第五章路基防护与加固新

1第五章路基防护与加固2

本章内容:§5-1

概述§5-2

坡面防护§5-3

冲刷防护§5-4

软土地基加固34

§5-1

概

述

一、防护与加固的意义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

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、软土地基加固－－指提高湿软地基的承载能力的措施。4、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。6

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的稳定，即本身具有承受外力作用的能力。7路基防护分类图8各种各样的防护与加固工程9

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。10

§5-2

坡面防护

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。11

§5-2

坡面防护坡面防护的前提：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12

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。13

一、植物防护植物防护的种类：1、种草：2、铺草皮：3、植树5~6202014平铺、满铺草皮桩露出表面≤230305~6桩长20~30

粗1~215平铺叠置草皮注:

适用于边坡下部流水冲刷较大处，有水平、垂直、斜交

叠置几种形式。16方格式草皮种草或撒草籽铺草皮注：适用于草皮来源困难时。卵石方格草皮100cm100cmφ≥10cm

注：栽砌卵石一方面能起骨架作用,另一方面能增进自然美观。1718

浆砌片石（混凝土块）骨架植草防护适用于土质和强风化的岩石边坡，防止边坡受雨水侵蚀，避免土质坡面上产生沟槽。其形式多样，主要有拱形骨架、菱型（方格）骨架、人字形骨架、多边形混凝土空心块等。浆砌片石（混凝土块）骨架植草防护既稳定路基边坡，又能节省材料、造价较低、施工方便、造型美观，能与周围环境自然融合，是目前高速公路边坡防护的主要形式之一，值得广泛推广应用。型断面,

拱圈用砼预制块镶边成L型。19骨架植物防护

——

浆砌片石(拱式)骨架注:

骨架应嵌入坡面30~50cm,采用截水沟型时,主骨架用槽

1620

锚杆混凝土框架植草防护是近年来在总结了锚杆挂网喷浆（混凝土）防护的经验教训后发展起来的。岩石边坡主动加固作用，防止岩石边坡经开挖卸荷和爆破松动而产生的局部楔型破坏，又吸收了浆砌片石（混凝土块）骨架植草防护的造型美观、便于绿化的优点。2122

锚杆砼骨架侧沟底线伸缩缝砼框架

植草皮方格式骨架

肋柱

泄水孔踏步23

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.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。4.喷浆：作用同上。水泥用量较大，重点工程可选用。24

二、工程防护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。25b）浆砌片石基础

干浆砌片石

厚≥25浆砌片石≥0.5m

碎石或砂砾

厚≥10

工程防护

--砌石护面用于路堑边坡下部的局部加固或高路堤边坡的坡面防护。a）干砌片石基础≥0.5m≥0.5m

碎石或砂砾

厚≥10

干浆砌片石

厚≥25干浆砌片石

≥0.5m1926工程防护

--护面墙及支补墙

护面墙是浆砌片（块）石结构。适用于各种软质岩层或较

破碎岩石的封闭防护，也适用于坡面易受侵蚀的土质边坡。护

面墙除实体式外还可布置成拱形、孔窗形、肋式等型式以节省

浆砌圬工费用。

两级护面墙浆砌块(片)石支补墙凹陷处局部修补27工程防护

--喷护(喷浆或喷射砼)注:适用于未经严重风化的各种易风化岩石坡面。喷护较抹面更能适应坡面较不完整的情况。喷护包括喷浆防护（厚≥5cm）及喷射砼防护（厚≥

8cm）。喷护

5~8cm喷浆或喷射砼层2128工程防护

--

锚杆铁丝网挂网喷护

框条Φ６T2

圆钢

绑扎预制铁丝网

焊接锚杆直径16~20T2圆钢注:

铁丝网框架用φ6盘条，框架间距200～250cm；铁丝网用φ2

普通镀锌铁丝，网眼规格20～25（cm）×20～25（cm）。29铁丝网片大样图锚杆结点图正面图直径16~20mm圆钢锚杆

立面图30

§5-3

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。冲刷防护直接防护

（包括植物防护、石砌护面、砼预制板块、

抛石、石笼、驳岸挡墙防护等措施）间接防护

（包括丁坝、顺坝、防水林、改河工程等）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。31

一、直接防护直接防护－－指对河岸或路基边坡所采取的直接加固措施。目的：抵抗水流的冲刷和淘刷作用。特点：尽可能不干扰或少干扰原来的水流性质，对防护地段的上下游及河对岸影响轻微，要求防护措施的本身应有足够强度和稳定性。是被动式防护。适用条件：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地段优先选用。32

⑴

石砌护面

石砌防护有干砌和浆砌片石两种。单层干砌厚0.25～0.35m;双层干砌:

上层厚0.2～0.35m,下层厚0.1～0.2m；浆砌片石层厚一般为0.25～0.4m。石砌护坡均需在护坡面下设0.1～0.2m的砂砾或碎石垫层。砾(碎)石垫层可用土工布或土工格栅代替。

波浪侵袭高+0.5米高水位低水位抛石石笼

反滤层

(土工织物)干砌片石1:m1:m1:m砂砾、碎石垫层砼脚墙浆砌片石干砌片石墁石基础

垫层砼预制板块33

⑵

砼预制板块护面

砼预制板块防护:有大体积预制方块和柔性砼预制块等型

式。前者规格2×1m或2×2m,厚0.2～0.3m，为实心块。后者

是将小件预制块用铰链相互连接。

⑶

抛石防护

抛石适用于经常浸水且水深较大、受水流冲刷的路基边坡或坡脚,

以及挡土墙、护坡的基础防护。一般多用于临时抢修工程。形式上类似于在坡脚处设置护脚,亦称抛石垛。

⑷

石笼防护

当边坡、坡脚以及沿河工程构造物基础在水流作用下出

现严重的冲蚀及掏刷情况时,改用石笼防护。石笼防护较抛石

防护有较好的稳定性。在缺少大石块地段，使用小石块的石

笼形成较大的块体，可抵御较大的流速。

二、间接防护间接防护－－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；可减小流速，缓和水流对被防护路段的作用；改变河槽冲刷和淤积部位；以及必要时改变河道等措施均属于间接防护。特点：间接防护建筑物均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，使得冲刷部位受到特别强烈的冲刷和淘刷作用，因此这部分应有比较坚固的加固措施。主动防护或转移冲刷目标。2735

丁坝:

又叫挑水坝,作用

是导流和挑流，把水挑

离河岸,

改善水流状况。

由坝头、坝身和坝根三

部分组成,

断面呈梯形

构造如图示：⑴

丁坝

(挑水坝)片石大卵石丁坝断面36裁弯取直及造地顺坝硬岸炸开新河道硬岸炸开新河道浆砌片石护坡⑵

顺坝(导流坝):作用是导流,大体与河岸平行,并顺接协调。⑶

改河工程(如下图):

37四.

沿河路基冲刷防护的适用条件：

植物防护适用于允许流速小于1.2

m/s-1.8m/s的季节性水流

冲刷，经常浸水或长期浸水的路堤边坡，不宜采用种草防

护。

砌石或混凝土护坡适用于允许流速2-8

m/s

的路堤边坡。

护坡防护适用于沿河路基挡土墙或护坡的局部冲刷深度过

大，深基础施工不便的路段。

抛石适用于经常浸水且水深较大的路基边坡或坡脚以及挡

土墙、护坡的基础防护。抛石一般多用于抢修工程。

石笼防护适用于受水流冲刷和风浪侵袭，且防护工程基础

不易处理或沿河挡土墙、护坡基础局部冲刷深度过大的沿

河路堤坡脚或河岸。38

浸水挡土墙适用于允许流速5

m/s～8m/s的峡谷急流和水流冲刷严重的河段。土工织物软体沉排、土工膜袋适用于允许流速为2-3

m/s的沿河路基冲刷防护。丁坝适用于宽浅变迁性河段，用以挑流或减低流速，减轻水流对河岸或路基的冲刷。顺坝适用于河床断面较窄、基础地质条件较差的河岸或沿河路基防护，调整流水曲度和改善流态。沿河路基受水流冲刷严重，或防护工程艰巨，以及路线在短距离内多次跨越弯曲河道时可改移河道。主河槽改动频繁的变迁性河流或支流较多的河段不宜改河。39

§5-4

地基加固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。40

§5-4

地基加固进行路堤稳定性或沉降分析以及选择地基处理措施应考虑：1.

地基条件－－地层的生成类别、成层状态、排水条件、各土层的土性指标（物理特性、固结特性和强度特性）；2.

施工条件－－路堤形状、工程进度要求、填料性质、沿线环境和用地限制等；3.

道路条件－－道路性质、容许剩余沉降量和要求的安全系数等。41

地基处理方法分类1.沉降处理－－包括加速固结沉降和减小总沉降量两方面：

•

加速固结沉降可采用加载预压、竖向排水（砂井或芯

板排水）和挤实砂桩等方法。

•

减小总沉降量可采用挤实砂桩、石灰（或水泥）桩、

换填好土等方法。2.稳定处理－－采用换填土、反压护道、挤实砂桩、石灰（或水泥）桩等措施增加抗滑阻力。42

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。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。43

一、砂垫层法材料：以透水性好的砂或砂砾为宜

垫层处理方法44

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，以达到保证路堤稳定和降低

沉降量的目的。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。45

二、换填土法开挖方法：

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。

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。46

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：路堤高度不大于（5/3~2）倍极限高度的情况。47

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。48

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。49

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、预制芯板等。50

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）。51

七、挤密桩法和加固土桩法加固土桩－－采用螺旋钻在软土层内开孔或用末端闭合式管压入软土层内，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。52七、挤密桩法和加固土桩法

挤密桩法和加固土桩施工现场53

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、