路基防护与加固-2.ppt

1,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,2,第一节 概述,路基防护与加固的原因 坡面冲刷及风化 河岸冲刷 土质浸水湿软 地基湿软沉陷,路基防护与加固的设施 边坡坡面防护： 植物防护、工程防护 沿河路堤河岸冲刷防护与加固： 直接防护、间接防护 湿软地基加固处治： 换填土、碾压夯实、排水固结、振动挤密、化学加固、土工格栅,第二节 坡面防护,一、植物防护,1.植草,适宜坡高不大、边坡不陡于1:1.0的土质易种植边坡，其表面水径流速度应低于0.6m/s。,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。,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,表面水径流速度在0.6m/s1.8m/s之间时不宜种草，而应根据情况按平铺、水平叠置、垂直坡面叠置、斜叠置等不同方法铺草皮，必要时可先浆砌防护，在浆砌内部铺草皮，以减小水流冲刷。,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,截水骨架防护,浆砌片石或水泥混凝土骨架植物防护,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。,适用于坡率缓于1：1.5和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,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。,二、工程防护,2. 喷浆（混凝土）防护,用于易风化且坡面不平整的岩石挖方边坡，一般厚度在510cm。喷浆坡面应设置排水孔,主要用于石质挖方坡面，以防止岩石表面风化。但要求岩表完整未剥落、表面较平整，一般抹面的厚度在210cm。,1. 砂浆抹面防护,比较坚硬的岩石坡面，勾缝、灌浆、嵌补；防止水分渗入缝隙。,3. 干砌片石护面,有单层与双层之分，须做砂垫层，厚度一般不小于20cm，以防止地面水流和河水冲刷。,4. 护面墙,护面墙是浆砌片石的坡面覆盖层，用于封闭各种软质岩层和较破碎的挖方边坡；要求墙面紧贴坡面，表面砌平，厚度可不一。,护面墙除自重外，不承受其他荷载，亦不承受墙背土压力。,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,第三节 冲刷防护,一、直接防护 1. 植物防护,2. 砌石或混凝土护坡,3. 抛石或石笼,4. 浸水挡土墙,5. 土工软体沉排和土工模袋,二、间接防护措施,丁坝、顺坝、格坝,第四节 软土地基加固,在高压缩性软土地基上设计路堤，需考虑的问题： 地基的承载力是否可以保证路堤的稳定性； 由于压缩性土的固结变形而引起的路堤沉降，包括沉降量和沉降速率，是否影响路基和路面结构的正常使用及其使用寿命； 为提高路堤稳定性、减少沉降量或加速固结，需采取的地基加固措施。,一、路堤沉降分析 路堤顶面沉降组成 S=S1+S2 S1：路堤堤身压密变形（用模量法计算） S2：软土地基固结沉降（用分层总和法） 软土地基沉降的组成与机理,二、软土地基加固处理 （一）处理方法的种类及选择 沉降处理 加速固结沉降：加载预压、竖向排水（砂井或塑料排水板排水）和挤实砂桩等方法。 减小总沉降量：挤实砂桩、石灰（或水泥）桩、换填好土。 2. 稳定处理 包括采用换填土、反压护道、挤实砂桩、石灰（水泥）桩等措施。 各种加固措施有助于促进软土层强度的增长，慢速或分期填筑路堤到达阻止地基强度降低的目的。,（二）砂垫层法,在软土地基上铺设厚度为0.51.2m的砂层，称作砂垫层，材料以透水性好的砂或沙砾（0.074mm筛孔通过率3%以下）为宜，以保证所需的排水能力。,砂垫层的作用：,1. 作为软土层固结所需的上部排水层,2. 作为路堤内的底部排水层，以降低路堤内水位或降低路堤内湿度。,3. 改善路堤和地基处理工程施工时的机械作业条件。,4. 软土层薄时，单独用作地基处理（固结排水）措施。,已完成的斜坡砂垫层,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. 开挖换填,2.抛石挤淤,（三）换填法,3. 爆破挤淤,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。,（四）反压护道法,反压护道的高度一般为路堤高度的1/21/3，并且不得超过由下式确定的高度值：,式中： He反压护道最大高度； Hc路堤极限高度； 填土的容重； Cu软土的不排水剪粘结力； Ns稳定系数； H填土高度； D软土层厚度； Fs安全系数。,（五）分阶段施工,（六）超载预压法,路堤填筑到一定高度，其稳定性安全系数达到预定的下限值后，放置一段时间，使软土地基通过固结而增加其抗剪强度，达到能支撑下一层填土重量；而后，进行第二阶段的路堤填筑；重复多次。,路堤填筑到超过设计标高的高度，使软土地基受到超载作用而加速固结沉降，从而可较早地达到路堤设计荷载下的沉降量，并减少路面铺筑后的剩余沉降量。,真空预压法 在需要加固的软土地基表面先铺设砂垫层，然后埋设垂直排水管道，再用不透气的封闭膜使其与大气隔绝，薄膜四周埋入土中，通过砂垫层内埋设的吸水管道，用真空装置进行抽气，使其形成真空，增加地基的有效应力。 当抽真空时，先后在地表砂垫层及竖向排水通道内逐步形成负压，使土体内部与排水通道、垫层之间形成压差。在此压差作用下，土体中的孔隙水不断由排水通道排出，从而使土体固结。,（七）竖向排水法,软土层厚而渗透性小时，软土地基的自然固结慢。有效地加速固结措施是在软土层内引入排水单元。 竖向排水法是在地基内设置竖向排水井，缩短排水距离，加速固结排水。 竖向排水井的材料可用砂（称作砂井排水法）或塑料排水板（称作塑料排水板排水法）。,广泛适用于各类饱和粘土、粉土,（八）挤密法桩法和加固土法,用冲击或振动方法，将砂或碎石等粒料挤入软土地基内，形成直径较大的桩体，并同原地基一起形成复合地基。,主要作用为： 1) 使桩周围的土体变密实； 2) 支承路堤很大一部分重量； 3) 加速周围软土的固结； 4) 防止砂土地基液化。,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。,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,3. 夯