等工艺，在路基边坡上修筑保护护层，封闭坡面，防止坡面冲刷、风化、剥蚀的一种路基防护措施。常用的封面技术有抹面、捶面、喷浆等。,砂浆抹面、勾缝、喷浆,2.砂浆抹面、勾缝、喷浆的应用封面防护措施对边坡坡度和高度的适应能力较强；多用于风化但较完整坚硬的路堑边坡。,砂浆抹面、勾缝、喷浆,3.挂网喷浆防护工程示例,其他类型的坡面防护,材料、工艺、设计思想的发展，产生很多新的工程防护手段，如浆砌片石或混凝土骨架（框格）防护，锚索防护、拱形防护、混凝土预制空心多边形砌筑防护等等。实际应用中，多由圬工构成骨架，中间植草或铺草皮，形成各种良好的综合防护。,其他类型的坡面防护,水泥混凝土骨架防护示例,其他类型的坡面防护,水泥混凝土骨架防护示例,综合防护,1.综合防护的概念泛指运用两种或两种以上的防护设施构筑的路基防护；实际应用中，通常所称的综合防护多指综合运用植物防护和工程防护措施，结合有生命的植物材料和砂石等矿质材料的优点建筑的路基防护。,综合防护,2.种草植树防护,综合防护,3.混凝土骨架种草防护,综合防护,4.拱式骨架种草防护,第三节 冲刷防护,1.冲刷防护的概念2.直接防护3.间接防护,冲刷防护的概念,冲刷现象：水流经路基坡面或坡脚时将冲走较细粒径的填料，使路基遭到不同程度的破坏。冲刷防护：这种为阻止路基冲刷现象发生的路基防护措施被称为冲刷防护。,直接防护,1.直接防护的类型植物防护 石砌护坡或护面墙 抛石防护 石笼防护 柔性混凝土板防护 土工织物软件沉排防护 土工膜袋防护,直接防护,2.植物防护 当水流流速较低时，可考虑用植物防护防止坡面冲刷。在坡脚、河滩植树，还可以防止坡脚淘刷及邻近河床冲刷。,直接防护,3.石砌护坡或护面墙 圬工砌筑的护坡和护面墙能很好地防止坡面冲刷。要求水流流速一般不能过大，干砌护坡一般不超过34m/s，浆砌护坡不超过45m/s。,直接防护,4 抛石防护：防止水流冲刷坡脚,直接防护,5 石笼防护：石笼可以平铺或叠铺,直接防护,6.柔性混凝土板防护 所谓柔性混凝土板，是指铰接起来的一组混凝土预制板（块），由于是铰接，整组板就具有一定的柔性。将柔性混凝土板铺设与路基坡脚及相邻河床，防止坡脚及河床冲刷或淘刷。,直接防护,7 土工织物软件沉排防护：单片垫或双片垫,直接防护,8.土工膜袋防护：袋状土工织物填充水泥砂浆或水泥混凝土构成,间接防护,1.间接防护的类型丁坝顺坝格坝 河道清理、整治,路基路面工程精品课程,间接防护,2.丁坝：大致与堤岸垂直或斜交，起“挑水”作用,间接防护,3.顺坝大致与堤岸平行，导流、束水、调整流水曲度、改善流态,间接防护,4.格坝格坝在平面上成网格状，设于顺坝与堤岸之间。,间接防护,5.河道清理、整治 挖滩改河，清除孤石，改移河道，保护路基；裁弯取直，有利布置路线或桥涵。,第四节 软土地基加固,1.沉降分析2.软土地基加固处理,沉降分析,1.施工期间沉降量计算 初期沉降量后期沉降量,沉降分析,2.施工后沉降量计算 软土层正常固结产生工后沉降,沉降分析,3.侧向位移计算 通过建立坡脚下软土层内最大侧向位移ym与路堤中心线处地基表面沉降量Sr之间的经验关系，估算软土层的侧向位移。,沉降分析,4.沉降速率计算 固结度反应了软土固结的时间过程，由此可求得总沉降随时间的变化。,软土地基加固处理,1.处理目的及处理方法选择原则 处理目的：沉降处理、稳定处理；处理方法选择原则：按不同处理目的选择处理方法；,软土地基加固处理,2.沉降处理的方法 加速固结沉降：加载预压、竖向排水（砂井或芯板排水）和挤密砂桩等减小总沉降量：挤密砂桩、石灰（或水泥）桩、换填土等。,软土地基加固处理,3.稳定处理的方法 换填土、反压护道、挤密砂桩、石灰（或水泥）桩等,软土地基加固处理,4.砂垫层法 在软土地基上铺设0.51.2m厚的砂层，称为砂垫层,软土地基加固处理,5.换填法 换填法可以较彻底地处理软土地基，但工程量也很大，一般换填深度应在3m以内。换填可以采用先开挖软土，再回填替换填料的方法，也可以根据软土层的情况采用强制挤出法。,软土地基加固处理,6.反压护道法在路堤两侧填筑一定宽度和高度的护道，遏制软土向两侧隆起的趋势。,软土地基加固处理,7.分阶段施工分阶段施工，给软土地基提供一个固结沉降的时间，使其强度提高，为下一阶段的填筑创造条件。在没有其他方法保证路堤和地基稳定时，分阶段填筑是必须采用的施工方法。,软土地基加固处理,8.超载预压法在软土地基上预先施加超过设计荷载的应力，加速软土的固结，减少工后沉降。适用于压缩性大、透水性好的软土地基。可以结合竖向排水方法加速固结沉降。,软土地基加固处理,9.竖向排水法竖向排水法是在地基中设置竖向排水井，缩短排水跨径，加速固结排水。如砂井或塑料排水板。,软土地基加固处理,11.现场检测检测类别：试验路堤监测和标准路堤监测。监测所用的仪器：沉降仪，孔隙水压力仪，侧向位移桩和测斜仪。,
