路基路面工程讲述

会计学1路基路面工程讲述5路基防护与加固第1页/共47页12348概述坡面防护冲刷防护软土地基加固目录（contents）第2页/共47页第一节概述一、意义目的1．路基改变了原地层的天然平衡状态；2．岩土在不利的水温状态条件作用下，物理力学性质将发生变化。如：①浸水后湿度增大，土的强度降低；②岩性差的岩体，在水温条件变化下，加剧风化；③路基表面在温差或湿差作用下形成胀缩或干湿循环，可导致强度衰减和剥蚀；④地表水流冲刷，地下水源浸入，使岩土表层失稳，易造成和加剧路基的水毁病害；⑤沿河路堤在水流冲击、掏刷和浸蚀作用下，易遭破坏；⑥湿软地基承载力不足，易导致路基沉陷。因而可能会产生各种形态的破坏。路基防护与加固的意义是：对维护正常的交通运输，确保行车安全，保证公路使用品质，提高投资效益，以及保持道路与自然环境协调。5路基防护与加固第3页/共47页二、路基防护与加固分类按防护与加固的目的与作用分类：1、坡面防护－－保护路基边坡表面，以防受到自然因素的破坏（雨水冲刷、干湿及冷热循环作用，以及表面风化等）2、冲刷防护（堤岸防护与加固）－－主要使沿河路堤，不致受到水流的冲刷、淘空和浸软。3、支挡建筑－－指各类挡土墙，主要用以防止路基变形或支挡路基本体以保证其稳定性。4、地基加固－－指提高湿软地基的承载能力的措施。5路基防护与加固第4页/共47页三、防护与加固的区别

防护工程－－防止冲刷和风化，主要起隔离作用的措施。加固工程－－防止路基坍滑，主要起支撑作用的支挡结构物。区别：防护工程主要用于路基本身稳定，即防护工程本身没有或很少有承受外力作用的能力。加固工程主要用于路基本身不稳定，即本身具有承受外力作用的能力。

5路基防护与加固第5页/共47页路基防护分类图5路基防护与加固第6页/共47页各种各样的防护与加固工程5路基防护与加固第7页/共47页四、路基防护与加固的原则因地制宜，综合治理；预防为主，防治结合；对于主要隐患和地下害源（如软弱基底和有害的地下水源等），宜先治患后筑路；对于某些附属设施，如坡面防护或路基用地范围以外的防护与加固设施，按其轻重缓急，分期实施，逐步完善；各项工程技术措施，尤其是造价高、工程技术复杂的措施，应作方案分析比较，讲究实效和经济效益；注意环境，配合景观，增进路容的美化与协调。

5路基防护与加固第8页/共47页路基边坡表面的防护：主要是防止地面水流的冲刷，而且将坡面封闭隔绝，可以避免与大气直接接触，阻止岩土进一步风化破坏。沿河路基的坡面防护：特别是浸水部分的坡面与坡脚防护兼有加固的作用，可防止水流的冲刷、冲击和淘空。干旱地区的路基坡面防护：主要目的在于防止风蚀或积沙。坡面防护设施，本身不承受外力作用，必须要求坡面岩土整体稳定。第二节坡面防护5路基防护与加固第9页/共47页坡面防护的前提：要求路基应有适合于边坡土质的断面形式及稳定边坡坡度。坡面防护设施有：植物防护（生命防护）和工程防护（无机物防护）各种坡面防护

5路基防护与加固第10页/共47页一、植物防护植物防护（包括植草、铺草皮和植树）主要适用于较缓的土质或严重风化的岩质边坡。植物防护的原理：

依靠比较发达的根系，深入土层，使表土固结；植物茎叶覆盖坡面，可以调节表土的湿度，保持湿润，防止扬尘风蚀；植被阻滞地面迳流，阻止冲刷，有利水土保持。

5路基防护与加固第11页/共47页植物防护的种类：

1、种草：2、铺草皮：3、植树。（客土喷播）优点：美化路容，协调环境，调节边坡土温湿，起到固结和稳定边坡作用。

适用条件：边坡较缓，坡度小，土质种草：i＜1：1,地表径流v＜0.6m/S

草皮平铺，水平叠铺，垂直坡面方格5路基防护与加固第12页/共47页第13页/共47页二、工程防护工程防护－－采用砂石、水泥、石灰等矿质材料进行坡面防护。主要采用隔离原理防止风化。1.灌缝：借助灰浆的粘结力，使坡面胶结成整体，防止岩块坠落或坍塌；同时阻止雨水及有害杂质浸入缝穴，以防边坡失稳破坏。2.勾缝：防止坡面水流入缝隙而引起病害。3.喷浆：将表面封闭，阻止面层风化，以防止边坡剥落和零星碎落（适用于易风化而坡面不平整的岩石挖方边坡。）5路基防护与加固第14页/共47页4.抹面：将表面封闭，阻止面层风化，以防止边坡剥落和零星碎落。（2-10cm，适用于石质挖方边坡）5.护面墙：浆砌片石坡面覆盖层。6.砌石防护（干砌和浆砌）：防止地面水流或河水冲刷。5路基防护与加固第15页/共47页第16页/共47页第三节冲刷防护沿河路堤，因河道变迁与水位涨落，经常受到冲刷作用，因此路基必须防护，才能确保其稳定。水流冲刷作用，包括动水压力、波浪压力、冰体压力，及其他要素（如壅水高度、冲刷深度、防护层厚度），均需在设计时予以计算与分析，据此选择相应的防护措施。因水流性质变化较大，防止冲刷的方法有多种。各种方法大致可以归纳为直接防护和间接防护两大类。

5路基防护与加固第17页/共47页第三节冲刷防护冲刷防护包括直接防护和间接防护。直接防护－－加固堤岸边坡。间接防护－－改变水流性质。冲刷防护的前提是搞好事前的水文地质勘察，亦包括风浪作用及附近河段两岸现状的有关资料收集。5路基防护与加固第18页/共47页一、直接防护直接防护是指对河岸或路基边坡所采取的直接加固措施目的：抵抗水流冲刷和掏刷作用特点：①尽可能不干扰或很少干扰原水流的性质，因而对防护地段的上下游及河对岸影响轻微。②应有足够的强度和稳定性，并能够经得住最不利情况的考验。③如情况估计不足，或单纯为了减少投资而采用不适当的简易防护措施，往往产生防护失效和破坏，因此，可以认为此类防护是被动式的措施。5路基防护与加固第19页/共47页适用场合：①在水流速度较缓，流向与堤岸接近平行，或在宽阔的河滩、凸岸、台地边缘等水流破坏作用较弱的地段优先选用。②山区河流有时河槽呈“V”形，其纵坡较陡、流速较大，水流的破坏作用强烈，如果由于受地质的限制而难以人为改变水流性质时，则不得不采用直接防护措施，此时必须着重考虑防护体的坚固稳定。直接防护措施：植物防护、砌石防护—流速较小抛石、石笼、石垛、柔性板河抗滑桩—流速较大、浸水部分一、直接防护5路基防护与加固第20页/共47页直接防护包括：植物防护、石砌防护或抛石与石笼防护，以及必要时设置的支挡（驳岸等）。植物防护、石砌防护（同前，但要求高）；抛石：适用于水流方向较平顺，无严重局部冲刷而被水浸的路堤边坡和河岸；石笼：适用于受洪水急流冲刷和风浪侵袭的地段；浸水挡土墙：在峡谷急流地段，为防止路基挤占河床。

5路基防护与加固第21页/共47页二、间接防护采用导流或阻流的方法，改变水流性质，或者迫使主流流向偏离被防护的路段，也可减小流速，缓和水流对被防护路段的作用，改变河槽中冲刷和淤积部位，以及必要时改变河道等，均属于间接防护。特点：间接防护构造物侵占一部分河床断面，因而不同程度上压缩和紊乱原来的水流，使得当冲部位受到特别强烈的冲刷和掏刷作用，因此这些部位应有比较坚固的加固措施。间接防护实际上是转移目标。适用场合：当河床较宽，冲刷和淤积大致平衡，水流性质较易改变，且有条件可以顺河势布置横向导流构造物时，宜采用间接防护措施。如果需要防护的路段较长，则更宜采用。因为在此条件下，采用间接防护不仅效果好，比较主动，而且经济效益往往高于直接防护。5路基防护与加固第22页/共47页第23页/共47页第三节冲刷防护二、间接防护常用的间接防护措施有：丁坝、顺坝、格坝丁坝（挑水坝）：坝根与河岸相连接，坝头伸向河槽，与水流成一角度；作用：将水流挑离河岸或路基，改善流态顺坝（导流坝）：坝根与河岸相连接，坝身与导流线基本重合或平行；作用：导流、束水、调整流水曲线，改善流态。格坝：格坝在平面上成网格状，设与顺坝与堤岸之间。作用：防止高水位时水流溢入冲刷坝内岸坡或坡脚，并促进格间的淤积。5路基防护与加固第24页/共47页第三节软基处理一、处理方法种类以及选择处理目的：a、沉降处理：加载预压法、竖向砂井（插塑料板）、挤密砂桩

b、稳定性：换填土、反压护道、加石灰桩二、选择处理方法1、考虑地基土质、土层结构层；2、道路性质、路基高度与宽度；3、考虑施工工期、材料的供应情况、施工机械实力。5路基防护与加固第25页/共47页在路堤设计时应考虑：1.地基的承载力是否足以保证路堤的稳定性；2.由压缩性土的固结变形而引起的路堤沉降（沉降量和沉降速率）是否影响路基路面结构的正常使用及其使用寿命。

为提高路堤稳定性或减少沉降量或加速固结，需要采取的地基处理措施。第三节软基处理5路基防护与加固第26页/共47页各种地基处理方法5路基防护与加固第27页/共47页一、砂垫层法砂垫层－－在软土地基上铺设厚度为0.5~1.2m的砂层。适用于软土层不厚，当地有砂运距不远，施工期不紧迫作用：1)作为软土层固结所需要的上部排水层（配合其它固结排水措施）；2)作为路堤内的底部排水层，以降低路堤内水位或疏干路堤内湿度；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。5路基防护与加固第28页/共47页

材料：以透水性好的砂或砂砾为宜。

垫层处理方法

5路基防护与加固第29页/共47页二、换填土法换填土法－－用好土（强度较高和透水性好的材料）全部或部分替换软土的方法。适用于软土层较厚，稠度大，路堤高、施工期紧迫作用：提高地基的承载力和降低沉降量。施工方法：开挖和强制挤出。开挖方法：

全部开挖换填－－在路堤全宽范围内将需要处理的软土层挖除，并置换以好土。适用于软土层厚度为3m以内，路堤需在短期内填筑完成的情况。

5路基防护与加固第30页/共47页部分开挖换填－－仅挖除表层最软弱部分的软土，换填以好土，使沉降量减少到可接受程度（挖填深度为2m以内）。强制换填法－－利用路堤填土重力将软土从路堤下向两侧或前方挤出；或者将炸药装入软土层内，通过爆破将软土挤出。换填材料：宜选用排水性能好，处于地下水以下能保持有足够承载力的砂、砂砾及其它粗粒料。5路基防护与加固第31页/共47页三、反压护道法反压护道－－当路堤填筑高度超过地基不作处理时所能容许的安全高度（极限高度或临界高度）时，路堤和软土层达不到要求的滑动破坏安全系数。可在路堤两侧填筑一定高度和宽度的护道。作用：利用护道的填土重量增加稳定力矩，以平衡主路堤的滑动力矩。适用条件：非耕作区，路堤高度不大于（5/3~2）倍极限高度的情况。

尺寸：反压护道高度是整个路堤高度1/2～1/3,反压护道边坡与原路堤边坡一致。5路基防护与加固第32页/共47页四、分阶段施工分阶段施工－－路堤填筑到一定高度，放置一段时间，再进行第二阶段的施工，重复多次，填到设计高度为止。原理：利用土的固结特性。适用条件：在软土层初始剪切强度太低，不足以保证路堤稳定性时，采用分阶段施工方法。但总工期很长，特别是土固结很慢的情况下。同时，这种方法有一最大限度的填土高度，超出此高度，分阶段施工仍然不能保证路堤的稳定性。5路基防护与加固第33页/共47页五、超载预压法超载预压法－－路堤填筑到超过设计标高的高度，使软土地基受到超载的作用而加速固结沉降。目的：较早地达到设计路堤荷载的沉降量，并减少路面铺筑后的剩余沉降量（控制在容许范围内）。其它方法：采用真空预压法或降低地下水位法等。5路基防护与加固第34页/共47页六、竖向排水固结法竖向排水固结法－－在地基内设置排水井，缩短排水距离，加速固结排水。目的：运用堆载预压，挤出土中的过多含水，达到挤紧土粒和提高强度。适用条件：均匀的厚粘土层而渗透性小、路堤较高。排水材料：砂井、预制芯板等。5路基防护与加固第35页/共47页引入排水单元，降低地下水位，使土固结方法：a、砂井法施工方法：强行打入法，螺旋钻法形状：正方形、三角形深度：15～20m

直径：20～30cm

井间距：(8～10)db、塑料板法:带宽10cm，厚几个毫米≈φ5cm砂井，最小间距0.6m5路基防护与加固第36页/共47页七、挤密桩法和加固土桩法挤密桩－－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。作用：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)防止液化（砂土地基时）。5路基防护与加固第37页/共47页挤密桩（砂桩）砂桩作用：a、使周围土体变密实；b、承担部分路堤荷载；c、加速软土固结。与砂井的区别：a、形状相同，作用不同；b、砂井主要用于排水，故井径较小，间距较大，而砂桩间距较小；c、砂井适用于过湿软土层，而砂桩适用于松砂、乱填土及普通软粘土。石灰桩：a、化学反应原理起作用

b、施工方法：旋转喷浆法

c、桩的直径φ0.3～0.5m，间距0.75～1.5m，深度可达dmax＝30m5路基防护与加固第38页/共47页石灰桩－－采用螺旋钻在软土层内开孔或用末端闭合式套管压入软土层内，而后将水泥、生石灰、粉煤灰等加固材料灌入孔内，利用加固材料的吸水消解和生成水化物等，降低周围粘性土中的含水量，从而提高地基的强度和减小沉降量。5路基防护与加固第39页/共47页挤密桩法和加固土桩施工现场喷射粉体搅拌法

深层拌合法

5路基防护与加固第40页/共47页八、重锤夯实法重锤夯实法－－以钢筋混凝土制成截头圆锥体（底部垫钢板），重量宜1.5吨左右，落高2.5~4.5m，对地基进行夯实（8～12遍）。适用条件:地下水位0.8m以下稍湿的一般粘性土、砂土、湿陷性黄土、杂填土等。目的：提高地基表层土的强度。5路基防护与加固第41页/共47页强夯法（动力固结法）－－以8~12t（甚至200t）的重锤和8~20m（最高达40m）的落距，对地层表面进行强力夯击，利用冲击波和动应力使地基土密实，达到加固的目的。5路基防护