坡面防护设计.doc

坡面防护设计路基边坡应根据当地的气候环境、工程地质、材料供应和坡面具体情况，选用合适的防护类型。引起路基边坡变形和破坏的主导因素是水，因此，防水、治水、排水就成为坡面防护的首要任务。坡面防护的类型有植物防护、灰浆防护、砌体防护和土工合成材料防护等。考虑到坡面防护的图形与种类较多，具体的图形参见教师提供的参考图，本章仅加入少量示意插图。 第一节 植物防护设计植物防护的方法主要是在适于植物生长的路基土质边坡上种草、铺草皮和植树，利用植被覆盖坡面，其根系固结表土，从而防止水土流失，调节坡体湿度和温度，确保边坡稳定，并且具有绿化道路和保护环境的作用。植物防护是一种常用的坡面防护方法，广泛用于公路、铁路、河坝等的坡面防护，主要有种草、栽草、铺草皮、植树等形式。一、种草种草防护法是直接在边坡上撒播草籽，经浇水、保湿使之成活。播种通常采用撒播、沟播、喷射法和植生袋法进行。适用于坡面坡度不陡于1：1、坡高不大、坡面径流流速缓慢、坡面冲刷轻微且适宜于草类生长的土质边坡。草种的选择，应考虑防护的目的、气候、土质、施工季节等因素，当以防止坡面侵蚀为目的时，应采用易成活、生长快、根系发达、茎叶矮茂的多年生耐旱草种；当以协调与周围环境的关系为目的时，宜采用乡土草种。此外，最好采用几种草籽混合播种，以形成一个良好的覆盖层。对不宜种草的坡面，可以先铺一层510cm厚的种植土，再栽植或播种，但种植土与原坡面必须结合牢固。在暴雨强度较大的地区，可在坡面上铺设装有将草籽、肥料和土拌和均匀的土工织物植生袋。经常或长期浸水的路堤边坡，种草不易生长，故不宜采用此法。二、栽草为了克服边坡种草难以成活的缺点，并为尽早使植物发挥防护作用，可以在苗圃撒播大批草籽成活后，移栽到路基边坡上。和种草相比，栽草可以较快形成绿化带，较早地发挥防护作用。三、铺草皮边坡上已扎根的种草防护，可容许缓慢流水（0.40.6m/s）的短时冲刷。但当坡面冲刷严重、边坡较陡较高、径流速度大于0.6 m/s或需要迅速绿化时，宜采用铺草皮防护。铺草皮比种草和栽草防护收效快。草皮的铺设主要有平行于坡面的平铺、水平叠置、垂直于坡面或与坡面成一定角度的倾斜叠置、方格式铺等形式。平铺草皮应由坡脚向上铺设，并用竹木尖桩或带皮柳梢固定草皮。路堑边坡平铺草皮时，应铺过坡顶1米或铺至截水沟边；路堤边坡平铺草皮时，应铺过路肩外缘0.2米。叠铺草皮适用于坡度不小于1：1的坡面上，每块草皮的尺寸以20cm40cm为宜。为施工方便，多采用水平叠置形式。方格式铺是先将草皮平铺成与路线斜交成45的方格状，坡顶和坡脚部分则铺设几条水平的带状，然后在方格内栽草或撒草籽。方格式铺最为经济，但其坚固程度不及平铺和叠铺，常用于草皮供应不足的路段。铺草皮一般应在春秋季或雨季，并应随挖随铺。四、植树适用于坡度不陡于1：1.5的各种土质边坡和风化极严重的岩石边坡，尤其适用于堤岸边的漫水河滩上，用来降低水流速度，使泥沙淤积，防止水流直接冲刷路堤。植树可以加强路基的稳定性，还有防风、防沙、防雪、美化路容、调节气候等作用。多排林带若与水流方向斜交，还可起到改变水流方向的作用。根据不同的防护要求，可按梅花形、方格形将树栽成条带状或连续式。植树的种类应选择在当地土质和气候条件下能迅速生长、根深枝茂的低矮灌木类树种。在高等级公路以及公路弯道内侧的边坡上，严禁栽植高大树木，以免影响行车安全。另外，植树防护宜安排在气候温暖、湿度较大的季节施工。为保证防护效果，最好与种草、铺草皮配合使用。公路建设的实践证明植物防护有很明显的优点，施工简单，造价低廉，保护坡面，改善环境，在一定的条件下可以替代工程防护。所以在适宜植草植树的路段，坡面防护工程应优先考虑植物防护，即使当地条件不太适宜，也应创造条件，尽量采用植物防护。第二节 灰浆防护设计灰浆防护采用拌制的水泥、石灰类矿质混合料对边坡进行封面和填缝，以防止软弱岩土表面进一步风化、破碎、剥蚀，避免雨水侵蚀坡体，从而增强边坡的稳定性。此法可用于不宜采用植物防护的坡面。一、封面包括抹面、捶面、喷浆、喷射混凝土等形式。抹面防护，适用于表面比较完整而尚未剥落的易风化软质岩石挖方边坡。抹面材料可用石灰炉渣灰浆（体积比1：21：4）、石灰煤渣灰浆（体积比1：21：4）、石灰炉渣三合土（质量比1：5：1）、水泥石灰砂浆等（体积比1：2：9）。抹面厚度视材料和坡面状况而定，宜取37cm。为防止抹面开裂，增强抗冲蚀能力，可在表面涂一层软化点稍高于当地气温的沥青保护层。抹面防护的使用年限通常为68年。捶面防护，适用于坡度不陡于1：0.5的易冲蚀土质边坡和易风化岩石边坡。常用的捶面材料有水泥炉渣和砂的混合料、石灰炉渣三合土、水泥石灰炉渣混合料等。厚度一般为1015cm，一般采用等厚截面。当边坡较高时，也可采用上薄下厚截面。捶面的使用年限可达1015年。抹面和捶面防护是我国公路建设中常用的防护方法，其优点在于能就地取材，造价低廉，但强度不高，耐久性差，手工作业，费时费工，因而使用上有一定的局限性。喷浆和喷射混凝土防护，适用于易风化、裂隙和节理发育、坡面不平整的岩石挖方边坡。喷浆防护采用的砂浆强度不应低于M10，厚度宜采用510cm。喷射混凝土宜采用骨料最大粒径不超过15cm、强度不应低于C15的水泥混凝土，厚度取1015cm。为防止喷射的砂浆或混凝土硬化收缩产生裂缝或脱落，特别是坡面岩体切割破碎，应在砂浆或混凝土内设置菱形的金属网或高强度的聚合物土工隔栅，并通过锚杆或锚固钉固定在边坡上。这种防护即称为锚喷砂浆、锚喷混凝土防护。高等级公路或重点工程对封面的要求高，宜选用锚喷混凝土防护。二、填缝填缝的目的是修复岩体内的裂隙以保持岩石边坡的整体性，避免水分渗入岩体缝隙造成病害，适用于较坚硬的不易风化的岩石挖方边坡。按缝隙的大小和深浅，可采用勾缝和灌缝两种形式。对节理裂缝多的岩体，宜采用勾缝，将水泥砂浆或水泥石灰砂浆嵌入缝中。对缝隙较大而深的岩体，可采用水泥砂浆灌缝；缝隙又宽又深时，可采用混凝土灌缝。 第三节 砌体防护设计砌体防护分为框格防护、砌石（混凝土块）护坡、护面墙等形式，适用于因受自然力影响易发生严重剥落、碎落、冲蚀、溜方等坡面变形的路基防护。一、 框格防护设计即采用混凝土砌块、浆砌片石、栽砌卵石等砌成框格形式或拱形作骨架，并在边坡坡顶和坡脚处用骨架材料砌成0.40.5m宽条带状加固带，然后在框格内采用铺草皮、种草、植树等植物防护或其他防护措施。骨架能对边坡表层和框格内的其他防护起到支撑稳固作用，并可防止边坡受雨水侵蚀而产生病害。在降雨量大且集中的地区，可将骨架设成沟式，以分流排除坡面水，使边坡免受冲蚀。不宜采用植物防护和封面防护的土质边坡或风化的岩石挖方边坡，可采用框格防护。对风化严重的岩石边坡和较高陡的挖方边坡，宜选用浆砌片石或现浇混凝土做骨架，并在框格的交点处设置固定桩或锚骨钢筋。框格的大小根据边坡坡度和岩土情况选定，并应考虑与道路景观相协调。方形框格的边长宜选用13m，圆拱的半径宜为23m。骨架宽度宜采用0.20.3m，嵌入坡面深度应视边坡岩土性质和当地气候等条件而定，可取0.150.2m。二、砌石（混凝土块）护坡设计常用于易受水流侵蚀的土质边坡和严重剥落的软质岩石边坡。砌石护坡的形式主要有干砌片石护坡、浆砌片（卵）石护坡和水泥混凝土预制块护坡。干砌片石护坡适用于边坡较缓或经常有少量地下水渗出的坡面。路基边坡较陡的坡面防护采用干砌片石不适宜或效果不好时，可用浆砌片（卵）石护坡，但对湿软或冻害严重的土质边坡，应先采取排水措施或待压实后再行施工，以免护坡变形而破坏。干砌片石护坡 干砌片石护坡一般分为单层铺砌和双层捕砌两种。单层铺砌层厚度为0.250.35m，双层的上层为0.250.35m，下层为0.150.25m。铺砌层下应设置碎石或砂砾垫层，厚0.10.15m。护坡坡脚应修筑堤石铺砌式基础，埋置深度一般为1.5倍护坡厚度，或者至边沟铺砌的底面。在基础较深时，可设计为干砌石垛基础。沿河线受水冲刷的基础，应埋置在冲刷线以下 0.51m处，或采用石砌深基础。干砌片石接缝要错开，缝隙要填满塞紧。 浆砌片(卵)石护坡桨砌片（卵）石护坡的厚度一般为0.250.5m，护坡底面应设0.10.15m碎石或砂砾垫层，护坡坡脚应修筑墁石铺砌式基础，埋置深度一般为1.5倍护坡厚度，或者至边沟铺砌的底面。在基础较深时，可设计为干砌石垛基础。护坡应每隔1015m设置2cm宽伸缩缝，缝内填塞沥青麻筋等填缝树，在基底土质变化处，还应设置沉降缝，可考虑将伸缩缝与沉降缝合并设置。护坡的中、下部交错布置直径为l0cm的圆形泄水孔，其间距为23m，以排泄护坡背面的积水及减少渗透压力。混凝土预制块护坡预制块采用C15混凝土，在严寒地区采用C20。预制块厚度不应小于6cm，板块边长宜采用0.20.6m，当边长大于0.6m时，应配置构造钢筋。预制块护坡底面应设碎石或砂砾垫层，垫层厚度为：干燥边坡0.10.15m；较湿边坡0.150.25m：潮湿边坡0.250.35m。预制块之间砌缝宽宜为12cm，缝内用沥青麻筋或聚合物合成材料填塞。三、护面墙设计简称护墙，是一种墙体形式的坡面防护，适用于坡度较陡又易风化的或较破碎的岩石挖方边坡及坡面易受侵蚀的土质边坡，用于封闭各种软质岩层和较破碎的挖方边坡。护墙不承受墙后土体的土压力，故所防护的边坡坡度应符合极限稳定边坡的要求。修筑护面墙前，应清除风化岩至新鲜岩面，凹陷处应局部用石砌圬工填塞镶砌。对风化迅速的云母岩、绿泥片岩等边坡，清挖出新鲜岩面后，应立即修筑护面墙。要求墙匝紧贴坡面，表面砌平。护面墙采用浆砌片、块石铺砌，在缺乏石料的地区，也可以采用现浇混凝土或预制混凝土结构，混凝土不得低于C15，砌筑用砂浆强度不得低于M5，寒冷地区小得低于M7.5。护面墙基础应设置在稳定的地基上，埋置深度应根据地质条件确定。冰冻地区，应埋置在冰冻深度以不小于0.25m。护面墙前趾应低于边沟铺砌的底面。护面墙基础修筑在不同岩层时，应在其相邻处设置2cm沉降缝一道，用沥青麻(竹)筋填缝。护面墙有实体式、窗孔式、拱式等几种形式。实体护面墙为保证护面墙的稳定性，在护面墙较高时应分级修建，一般每610m高为一级井设设1m宽的平台。墙背每46m高设一耳墙，耳墙宽0.51.0m，墙背坡陡于1：0.5时，耳墙宽0.5m，墙背坡缓于1：0.5时，耳墙宽lm。护面墙的高度不宜超过10m，可以中间设平台，构成多级护面墙，墙厚视墙高而定(见下表)，顶宽宜采用4060cm，底宽为顶宽加0.10.2倍的培高。护面墙高度H()路堑边坡护面墙厚度()顶宽底宽21：0.50.40.461：0.50.40.4+H/106H101：0.51：0.750.40.4+H/2010H151：0.751：10.60.6+H/20护面墙每厢l015m应设置2cm宽伸缩缝一道，用沥青麻(竹)筋填塞，深入l020cm，并每隔2