学习情境6 路基防护与加固工程.ppt

学习情境6路基防护与加固工程 本情境的知识目标和能力目标 知识目标 1 掌握路基坡面防护的处治措施 2 掌握路基冲刷防护的处治措施 1 能够根据坡面类型选择正确的防护方法 2 能够编制 路基防护工程 的施工方案 能力目标 本情境所学内容 任务1坡面防护加固与施工任务2路基冲刷防护工程的施工任务3路基支挡工程的施工 1 2 3 4 保护路基边坡表面免受雨水冲刷 减缓温差及湿度变化的影响 防止和延缓软弱岩土表面的风化 碎裂 剥蚀演变过程 保护边坡整体稳定性 美化绿化作用 5 任务1坡面防护加固与施工 各种各样的防护与加固工程 工程防护 植物防护的作用主要是能覆盖表土 防止雨水冲刷 调解土的湿度 防止产生裂缝 固结土壤 避免坡面风化剥落 同时还能起到保护环境和美化路容的作用 一 植物防护 注意 适用 边坡稳定 坡面冲刷轻微的路堤或路堑边坡 当边坡不宜种草时 可先铺一层有利于草生长的种植土铺土厚度10 15cm 施工要点 将草籽加土拌和 在翻松的表土坡面 均匀撒播草籽 入土深度不小于5cm 拍实松土 洒水湿润 经常浸水或长期浸水的路堤边坡 种草不宜生长 不宜采用此种防护 种草适合土质较好1 1 1 1 5的低边坡 1 种草 客土喷播适用于风化岩石 土壤较少的软质岩石边坡当坡率陡于1 1时 宜设置挂网或混凝土框架 客土是指非当地原生的 由别处移来用于置换原生土的外地土壤 通常是指质地好的壤土 沙壤土 或人工土壤 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 骨架植物防护为了防止边坡受水冲蚀 在土质边坡上形成沟槽 同时也是美化环境的要求 高填土的路堤边坡应优先选择骨架排水及植草防护相结合的防护形式 即将骨架嵌入压实坡面一定深度 并与坡面排水设施综合布置 在骨架之间框格内种植草皮 适用于缓于1 0 5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 骨架植物防护 水泥混凝土格架植物防护 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 多边形水泥混凝土空心块植物防护 1 适用于土质边坡和坡体无不良结构面 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 锚杆混凝土格架植物防护 锚杆的作用 通过锚杆把破碎松散岩层组合连接成整体 并锚固在地层深部稳固的岩体上 使锚索长度范围内的软弱岩体 层 挤压密实 提高岩层层面间的正压力和摩阻力 阻止开裂松散岩体位移 从而达到加固边坡的目的 适用范围 坡面冲刷较严重 边坡较陡 快速绿化 径流速度大于0 6m s 容许最大速度为1 8m s 2 铺草皮 平铺草皮 铺草皮需预先备料 草皮可就近培育 切成整齐块状 然后移铺在坡面上 铺时应自下而上 并用竹木小桩将草皮钉在坡面上 使之稳固 草皮根部土应随草切割 坡面要预先整平 必要时还应加铺种植土 草皮应随挖随铺 注意相互贴紧 铺草皮防护 带状植树 连续植树 横断面示意图 适用范围 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 作用 加固边坡 防止和减缓水流冲刷 3 植树 植物防护三种形式的比较种草适用范围 土质适宜种草 种草边坡坡度不宜陡于1 1 不浸水或短期浸水但地面径流速度不超过0 6m s的路基边坡 铺草皮适用范围 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 植树适用范围 坡率缓于1 1 5的边坡以外的河岸及漫滩处 又称无机物防护 主要用于石质路堑边坡 采用砂石 水泥 石灰等矿物材料进行坡面防护 工程防护主要有砂浆抹面 喷浆及喷射混凝土 勾缝与灌缝 砌石防护和护面墙等形式 二 工程防护 适用范围 适用于坡面较干燥 易风化但比较完整 尚未剥落的新坡面 石质路堑 如页岩 泥岩 泥灰岩 千枚岩等 抹面防护使用年限为8 10年 高速公路路基边坡防护不宜使用抹面防护 特点 抹面不能承受荷载 不能承受土压力 要求边坡必须平整 干燥 稳定 坡面不平整的岩石边坡 宜采用喷浆来防护 常用的抹面材料为水泥浆和石灰浆 抹面的厚度一般为2 10cm 分两次进行抹面 底层抹面占全厚的2 3 面层抹面占全厚的1 3 施工工艺 先清理风化层 浮动与松动碎块 填平坑洞 洒水润湿后然后抹面 1 砂浆抹面 施工工艺 坡面整平清除风化表层洒水湿润喷洒养护 适用性 适用于坡率缓于1 0 5 易风化但未遭严重风化的岩石边坡 高而陡的边坡和大面积防护的边坡适用于这种方式 作用 通过喷涂 将岩石坡面封闭 形成一层保护层 达到阻止风化 防止边坡剥落与碎落的目的 2 喷浆及喷射混凝土 1 喷浆 施工要点 1 喷浆防护厚度宜为5 10cm 采用的砂浆强度不应低于M10 2 喷护坡面应设置泄水孔 适用性及作用 适用于坡面为碎裂结构的硬质岩石或层状结构的不连续地层以及坡面岩石与基岩分开并有可能下滑的挖方边坡 施工工艺 清理坡面 钻孔 安装锚杆 灌浆 挂网 高压喷射混凝土 施工 锚杆孔应冲洗干净 然后插入锚杆 水泥砂浆固定 2 喷射混凝土 锚杆挂网喷浆 锚孔 锚杆制作 精轧螺纹钢筋 注意事项 1 清孔 孔内应清洁 孔壁无污染物 确保锚固力 以免降低水泥砂浆与孔壁岩土体的粘结强度 2 锚固深度 锚杆应嵌入稳固基岩内 3 设计确定 钢筋网喷射混凝土支护厚度100 250mm 钢筋保护层厚度不宜小于20mm 4 喷层厚度要均匀 喷后要养护7 10d 锚杆挂网喷射混凝土 砂浆 防护施工应符合下列规定1 锚杆应嵌入稳固基岩内 2 钢筋保护层厚度不宜小于20mm 3 固定锚杆的砂浆应捣固密实 钢筋网应与锚杆连接牢固 4 铺设钢筋网前宜在岩面喷射一层混凝土 钢筋网与岩面的间隙宜为30mm 然后再喷射混凝土至设计厚度 5 喷射混凝土的厚度要均匀 钢筋网及锚杆不得外露 6 做好泄 排水孔和伸缩缝 从哪些方面保证喷浆防护的质量 3 勾缝与灌缝 勾缝 适用于较硬 不易风化 节理缝多而细的岩石路堑边坡 灌缝 适用于较坚硬 裂缝较大 较深的岩石路堑边坡 目的 防水 施工工艺 先用水冲洗 并清除裂缝内的泥土 杂草 然后把砂浆嵌入缝中 灌缝时要求振捣密实 适用 适用于易遭受雨 雪 水流冲刷的土质边坡 风化较重的软质岩石坡 干砌片石护坡厚度不宜小于250mm 干砌分为单层 双层 网格内铺砌干砌片石三种形式 干砌片石下设0 1 0 15m厚的砂砾垫层 4 砌石防护 1 干砌护坡 干砌片石防护 施工方法 先铺砂垫层 然后平整地铺砌片石 片石应逐块嵌紧且错缝 护面厚度一般不小于25cm 为提高路基的整体强度 防止水分进入 干砌要勾缝 护面顶部要封闭 干砌片石护坡 砂垫层作用 整平作用 同时以防止水流将铺石下面的细颗粒土冲走 同时铺垫层后也增加防护的弹性 缓冲的作用 浆砌片石护坡 浆砌块石护坡 片石应分层砌筑 每一工作层的水平缝大致找平 竖缝应相互错开 不得贯通 砌缝宽度一般不应大于40mm 块石应平砌 每层石料高度应大致一致 适用性及作用 干砌片石效果不好 或水流速度较大时 2 浆砌护坡 片石和块石的区别 片石是符合工程要求的岩石 经开采选择所得的形状不规则的 边长一般不小于15厘米的石块 块石是符合工程要求的岩石 经开采并加工而成的形状大致方正的石块 浆砌片 卵 石护坡的厚度不宜小于250mm 砂浆强度不应低于M5 护坡应设置沉降缝 每隔10 15m设一道 缝宽2cm 内填沥青麻絮 和泄水孔 矩形和圆形 施工方法 坡面清理 挂线放样 选择石料 砂浆饱满 和易性 坡面平整度控制 首先在片石下面设置0 1 0 5m厚的碎石或砂砾垫层 起到整平 反滤的作用 然后由下而上平整铺砌片石 错缝嵌紧 表面平整 周边用砂浆密封 以防渗水 浆砌块石护坡 5 护面墙 为了覆盖各种软质岩层和较破碎岩石的挖方边坡 防止雨水渗入而修建的墙 护面墙 护面墙 浆砌片石的坡面覆盖层 适用性及作用 用于封闭各种软质岩层和较破碎的挖方边坡 只承受自重 不承受墙背土侧压力 护面墙每隔10 15米设置2cm宽伸缩缝一道 其内填上沥青麻絮 每隔2 3米交错设置6cm 6cm或10cm 10cm泄水孔 在泄水孔后面 用碎石和砂砾做反滤层 单级护面墙的高度不宜超过10米 护面墙较高时 应分级修筑 每级高度6 10m 并设不小于1米宽的平台 墙背每3 6m高设一道耳墙 耳墙宽度0 5 1 0m 防护前 防护后 护面墙现场防护 施工注意 同浆砌片石 沉降伸缩缝 泄水孔 墙后反滤层 砂浆拌和质量 片石强度等 墙面及两断面砌筑平顺 墙背与坡面密贴结合 墙顶与边坡间缝隙应封严 任务2路基冲刷防护工程的施工 冲刷加固与防护主要针对沿河滨海路堤 河滩路堤 桥头引道等 其中前两者属于直接防护 3间接防护主要是改变水流方向 导流结构物 适用范围 抛石防护的应用广泛 对于经常浸水 水流速度3 0 5 0m s 的深水地段的路基边坡防护及洪水季节防护抢险中的使用更加普遍 在缺少大块石料地区 也可以把混凝土预制块作为抛投材料 施工在枯水季节施工 采用大石块或混凝土预制块 一 直接防护 直接防护措施包括植物和砌石防护 抛石或石笼防护两大类 1 抛石防护 石笼填石粒径 最小不小于4cm 一般为5 20cm 外层用大且棱角突出石料 内层可用较小石块填充 排列方式 防冲刷淘底 沿坡面平铺 防堤岸边坡冲刷 水平叠铺成梯形 石笼是河床加固和路堤防止冲刷效果较好的柔性体防护 石笼的外形多为箱形和圆柱形 石笼网一般用铁丝编制 在网内填充石料 适用于缺乏大石块或水流速度达到或超过5 0m s 2 石笼防护 为了防止边坡内细粒土被水流冲出 并为了增加护坡的弹性 以抵抗外力的冲击作用 应在护坡面层与边坡之间设置1 2层砂垫层 厚度为10 15cm 适用范围 适用于洪水时水流较平顺 不受主流冲刷且流速小于3m s的地段 3 砌石防护 干砌和浆砌 干砌防护 干砌防护 浆砌防护 土工膜袋是一种双层织物袋 袋中充填流动性水泥混凝土或水泥砂浆 凝固后形成高强度和高刚度的硬结板块 主要适用场合见下图 土工膜袋防护坡度不得陡于1 1 土工膜袋的应用与铺设 4 土工膜袋防护 丁坝 坝根与河岸相接 坝头伸向河床 坝身与水流方向有一定斜交角度 能将水流挑离河岸 改善流态 防护堤岸 又称挑水坝 作用 改变水流方向 消除或减缓水流对堤岸直接破坏 减轻堤岸近旁淤积 消除水流对局部堤岸的损害 二 间接防护 导流与调治构造物 顺坝 大致与导治线重合或平行 用于引导水流 调整水道弯曲程度 又称导流坝 任务3路基支挡工程的施工 路基支挡工程结构物 挡土墙 承受土体侧压力的墙式构造物 稳定路堤和路堑边坡减少土石方工程量和占地面积防止水流冲刷路基整治坍方 滑坡等路基病害 作用 一 挡土墙的构造和分类1 挡土墙的构造 路堑墙 路堤墙 路肩墙 用于 1 陡坡路堤 为保证路堤稳定 收缩坡脚 2 避免干扰其它建筑物 如房屋 铁路 水渠等 或防止多占农田 3 防止沿河路堤受水流冲刷 设置在路堑边坡底部用于支撑开挖后不能自行稳定的山坡 同时可减少挖方数量 降低挖方边坡的高度 设置在高填土路堤或陡坡路堤的下方可以防止路堤边坡或路堤沿基底滑动 收缩路堤坡脚 减少填方数量 减少拆迁和占地面积 2 挡土墙的分类 1 按照挡土墙在路基横断面上的位置 浸水墙 沿河及水库地区道路 为防止水流对岸坡的侵蚀和冲刷 减少路基填方侵占河床和库容 可在傍水一侧堤岸设置挡土墙 抗滑墙 挡土墙布置在滑坡体前缘 以阻挡土体下滑 称为抗滑墙 洞口 设置在隧道口的挡墙称为洞口挡墙 设置在桥梁两端的挡墙称为桥头挡墙 浸水挡土墙 抗滑挡土墙 薄壁式 锚固式 加筋土式 板桩式 重力式 2 按照挡土墙的结构型式 优点 结构简单 取材容易 施工方便 使用广泛 缺点 断面尺寸较大 自重较大 故要求的地基承载力较高 整体性较差 适用场合 仅适用于地震烈度较低 不受水流冲刷 地基条件良好和墙高小于12米的场合 墙顶 墙底 墙趾 墙面 墙背 特点 依靠圬工墙体的自重抵抗墙后土体的侧向推力 土压力 以维持土体的稳定 1 重力式挡土墙 墙踵 二 挡土墙的使用条件 特点 用钢筋混凝土就地浇筑或预制拼装而成 其墙身断面较薄 所承受的侧向土压力主要依靠踵板上的土重来平衡 悬臂式 扶壁式 适用于 断面尺寸较小 自重轻 能修建在较软弱地基上 缺乏石料的地区和承载能力较低的填方路段 2 薄壁式挡土墙 扶壁式挡土墙 受力特点 依靠埋设在稳定岩土层内锚固件的抗拔力 支承从墙板传来的侧压力 优点 结构轻巧 占地较少 工程省 不受地形限制 有利于机械化施工 锚杆式 锚定板式 3 锚定式挡土墙 适用于缺乏石料地区的路肩墙或路堤墙 加筋土式 由筋带 钢带 钢筋带 钢筋混凝土带 聚丙烯土工带等 填土和混凝土墙面板组成 受力特点 拉筋和填土之间的摩擦力保持墙身稳定 优点 面板为预制 施工安装迅速 轻便 美观 可使用机械吊装 也可人工装配 适用场合 填土路基 不应修建在滑坡 水流冲刷 崩塌等不良地质地段 高 一 墙高不宜大于12米 4 加筋土式挡土墙 墙身与基础 填料与排水设施 沉降缝与伸缩缝 三 重力式挡土墙的构造和布置1 重力式挡土墙的构造 墙身 墙背见图墙面一般均为平面 其坡度应与墙背坡度相协调 墙顶最小宽度 浆砌块石为0 5米 干砌时为0 6米 钢筋砼为20厘米 1 墙身和基础 基础圬工 浇 砌筑 基础 挡土墙的地基基础是砌筑挡墙的重要环节 地基不良基础处理不当 常引起挡土墙的破坏 必须事先进行地基勘察 施工时进行现场验槽 符合设计要求时 按确定的基础类型和埋置深度施工 地基良好时挡墙可建造在天然地基上 基础 当地基软弱 地形平坦 墙身又超过一定高度 一般高度大于6米列为高挡墙 时 采用扩大基础 为减小基底压应力 并增加墙的抗倾覆稳定性 可在墙趾处伸出宽度大于20cm的台阶 基础 若地基承载力仍有不足 可设钢筋混凝土底板 陡坡上设置高度大于6米的高挡墙 如遇坚固岩层 将基底做成阶梯式 以减少挖方 台阶宽度大于20cm 高宽比可为3 2或2 1 填料 应选择内摩擦角大 容重小的填料 应优先采用砂类土 碎砾石土或粉煤灰等填筑 这些填料透水性好 抗剪强度大且稳定 易排水 能显著减少主动土压力 因粘性土透水性较差 又具有吸水膨胀性和冰胀性 产生侧向膨胀压力 从而影响挡土墙的稳定 一般不宜采用粘性土 当不得已采用时 应适当掺入碎石 砾石和粗砂等 严禁使用腐殖土 盐渍土 淤泥等作为填料 2 填料和排水设施 排水设施 墙后坡面和顶面应做好排水防水处理 如设置截水沟 夯实地表松土和铺筑封闭层等 以减少降水和地表水的下渗 路堑墙墙趾前的边沟应铺砌加固 防止边沟水渗入地基 地面排水 泄水孔 最下一排泄水孔的出水口应高出地面0 3m 如为路堑墙应高出边沟水位0 3m 浸水墙则应高出常水位0 3m 下排泄水孔进水口的底部 应铺设0 3m厚的粘土层 并夯实 以防水分渗入基础 泄水孔的进水口部分应设置粗粒料反滤层 以防孔道淤塞 墙身排水 为了迅速排除墙后土内积水 挡墙排水孔 10 15m设置一道 缝宽为2cm 自墙顶做到基底 缝内沿墙的内 外 顶三边填塞沥青麻絮 塞入深度不小于0 15m 当墙背为岩石路堑或填石路堤时 可设置空缝 3 沉降缝和伸缩缝 重力式挡土墙施工 混凝土挡土墙施工 加筋土挡土墙施工 施工 四 挡土墙的施工 施工准备 基坑开挖 报检复核 砌筑基础 基坑回填 安装沥青面板沉降缝 选修面石拌砂浆 砌筑墙身 填筑反滤层 回填土 清理勾缝 施工工艺流程 重力式挡土墙施工 1 重力式挡土墙的施工 石料 1 不得用风化石或软石 石料抗压强度不低于25MPa 2 片石 应具有两个大致平行的面 其厚度不小于15cm 宽度及长度不小于厚度的1 5倍 薄片禁用 3 块石 料石 砂浆 砂浆强度等级应符合设计图纸规定 砂浆要求采用机拌 思考 路基填料石料强度 材料要求 砌筑基础的第一层时 如基底为基岩或混凝土基础 应清洗其表面 保持表面湿润 坐浆砌筑 若中断后再行砌筑时 应将砌层表面清扫和湿润 两面立杆挂线砌筑 坐浆法砌筑 基底须验算地基承载力 基底为基岩要洒水润湿 基础施工 片石宜分层砌筑 应长短相间与里层砌块咬接成一体 上下层石块交错排列 避免竖缝重合 砌筑较大的片石 宜用在下面 宽面朝下 片石间以砂浆隔开 浆砌片石 砌体应分层坐浆砌筑 不得在已砌好的砌体上抛掷 调动 翻转和敲击石块 砌筑顺序 以分层进行为原则 较长的砌体 除分层外 还应分段砌筑 两相邻段的砌筑高差不应超过1 2m 墙身施工 勾缝 错缝 通缝 砌体在各段间 层间的垂直灰缝应互相交错 压叠成不规则的灰缝 避免 有平缝 凹缝和凸缝 防止有害气体以及风 雨 雪等侵蚀砌体内部 延长使用年限 浆砌片石 墙身施工 浆砌砌体砌缝 临近墙背1 0m范围内 应采用小型压实机具 墙背填料的压实效果应达到所在路基相应高度处的压实度 砌体砂浆强度达到70 以上时 方可回填墙背填料 优先选择渗水性较好的砂砾土填筑 墙背回填要均匀摊铺平整 并设不小于3 的横坡逐层填筑 逐层夯实 墙背填筑与压实 2 施工方式 混凝土底板可在地基上直接立模 钢筋混凝土底板先浇注垫层 在垫层上放线扎筋立模 钢筋混凝土基础施工时 注意钢筋保护层厚度 施工缝应尽量避免设置在基础与墙体的分界面 基础混凝土成型面设置在墙体以上10cm处 其界面做成毛面 基底处理与砌石挡土墙基础基本相同 若为软基 可以采用桩基础 加固结剂等加固措施 桩基础常用挤密振冲桩或沉桩 特点 墙身断面小 自重轻 圬工省 适用于石料缺乏 地基承载力较低的路堤和路肩墙 1 基础施工 2 墙体模板 3 钢筋及砼 2 混凝土挡土墙的施工 94 加筋土挡土墙基本结构 加筋土挡土墙由填料 在填料中布置的拉筋以及墙面板三部分组成 2 加筋挡土墙的施工 面板安装与筋带铺设 填料压实与排水 从哪些方面保证加筋土挡土墙的施工质量 基础处理 基础施工 基槽开挖完后 需检验哪些方面 埋置深度 基底标高 断面尺寸 地基承载力 严禁超挖 基础施工 作用 阻挡填土侧向挤出 保证填料 拉筋和墙面板构成整体 面板安装可用人工或机械吊装就位 安装时单块面板倾斜度一般可内倾1 100左右 作为填料压实时面板外倾的预留度 第一层面板安装时控制全墙基线是否符合设计 其面板外缘线应用经纬仪测量控制 然后进行水平测量 如何预防加筋挡土墙面板安装出现墙面不平 线形不畅 面板安装 沿面板纵向每5m间距设标桩 每层安装时用垂球挂线 再用经纬仪测量核对 防止相邻面板错位 第一层用斜撑固定 以后用夹木螺栓固定 不得在未完成填土作业的面板上安装上一层面板 严禁采用坚硬石子及铁片支垫 以免造成应力集中损坏面板 扁钢带 钢筋混凝土板带 钢塑复合带 土工格栅 聚丙烯土工带 特性 具有较高的强度 受力后变形小 较好的柔性与韧性 表面粗糙 能与填料产生足够摩擦力 抗腐蚀性和耐久性好 加工 接长和与面板的连接简单 钢塑复合带3厘米2毫米50 100年 聚丙烯土工格栅幅宽可1 5 6米 筋带铺