【路基排水与防护加固设施施工方法分析17000字】

路基排水与防护加固设施施工方法分析第一节路基排水设施施工一、地上排水设施构造与施工常用的路基表面排水设备包括侧沟、截流沟、排水沟、水滴及急流槽、倒虹吸及穿越槽、挡水带、蒸发池等设施。1.边沟在平行于道路中线的路肩外缘、挖方路基路肩外侧和低填方路基坡脚设置纵向人工沟渠，称为边沟。其主要功能是收集和清除路基内部和流向路基的少量地表水，以确保路基的稳定性。（1）边沟的构造1)边沟的横断面形式侧沟排水能力小，一般不需要进行水文水力计算。根据具体情况沿直线，可直接选取标准截面。沟的断面形状主要有梯形、矩形、三角形和流线，如图2-1所示。图2-1边沟横断面示意图一般情况下:应采用梯形土沟;石沟应呈矩形;三角形可用于低路堤或机械化施工。流线型侧沟是为了使路基边缘光滑，防止沙石或积雪在路基一侧堆积，改善道路景观，增强美观和平整度。因此，流线型路段在国外公路中较为常见。2)边沟的断面尺寸高速公路和一级公路的侧沟底部宽度和深度不应小于0.6m，其他高等级公路的侧沟底部宽度和深度不应小于0.4m。当流量较大时，应根据流量增加侧沟的截面尺寸。梯形侧沟内边坡一般为1:(11.5);岩质边坡为1:(00.5);泥浆侧沟内的边坡可直立;三角边沟内边坡一般为1:(23)。各沟渠的边坡与开挖后的边坡基本一致。3)边沟的纵坡与长度侧沟的纵向坡度一般应与线路的纵向坡度一致，不应小于0.5%，以防淤积。在特殊情况下，应允许降至0.3%。此时应缩短侧沟出口间距。当侧沟纵向坡度过大，有冲刷的可能时，应采取加固、设置水滴或急槽等措施。为防止侧沟水流溢出或冲刷，侧沟单向排水长度一般不宜超过300~500m。如果超过这个值，就会加一条排水沟或涵洞把水引到路基外面。4)边沟的防护边沟可采用浆砌片石、栽砌卵石和水泥混凝土预制块防护。砌筑用的砂浆强度，对于高速公路、一级公路采用M7.5,其他等级公路采用M5。（2）边沟的施工要点1)在填筑高度小于边沟深度的挖方段和填方段应设置边沟；路堤后侧的坡脚应设有不渗水的边沟。2)为了防止边沟的溢出或侵蚀，应在平原地区和丘陵地区分段设置出水口。多雨地区梯形边沟每段长度不超过300米，三角形边沟不超过200米。3)在平曲线上修建边沟时，沟底纵坡应与曲线前后纵坡平滑衔接，曲线内不得积水或溢出。曲线外边沟应适当加深，其增加值等于超高值。4)认真做好边沟加固：土质地段沟底纵坡大于3%时，应采取加固措施；用干毛石铺边沟时，应选择表面平整的毛石，每个接缝应嵌有小石块；用浆砌片石摊铺时，接缝砂浆应饱满，沟体不应渗漏；沟底抹灰时，抹灰应平整并压光。5)在边沟与填方相邻处设置水滴或喷射槽，引导水流出填方坡脚，避免冲刷边坡，影响路基稳定性。，见图2-2所示。图2-2路堑与高堤衔接处边沟排水示意图6)当边沟水流流向桥涵进水口时，为避免边沟流水冲刷，施工时，在涵洞入口处设检查井，如图2-3所示。或者根据地形需要，在洞口前设置急流、水滴等构筑物，将水流引入涵洞。图2-3边沟水流入涵洞前的窨井示意图7)边沟水流向弯道时，流水一般充满边沟断面，流速较高。此时，排水沟应沿边沟方向沿山坡开挖，水流应引至路基外的自然沟，或由急流引下斜坡，以免增加转弯边沟的侵蚀。8)在暴雨较大的地区，如开挖路基纵坡较陡，下端连接小半径曲线或平缓纵坡段，为避免水流溢出、冲刷或软化路基，危及路面，可在坡度变化点附近或进入弯道前设置水平排水沟，必要时可增设涵洞，排出路基外的边沟水。2.截水沟拦截沟,也称为阴沟里,通常是设置外部开挖路基坡的顶端或在适当的地方在路堤,用于拦截和消除地表水流向上方的路基,路基,降低水流边沟的负担,并保证开挖边坡和填趾不被流水冲刷。降水较少、硬坡、低坡对冲刷影响较小的路段，不得设置截水沟;反之，如果降水较多，暴雨频率高，坡面覆盖软，坡度高，水土流失严重，必要时可设置两条或两条以上截流沟。（1）截水沟的构造图2-4是截割断面截割坡上方设置截割沟的实例之一。图中距离d一般为5m，土质较差的断面可以10m以上。截水沟下方一侧可堆砌挖沟土方，需制作顶部与截水沟倾斜2%的土方平台。路堑上方设置弃土堆时，截水沟的位置及断面尺寸，如图2-5所示。图2-4挖方路段截水沟示意图1-截水沟；2-土台；3-边沟图2-5挖方路段弃土堆与截水沟关系1-截水沟；2-土台；3-边沟山体填方段可能受上游水流影响，必须设置截流沟截流山体水流，保护路堤，如图2-6所示。截水沟与坡顶之间应有不小于2.0m的距离，并应作2%斜向沟的横坡。如果土质好，路堑边坡不高或铺砌沟墙，路堑与边坡顶部的距离可小于2m。截流沟应当根据地形、地质条件，沿等高线布置，截流水应当顺利排入天然山谷或者水道。图2-6填方路段上的截水沟示意图1-土台；2-截水沟截水沟一般采用梯形横截面，边坡为1:(1.01.5)，沟宽、沟深不应小于0.5m。如果地质或土壤条件较差，可能出现渗漏或变形，应采取相应的防护措施。截水沟长度为200~500m，超过50Om时，可在中间合适位置加设出水口，可采用射流通道或射流管引流排水。（2）截水沟的施工要点1)截水沟的位置应尽可能垂直于大部分地表水流动的方向，以提高截水沟的效率，缩短截水沟的长度。降水较少或坡度较大或坡度较低的路段，对冲刷影响不大，可不设截水沟；反之，如果降水较多，暴雨频率高，水土流失严重，必要时可设置两条以上截水沟，如图2-7所示。图2-7多道截水沟布置示意图2)截水沟长度超过500m时，应在适当位置设置出水口，将水引至山坡天然沟或桥涵进水口。截水沟必须有坚实的出水口，必要时还应设置排水沟、水滴或射流溜槽，如图2-8所示。图2-8截水沟与其他排水设施衔接示意图3)截水沟应严密防渗、加固，防止渗水和侵蚀。对于地质条件差、岩土松软、透水性大或裂缝多的断面，应采取加固措施，防止沟底及出水口纵向大坡度截土沟底部及挡墙的渗漏和侵蚀。3.排水沟排水沟的主要用途是将路基内各种水源的水流(如侧沟、截沟、借坑、边坡及路基附近积水)引至桥涵或路基外的指定地点。当线路受多段沟渠或水路影响时，为保护路基不受水破坏，可设置排水沟或移动渠，调节水流，调节水路。排水沟的断面一般为梯形，其尺寸应通过水力和水文计算来选择。排水沟的横断面尺寸用于出口的边沟,截水沟、取土坑决定根据设计流量,底部宽度和深度不得小于0.5米,和土壤的坡沟一般应1:(11.5)。其构造要点如下：(1)排水沟的走向应平整，尽量采用直线。曲线应做成半径不小于10~20m的圆弧;连续长度应短，一般不超过500米。(2)排水沟沿道路敷设时，可根据需要和当地地形确定，应尽量远离路基，距路基坡脚不宜小于2m。(3)当排水沟、截水沟、侧沟因纵向坡度过大而水流速度大于沟底、沟壁土体允许冲刷速度时，应采取加固措施。4.跌水与急流槽落水急流槽是路基表面排水沟的一种特殊形式，用于陡坡地段，沟底纵坡可达45°。由于纵坡陡、水流急、冲刷力大，水滴喷射槽的结构必须稳定耐用。通常应采用砂浆块石或水泥混凝土预制块砌砖，并采取相应的保护和加固措施。（1）跌水的一般构造跌水是阶梯形的建筑物，水流以瀑布形式通过。其作用是降低流速，减少水的能量。落水结构可分为单级和多级，沟底有等宽加宽之分。单级水滴适用于排水沟的接缝。由于水位落差大，需要耗散能量，改变水流方向。图2-9显示了当路基边沟水流通过涵洞排出时，使用单级水滴(相当于雨水井)的一个例子。为了减缓水流速度和消耗能量，可以在长陡坡上的沟渠中使用多级水滴，如图2-10所示。图2-9边沟与涵洞单级跌水连接图1—边沟；2—路基；3—跌水井；4—涵洞图2-10等截面多级跌水结构图1—沟顶线；2—沟底线根据水力计算的特点，水滴的基本结构可分为进水口、消力池和出水口三部分，如图2-11所示。每个部件的尺寸由水力计算决定。落水台阶高度可根据地形、地质等条件确定。多个台阶的高度可以不同，高度与长度之比应与原地面坡度相适应，一般不应大于0.5〜0.6m,通常是0.3〜0.4m。图2-11跌水构造示意图1-护墙；2-消力槛落水两端的土沟应加固，保持水流通畅，避免水流冲刷和淤积，以充分发挥落水的排水效率。在路堤和路堑坡面或者坡面平台上从坡顶向下竖向集中排水时，或截水沟、排水沟纵坡较大时，可设置急流槽或急流菅。（2）急流槽的一般构造急流槽是具有很陡坡度的水槽，但水流不离开槽底，其作用是在很短的距离内、水面落差很大的情况下，或在特殊情况下，水流流速较高冲刷严重的场合进行排水。急槽所能适应的纵向坡度比落水时的平均纵向坡度更陡，对结构的坚固性和稳定性要求更高。是山路转弯、上、下线基层排水沟出水口疏浚等常用的排水设施。也常用于高路堤路段以排泄路面汇水至边沟中或用于高速公路超高段横向排水。急流槽的构造，如图2-12所示。它由进口、主槽（槽身）和出口三部分组成。急槽可采用砂浆毛坯铺装的矩形截面，也可采用水泥混凝土预制件铺装的矩形截面(图2-12)。浆体碎石急流槽的厚度可为0。20.4m底部和0。离墙30.4米。急流槽的厚度可为0.2~0.3mm，槽顶应与两侧坡面平齐。最小槽深为0.2m，最小槽底宽度为0.25m。槽底应每2.5~5m设一个榫，榫嵌在坡体中0.3~0.5m，以避免槽体滑落坡体。当罐体较长时，宜分段建造，每段长度一般为510m，预留伸缩缝，用防水材料填充。图2-12急流槽结构示意图（单位：m）喷射槽或喷射管的进水口与沟渠排放口之间应设置喇叭型连接，加宽部分应至少凹进15cm，并有铺装保护。急流槽或急流管出口处应设置消能设施，并可采用铺砌的消力平台或消力池。（3）施工要点1)由于水流落差大、流速高，跌水与急流槽必须用浆砌圬工结构以避免冲刷。2)急流槽的纵坡不应超过1:1.5，并应与自然地面坡度相匹配。急流槽较长时，槽底有几个纵坡，一般上段较陡，逐渐减缓。3)急流槽很长时，应分段修建，每段不宜超过10m，接缝应用防水材料填塞密实。4)路堤滑槽的施工应为流入排水沟的水流提供一个畅通的通道，路缘石开口与流入路堤边坡滑槽的水流过渡段应连接顺畅。5)在高路堤道路纵坡不大地段，急流槽进水口在路肩上可做成簸箕形，导引水流流入急流槽。在纵坡较大地段，应在路肩上增设拦水带，拦截上流来水使之通过进水口进入急流槽。6)长草困难的土质高路堤，为防止雨水漫流而冲刷边坡，可在路肩外缘设拦水带，将路面和路肩上的雨水分段集中，通过路堤边坡上的急流槽排于路基范围以外。5.倒虹吸与渡水槽当水流需要横跨路基时，可根据流水的需要设置管道或水槽，从路基下部或上空跨过，它被称为倒虹吸(或交叉水槽)。前者相当于涵洞，后者是简单的过桥。两者都属于造价较高的路基排水构筑物，大多是为了配合两侧农田水利而设计的。倒虹吸是利用上下游水位差，迫使水流降落而复升，经路基下部埋设的管道引向另一侧，见图2-13。此种结构为有压管道，水流连续改变方向，水流条件较差，管内易漏水，极易淤塞受阻，亦难以修复与清理，需要采用时，必须进行合理设计。一般情况下，管道选用箱形或圆形，以水泥混凝土或钢筋混凝土的结构为主，有条件时也可使用铸铁管，孔径一般为0.5〜1.5m。主管埋置深度，要求上面填土的厚度不小于1.0m，亦不宜埋置过深，以填土不超过3.0m为宜。管道两端设竖井，可以竖立或倾斜，视地形和用地条件而定，井底高程低于管道，起沉淀泥砂作用。为减少堵塞现象，除要求管道内具有1.5m/s以上的流速外，在进口外宜设置沉砂池和拦泥栅，如图2-14所示。图2-13倒虹吸（管）示意图1-路基；2-沟渠；3-管道；4-垫层；5-竖井；6-沉淀池图2-14倒虹吸（管）进口结构示意图渡水槽相当于过水桥，是穿过农田地区路堑段常用的过水形式之一，图2-15是渡水槽图例的一种。渡水槽可分为进出水口、槽身与下部支承三个结构组成部分。图2-15渡水槽布置示意图6.地面排水沟渠的加固路基排水沟渠的加固，至关重要。排水的目的是防止路基病害，如果人工沟渠受水冲刷，排水不畅或积水下渗，有可能出现新的病害。排水沟渠的加固，应就地取材、简易有效。常用的加固类型与厚度，可参考表2-1的建议。选择加固类型，与沟渠的土质、水流速度、沟底纵坡和使用年限等条件有关，其中沟底纵坡关系到水流速度和冲刷作用，表2-2列出了沟底纵坡与加固类型的关系，可供参考使用。表2-1沟渠加固类型及相应厚度形式名称铺砌厚度/cm简易式平铺草皮单层竖铺草皮叠铺水泥砂浆抹平层2～3石灰三合土抹平层3～5黏土碎（砾）石加固层10～15石灰三合土碎（砾）石加固层10～15干砌式干砌片石15～25干砌片石砂浆勾缝15～25干砌片石砂浆抹平20～25浆砌式浆砌片石20～25混凝土预制块6～16砖砌水槽—表2-2沟底纵坡与加固类型的关系纵坡/%＜11～33～55～7＞7加固类型不加固①土质好，不加固；②土质差，容易加固容易加固或干砌加固容易加固或浆砌加固浆砌加固或改用跌水二、地下排水设施构造与施工路基常用的地下排水设施有地下沟、渗沟、渗井等。，其特点是排水量小，主要是通过渗流收集水流，排到离路基最近的外侧。对于大流量的地下水，应设置专门的地下管道进行排除。由于地下排水设备埋在地下，维护困难，路基完工后很难发现故障，因此要求地下排水设备牢固有效。1.暗沟地下排水是位于地下的引导水流的沟渠，既不能渗水，也不能集水。3因此，暗排水的主要作用是将泉水或渗水沟截下的水流排出路基外。路基底局部范围有泉水外涌或要排除地下集中水流时，应设置暗沟或暗管将水引排至路堤坡脚外或路堑边沟内。当雨水浸入高速公路和一级公路的中央分隔带时，路面水可通过雨水进口引入地下沟渠，排至路基外。其施工要点是：（1）当地下水位较高，潜水层埋深不深时，可采用地下沟截留地下水，降低地下水位，沟底应埋在不透水层中。寒冷地区的暗沟，应作防冻保温处理或将暗沟设在冻结深度以下。暗沟设在路基旁侧时，宜沿路线方向布置，设在低洼地带或天然沟谷处时，宜顺山坡的沟谷走向布置。（2）当采用混凝土浇筑或灰浆碎石建造地下沟时，应在沟壁与含水地层接触面高度处设置一或多排倾斜于沟壁的渗水孔，沟墙外侧应填充粗透水材料或土工合成材料作为过滤层。沿沟每10~15m或沟过软、硬岩石边界时设伸缩缝或沉降缝。。（3）暗沟的纵坡不宜小于1%，沟壁最下一排渗水孔（或裂缝）的底部宜高出沟底不小于20cm,以防水流倒渗。2.渗沟地下水在沟内通过渗透的方式收集，水通过沟底的渠道排到指定地点。这种地下排水设施统称为沟渠，其作用是降低地下水位或拦截地下水。渗沟有三种结构形式，可分为填石渗沟、管式渗沟和洞式渗沟。渗沟各部位的尺寸应根据埋设位置及排水需要等情况确定。渗沟宽不宜小于0.6m。渗沟底部应设置封闭层，可采用M5砂浆砌片石或现浇水泥混凝土。顶部制作止水层，用双层反草皮或其他材料(如土工合成防渗材料)铺砌，夯填粘土防水层，厚度不小于0.5m。渗水沟内应设置防滤层。所述滤层可设置在临水侧，所述不透水层设置在临水侧，或所述两侧沟壁上设置有滤层。过滤层应选用粒径均匀的砂石材料层层填充。粒子直径比相邻层不应小于1:4,层厚度不应小于15厘米,粒子的含量与粒度小于0.15毫米应小于5%,和填料的粒度应该含水层骨料最大粒径的810倍。透水土工布也可用作过滤层。其施工要点是：(1)渗沟的平面布置，当用做降低地下水位时，应尽量靠近路基；当用做拦截地下水时，应尽量与地下水流方向垂直。(2)填石渗沟的最小纵坡度不宜小于1%;管式及洞式渗沟的最小纵坡度不宜小于0.5%。渗沟的设置长度可根据实际需要确定，一般每隔100〜300m就需设横向排水管。(3)短渗地段宜采用填石渗水沟。埋置深度应满足透水材料顶部(封闭层以下)不低于原地下水位的要求。排除层间水时，渗沟底部应埋在最低不透水层上。在冰冻地区，渗沟埋深不得小于当地最低冰冻深度。出水口底部标高应高于沟外最高水位0.2m。(4)管式渗沟适用于地下水引水较长、流量较大的地区。渗沟底部埋管一般采用粘土或混凝土预制管，管壁上部设有渗水孔，渗水孔交错排列。沟底垫枕一般采用干砌片石，如沟底深入到不透水层时宜采用浆砌片石、混凝土等。对于冻结区域，为了防止冻结和堵塞，除了埋在冻结线以下的管道外，必要时应采取保温措施，管径应较大。当管型渗沟长度为100，300米时，管型渗沟末端应设置水平排水管，分段排放地下水。(5)溶洞型渗水沟适用于地下水流量大的地区。洞壁宜用灰浆碎石砌成，屋顶宜用盖板盖好。洞宽约20cm，高一般为20~30cm。用条石或混凝土预制板作盖板;板的长度为2b左右，板的厚度P≥15cm，预留渗水孔，使渗入沟内的水可以收集排入沟内。孔体应埋设在防渗层中。如果基础薄弱，应铺设砂石基础。洞体埋于透水层时，必要时应在两侧及沟底加设防水层。3.渗井渗井属于竖直方向的地下排水设施。当地表水或对路基有影响的浅层地下水较难排除时，距地面不深处有良好的渗水层，且地下水流向背离路基或较深，可设置渗井，穿入透水层中，路基内的上层地下水和少量地表水被引入较深的透水层，以消除地表水或降低上层地下水位。由于渗井的施工不容易，单位渗漏面积的费用比渗沟高，设计时应进行分析比较，有条件地选用。其施工要点是：(1)根据水力计算，渗流井的布置、孔径和渗透量一般为圆柱形，直径为1.01.5米，或正方形，边长为1.01.5米..井深取决于地层结构。(2)井内按照从中心到外围的分层，由粗到细充填砂石料。粗料被水渗透，细料被过滤。填料需要筛选和冲刷。施工时，不同粒径的材料需要分开，用铁套填充。要求层次分明，不要粗细料混用，以保证渗流井的预期排水效果。(3)渗流井距离路堤边坡坡脚不小于10m，渗流井顶部(入口部分除外)周围用粘土进行路堤养护。井口应加混凝土保护层，防渗井应严格淤塞。第二节路基防护加固设施施工一、路基防护设施1.坡面防护密封和隔离斜率,就可以避免直接接触大气或减慢,可以阻止进一步的岩石和土壤风化、侵蚀和冲刷边坡的地表水流可以预防或减缓,从而达到保护边坡的目的。常用的类型有植物保护、矿物保护和边坡处理。植物防护又称“生命防护”，主要以土坡为主。矿料防护、坡面处治又称为“无机”防护，以石质路基边坡为主。（1）植物防护植保主要适用于缓坡土质，依靠活植物发达的根系深入土层，加固表土。1)种草适用于不陡于1:1的草类生长的土质边坡。一般选用根系发达、茎干低矮、枝叶茂盛、生命力强、多年生长的草种，并尽量用几种草籽混种。植草时，将草种与土壤混合，均匀撒于表土坡上。如有需要，可增加不少于10cm厚的种植土层。草种子应埋在不小于5cm的深度。种植后取松土、浇水、湿润，注意管理。当有特殊要求时，也可采用固定草种布、网孔固定播种或拉伸网草皮。固定草种布(又称种植带)是在制作土工织物时，将草种固定在土工织物上，然后现场铺装养护，以促进草坪生长的一种方法。格栅固定播种是将土工格栅先固定在待护坡上，然后播种草种，养护成草坪的一种方法。拉伸网草皮是在土工织物或土工织物等土工合成材料上铺设3~5cm的种植土层，经播种、养护后形成人工草。2)铺草皮适用于边坡较陡、冲刷严重、径流速度＜1.2〜1.8m/s、附近草皮来源较易地区的路基。草皮应选择根系发达、茎矮叶茂的耐寒草种，不宜采用喜水草种，严禁采用生长在沼泽地的草皮。铺草皮前应将坡面整平，必要时加铺6〜10cm种植土层。草皮铺砌形式有平铺、水平叠铺、网格式等，如图2-16所示。每块草皮钉2〜4根竹木梢桩，使草皮与坡面固结。图2-16草皮防护示意图3)植树植树应植在1:1.5或更缓的边坡上，或在边坡以外的河岸及漫滩处。主要作用是加固边坡、防止和减缓水流冲刷。植树品种，以根系发达、枝叶茂盛、生长迅速的低矮灌木为主。沿河路堤植树，则用喜水、根深、杆粗的树种，以起到导流、拦流、挑水、促使泥砂淤积、加固堤岸的作用。（2）矿料防护矿料防护是指采用砂石、水泥、石灰等矿质材料进行的坡面防护。对易于风化的软质岩石或破碎岩石路堑边坡，常受侵蚀而剥落，又不能用植物防护时，常采用矿料防护形式。主要包括砂浆抹灰、缝、注浆、喷浆、石材护坡或面墙等。。1)抹面与勾缝涂层防护，适用于岩石开挖边坡，岩石表面易风化，但较为完整，尚未剥离，如页岩、泥岩、千枚岩等。应及时覆盖，以防风化。常用的抹灰材料有石灰浆等。，其中石灰是胶结材料，需要仔细选择。纸筋或竹筋等混合物可以提高强度，防止开裂；如果加入适量的盐水，这是制盐的副产品，可以加速石膏的硬化，防止开裂。石膏厚度取决于材料和坡度条件，一般为2〜10cm.抹灰作业前，应清理待处理的边坡，清除风化层、浮土、松散的石块，填坑填洞，洒水湿润，使其长期牢固。勾缝适用于质地坚硬、不易风化、但节理裂隙多且细的岩质边坡，以防止水渗入岩层而引发病害。勾缝可用按重量比为1:(2〜3)的水泥砂浆，或按体积比为1:0.5:3或1:2:9的水泥石灰砂浆。2)灌浆与喷浆注浆适用于结构坚硬、局部出现大、深裂缝或溶洞并进一步膨胀影响边坡稳定性的岩石切割边坡。其目的是利用砂浆的黏结力将开裂的岩石粘在一起，以保证边坡的稳定。水泥砂浆按重量比为1:4或1:5,必要时可用压浆机灌注。裂缝或洞穴较宽时则可用混凝土灌注。喷射混凝土适用于易风化但不严重风化的岩质边坡，边坡比较干燥。这种方法更适用于高陡边坡、上层破碎下层完整的边坡以及需要大面积防护的边坡。成岩作用差的粘土岩边坡不宜采用。通过喷洒一层厚度为5〜10cm的砂浆，封闭岩质边坡，形成保护层，防止表层风化，防止边坡剥落和破碎。砂浆可用水泥浆或水泥砂浆，甚至水泥石灰砂浆。其重量配合比为水泥：石灰：河沙：水=1:1:6:3。喷涂前应将坡面整平，去除已风化的表层，洒水湿润，一次喷成。岩面喷浆施工工艺流程见图2-17。图2-17岩面喷浆施工工艺流程锚喷混凝土防护就是在清挖出的密实、稳定的新鲜坡面上，钻孔，安装锚杆，灌浆，然后挂上纤维网柱或钢丝网柱，最后用高压泵射喷4〜6cm的C20混凝土构成保护层，可加强喷浆与坡面的黏结性能，防止脱落或剥落。锚喷混凝土防护边坡工艺流程见图2-18。图2-18锚喷混凝土防护边坡工艺流程3)砌石防护为防止地表径流或河流侵蚀，公路填方边坡、沿河路堤洪水区边坡、路堑边坡下部局部和桥涵附近的边坡可采用砌体防护。砌体防护分为干砌体和砂浆砌体，如图2-19所示。图2-19砌石防护示意图干砌片石护坡适用于易受雨、雪、水流冲刷，流速不超过24m/s，易浑浊、滑坡、剥落严重的路基坡面，以及受水冲刷较轻的河岸、路基。为了提高路基的整体强度，防止渗水，千层碎石应采用砂浆缝。浆砌片石护坡适用于防护流速较大（3〜6m/s)、波浪作用较强、有流冰与漂浮物等撞击的边坡。浆砌片石护坡厚度一般为0.25〜0.40m，每隔10〜15m设缝宽2cm的伸缩缝，缝内填塞沥青麻筋或沥青木板等材料，护坡的中、下部设10cm×lOcm的方形或直径为10cm的圆形泄水孔。其间距为2〜3m，孔后0.5m范围内设反滤层。无论是干砌片石或浆砌片石，均应在片石下面设置0.1〜0.15m厚的碎（砾）石或砂砾混合物垫层，以起到整平作用，并可防止水流将干砌片石层下面的边坡细土粒带走。砌石工程施工工艺流程见图2-20所示。图2-20砌石工程施工工艺流程4)护面墙面墙适用于风化严重、破碎、易破塌的岩质边坡，或易冲刷、易膨胀的土质边坡。其目的是保护边坡不受自然因素的影响，防止雨水渗入，实现对边坡的保护。面墙沿边坡修建，不能承受土侧压力。因此，边坡必须稳定，坡度不应大于1:0.5。墙基要求稳固，冰冻地区墙基应埋置在冰冻线以下0.25m;若是软基，可设拱形结构物跨过。墙体纵向每隔10〜15m设缝宽2cm的伸缩缝一道，缝内用沥青麻筋填塞，墙身上下左右每隔2〜3m设10cm×10cm的方形或直径为10cm的圆形泄水孔。孔后设砂砾反滤层。为增加墙体稳定性，墙背每隔3〜6m高设一宽度不小于1m的错台。若坡面开挖后形成凹陷，应以石砌圬工填塞平整，称为支补墙。图2-21为护面墙示意图。图2-21护面墙示意图（单位：m）2.冲刷防护沿河公路路基，直接受到水流侵害，冲刷防护是为了防止水流直接危害岸坡而设置的。冲刷防护措施有两种：一种是加固岸坡的直接防护，如坡面防护、拋石防护、石笼防护等；另一种是改变水流性质的间接防护，主要指导治结构物，如丁坝、顺坝、防洪堤、拦水坝等。（1）直接防护直接防护是对稳定边坡进行直接加固的一种措施，其特点是对原有的水流特性没有或几乎没有干扰。除了植物防护和矿料防护外，拋石、石笼、驳岸及浸水挡土墙均属直接防护。当水流速度达到3.0〜5.0m/s，路基经常浸水且水流方向平顺，河床承载力较好，无严重冲刷时,宜采用拋石防护；流速＞5.0m/s,或过多压缩河床，造成上游壅水时，则改用石笼防护（图2-22)或设置驳岸、浸水挡土墙等支挡结构物。图2-22石笼防护示意图（单位：m）（2）间接防护间接保护主要指的是指导结构的设置,如刺激堤坝,刺激堤坝,防洪堤坝、水坝、等,挖掘河床和在必要时改变河道,改变水流的方向,消除或减缓水流的路基边坡的直接侵蚀。引水构筑物布置图如图2-23所示。引导结构可以改变水流方向，消除或减缓水流对路基边坡的直接冲刷和冲刷，或迫使主流水流偏离防护路段，改变河道中的冲淤部位。导治结构物主要是设坝，按其与河道的相对位置，一般可分为丁坝、顺坝或格坝及必要的改河工程。图2-23河流导治构造物布置示意图1—丁规；2—顺规；3—格项；4—导流项；5—拦水琐；6—桥壤；7—路中线丁坝是指坝体轴线与河岸正交或成较大角度的斜交的导流构造，其作用是将水流挑离河岸。丁坝可由乱石堆砌而成。其横断面为梯形，坝身顶宽2〜3m，坝头顶宽3〜4m。丁坝一般要求设置多个以形成坝群。顺水坝指坝轴线基本沿导流线边缘布置，使水流较顺缓地改变流向，起导流、调整水流曲线的作用。顺坝坝长与被防护段长度基本相等，构造与丁坝大体相同。当顺坝为漫溢式时，应在其后与堤岸间设置格坝。格坝在平面上成网格状，防止高水位时水流溢入冲刷坝内边坡和堤岸，并促进泥砂淤积。改河移道可以将直接冲刷及淘刷路基的水流引离路基。挖滩改河，清除孤石，有利于布置路线，减少桥涵。但改河移道涉及水流改向，影响大且投资高。二、挡土墙挡土墙是一种用于支撑自然边坡或人工填土边坡以保持土壤稳定的建筑。广泛用于路堤填筑或路堑边坡、桥台、隧道洞口、河岸等的支护。。1.挡土墙的分类根据挡土墙的位置，挡土墙可分为路堑墙、路堤墙、路肩墙和山坡墙，如图2-24所示。切割墙设置在切割边坡的底部，主要用于支撑开挖后无法自行稳定的边坡，同时可以减少开挖量，降低开挖边坡的高度，如图2-24(a)所示。路堤墙或路肩墙设置在高填方路堤或陡坡路堤下方，如图2-24(b)和(c)所示，可以防止路基边坡或基底滑动，保证路基稳定，缩小填方坡脚，减少填方量，减少拆除和占地，保护线路附近已有的重要建筑物。在河岸和水库堤防上设置挡土墙，可以防止水流对路基的侵蚀和侵蚀，也是减少河床压缩或占用较少库容的有效措施，如图2-24(d)所示。山坡墙设置在路堑或路堤上方以支撑山坡。图2-24挡土墙的分类根据挡土墙的结构形式，挡土墙可分为重力式挡土墙、锚固式挡土墙、薄壁式挡土墙和加筋土挡土墙。根据挡土墙的材料，挡土墙可分为石材挡土墙、混凝土挡土墙、钢筋混凝土挡土墙、钢板挡土墙等。2.挡土墙的基本构造挡土墙各部分名称如图2-25(c)所示。靠近填方(或山)的一侧为墙背，暴露的一侧为墙面(也称墙胸)。墙面与墙底的交点线为墙趾，墙背与墙底的交点线为墙踵，墙背与铅垂线的交点角为墙背倾角α。墙背的倾角方向，比照面向外侧站立的人的俯仰情况，分俯斜、仰斜和垂直三种。墙背向外侧倾斜时，为俯斜墙背，如图2-25(c)所示,α为正；墙背向填土一侧倾斜时，为仰斜墙背，如图2-25(a)所示，α为负；墙背铅垂时，为垂直墙背，如图2-25(b)所示，α为零。如果墙背具有单一坡度，称为直线形墙背；若多于一个坡度，则称为折线形墙背。图2-25挡土墙的基本构造3.各类挡土墙的特点及适用范围（1）重力式挡土墙重力式挡土墙是指依靠墙身自重抵抗土体侧压力来维持其稳定的挡土墙。一般来说，它是用一块块的石头建造的，有时在缺乏石头的地区用混凝土建造。重力式挡土墙因其形式简单、施工方便、就地取材、适应性强而得到广泛应用。但是，施工中存在大量的脏工，对基础的承载能力要求较高。适用于一般地区、洪涝地区、地震地区的路堤、路堑等支护工程。墙体高度不超过12m，干式挡土墙高度不超过6m。高速公路和一级公路不应使用数千堵挡土墙。（2）锚定式挡土墙锚杆挡土墙通常包括锚杆式和锚板式。锚式挡土墙是一种轻型挡土墙(图2-26)，主要由预制钢筋混凝土柱和挡土板组成，与水平或倾斜的钢锚组合而成。锚杆的一端与立柱连接，另一端锚固在山坡深处的稳定岩层或土层中。墙背侧的压力通过挡土板传递到柱上，墙靠锚杆与岩体之间的锚固力，即锚杆的拔出力来稳定。适用于墙高大、缺石或基础开挖和锚固条件困难的路基挡土墙，一般多用于路堑挡土墙。图2-26锚杆式挡土墙示意图锚板挡土墙是指由钢筋混凝土墙板、拉杆、锚板和它们之间的填土组成的组合式支挡结构。与锚杆不同的是，锚杆的锚固端改为锚板，埋在墙后填料内部的稳定层中，侧向压力由锚板产生的拔出力抵抗，保持墙的稳定。适用于缺石地区的肩墙或堤墙，但不宜建在滑坡、崩塌、软土和膨胀土地区。锚固式挡土墙的特点是构件截面小，节省工程量，不受地基承载力、预制构件的限制，有利于实现结构轻量化和施工机械化。（3）加筋土挡土墙加筋土挡土墙是由填土、填土中布置的拉筋条以及墙面板三部分组成的。在垂直于墙面的方向，按一定间隔和高度水平地放置拉筋材料，然后填土压实，通过填土与拉筋间的摩擦作用，把土的侧压力传给拉筋，从而稳定土体。拉筋材料通常为镀锌薄钢带、铝合金、高强塑料及合成纤维等。墙面板一般用混凝土预制，也可采用半圆形铝板。加筋土挡土墙是一种柔性结构，具有对基础变形适应性强、建筑高度大、省力、节材、施工方便快捷等特点。适用于一般地区的肩挡土墙、路堤挡土墙，但不宜建在滑坡、水蚀、崩塌等不利地质地段。高速公路、一级公路的围墙高度不得大于12m，二级公路和二级以下公路的围墙高度不得大于20m。采用多层墙体时，各墙体高度不应超过10m，上下墙体之间应设置不小于2m的平台。（4）薄壁式挡土墙薄壁挡土墙属于钢筋混凝土结构，可分为悬臂式和扶壁式。悬臂式挡土墙是由三根钢筋混凝土悬臂构件:立墙、趾板和后跟板组成的挡土墙。扶壁挡土墙是指在悬臂式挡土墙的立墙上按一定间隔增加扶壁(肋板)，将立墙与后跟板连接起来的挡土墙。薄壁挡土墙结构的稳定性不取决于其自重，而主要取决于在后跟板上的填充重量。它们具有截面尺寸小、自重轻、可建在薄弱基础上的优点。适用于城市、缺石地区和地基承载力低的填筑地段。墙高，悬臂式不应超过5m，扶壁式不超过15m。其缺点是需耗用一定数量的水泥和钢筋，施工工艺较为复杂。（5）桩板式挡土墙桩板挡土墙由钢筋混凝土锚杆桩和挡土板组成。利用深埋锚杆段的锚固效应和被动阻力抵抗侧土压力，维持挡土墙的稳定性。适用于表土薄、强风化层的均质岩石基础，挡土墙高度高，也可用于地震地区切割或路堤支护或滑坡等特殊路段的处理。此外，还有垛式（又称框架式）挡土墙和柱板式挡土墙等。4.重力式挡土墙的构造与施工常用的重力式挡土墙一般由墙体、基础、排水设施和伸缩缝组成。（1）墙身1)墙背重力式挡土墙的墙背可制成倾斜、垂直、倾斜、凸折线、平衡重式等形式(图2-27)。斜墙背面的土压力较小，因此墙体的截面是经济的。用于截墙时，墙体与开挖面边坡吻合较好，因此开挖量和回填量均较小。但当墙趾处地面横坡较陡时，墙体增大，横截面增大。因此，斜墙后侧适用于墙趾处地面平坦的截墙、肩墙或路堤墙。斜墙背面的坡度不宜慢于1:0.3，以避免施工困难。图2-27重力式挡土墙的墙背断面形式示意图斜墙背面的土压力比较大。当地面横坡较陡时，倾斜挡土墙可采用较陡的墙面，以降低墙体高度。斜壁背也可做成台阶状，以增加壁背与填料之间的摩擦。垂直墙背的特点介于倾斜墙背和倾斜墙背之间。凸折线墙背体系将倾斜挡土墙的上墙背改为倾斜，减少上段尺寸，主要用于截墙和肩墙。配重墙上下墙之间设有配重平台，墙面采用陡峭的墙面。适用于陡峭山区地形的肩墙、路堤墙，也可用于截墙。上墙背坡为1:(0.250.45)，下墙背约为1:0.25，上下墙墙高比一般为2:3。2)墙面一般墙面平整，其坡度应与墙背坡度相协调。墙坡直接影响挡土墙的高度。所以当地面横坡较陡时，墙的坡度一般为1:(0.050.20)，低墙可以采用陡墙；1:(0.200.35)平地一般经济。3)墙顶浆砌挡土墙墙顶最小宽度不小于50厘米，干砌不小于60厘米。一般情况下，砂浆肩墙的顶部应由40厘米厚的粗石或混凝土制成。不做顶帽的话，路堤墙和路堑墙的顶部要用大石块砌成，用砂浆勾缝，或者用5号砂浆抹平顶面，厚2cm。干砌挡土墙顶部50cm范围内应使用25#砂浆，以增加墙的稳定性。干砌石挡土墙的高度一般不应超过6m。4)护栏为保证交通安全，在陡峭地形或过高的肩墙顶部应设置护栏。为保持土石路肩的最小宽度，二级、四级道路护栏内侧边缘与路面边缘的距离不小于0.75m，四级道路不小于0.5m。（2）基础地基不良和基础处理不当，往往会引起挡土墙的破坏，因此必须重视挡土墙的基础设计与施工，应对地基的地质条件进行详细调查，并据此确定适宜的基础类型与埋置深度。1)基础类型绝大多数挡土墙，都直接修筑在天然地基上。当地基的承载力不足,地形平坦,墙体高,为了减少地基的压应力,增加稳定反对推翻,基金会往往扩大,脚趾和脚跟的墙是一步步扩大的,或两侧同时加宽，以增加轴承面积。当基础压应力超过基础承载力时，拓宽值较大。为避免加宽部分台阶过高，可采用钢筋混凝土楼板，其厚度由剪力和主拉应力控制。当地基是软土地层(如淤泥、软粘土等),材料,如砾石、碎石、渣或灰土可以用于替换和填充,以分散基础并使其均匀的压应力传递给底层的软土地层。置换深度h2与基础埋设深度h1之和一般不超过5m，但淤泥、泥炭应较浅。当挡土墙建在陡坡上，基础完整稳定，硬岩对基础不产生侧压力时，设置台阶基础，以减少基坑开挖，节省砌体。如果有一个短的差距的基础上(如深沟等)或很难挖基础(水下施工等),可以使用拱形基金会,和石头拱圈用于交叉,然后建立了墙体,但土压力不宜过大，以免横向推力引起拱圈开裂。2)基础埋置深度对于土壤基础，地基埋深应满足以下要求:无冲刷时，应至少低于天然地面1米;如有冲刷，应至少低于冲刷线1m;受冻胀影响，应不低于冰点线下0.25m。当冻结深度超过lm、1.25m应使用时，但地下室应采用一定厚度的砾石或碎石垫层夯实，垫层底面应不低于冻结线以下0.25m。砂砾、砂砾及砂土地基，不论冻胀与否，但地基埋深不得小于1m。对于岩石地基，应除去表层风化层。当风化层太厚不能完全清除时，可根据基础的风化程度及其允许承载力，将地下室埋在风化层中。当墙趾前地面横坡较大时，应留出足够宽度的翻领(从趾到地面横坡的水平距离)，以防止基础受剪破坏。当挡土墙位于不良地质区域和滑动面可能出现在地基土,抗滑稳定的基础应该检查,表面和底部基础应该埋在滑动面,或其他措施应采取防止滑动的挡土墙。（3）排水设施挡土墙应配备排水设施，以排出墙后的土壤，防止地下渗水，并防止墙后的水形成静水压力，减少寒冷地区回填土的冻胀压力，消除黏性土填料浸水后的膨胀压力。排水措施主要包括:设置地面排水沟，排出地下水;回填土顶面夯实，地面松土，防止雨水和地下水渗入地面，必要时加铺;在截割挡土墙趾前侧沟进行铺装加固，防止侧沟水渗入基础;设置墙体排水孔，将水排至墙体后方。灌浆砌块(块)石墙体应在墙前地面上方设置排水孔(图2-28)。当墙高时，可以在墙的上部增加排水孔。排水孔一般为5厘米×10厘米、1厘米×10厘米、15厘米×20厘米的方孔或直径为5〜10cm.的圆孔孔距一般为2〜3m，淹没式挡土墙的孔距一般为1。01.5m，干旱地区可适当增加，孔洞上下交错。下排水孔出口应高出墙前地面0.3m如果是截墙，应高出边沟水位0.3m如为淹没式挡土墙，应高出正常水位0.3m。为防止水分渗入地基，应在下排水孔进水口底部铺设30cm厚的粘土防水层。排水孔进水口处应设置粗粒过滤层，以免堵塞通道。当墙背填土透水性差或可能发生冻胀时，应在最低的排水孔排出。干式挡土墙是透水的，所以没有排水孔。图2-28泄水孔及排水层示意图（4）沉降缝与伸缩缝为避免基础不均匀沉降引起墙体开裂，应根据地质条件的变化和墙体高度、墙体截面的变化设置沉降缝。为防止砌体因收缩硬化和温度变化而产生裂缝，应设置伸缩缝。在设计中，沉降缝和伸缩缝一般结合在一起，沿路线方向间隔10~15m设置，两者兼有。缝宽2~3cm，一般可用水泥充填。但在渗水较大、填充物容易流失或冻结破坏严重的地区，应采用沥青筋或涂沥青木材等弹性材料，填充物深度不应小于0.15m。当墙后有截石或填石路堤时，可设置空缝。干砌挡土墙采用砌砖或砌石，接缝两侧应选用平石砌筑，使接缝垂直。（5）砌石挡土墙的施工要点1)石料规格和质量应符合规定要求。石料应强韧、密实、坚固与耐久，质地适当细致，色泽均匀，无风化剥落和裂纹及结构缺陷。石料等级应符合设计图纸规定。石料不得含有妨碍砂浆的正常黏结或有损于外露面外观的污泥、油质或其他有害物质。砂浆强度等级应符合设计图纸规定。砂浆强度等级系指其标准试件在温度20℃±3℃、相对湿度不小于90%的环境中养生28d，经抗压试验所得的极限抗压强度（MPa)。2)熟悉设计图纸。3)砌筑时必须两面立杆挂线，并经常检查校正，确保各部尺寸符合要求。4)砌筑基础时，如有渗透水或为软弱地基时，应及时先采取有效措施进行处理，合格后方可施工砌筑。5)注意沿墙长度方向地面有纵坡时，应沿纵向按规定要求做成台阶。6)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，应将砌层表面加以清扫和湿润。7)砌体应分层用泥浆铺设。铺设上层时，下层不得振动，不得将石块投掷、滚动、翻倒或敲击已建成的砌体。砌筑完成后，应注意勾缝。8)工作段的位置应在伸缩缝和沉降缝处，各段的横缝应一致。分段敷设时，相邻分段的高差不应超过1.2m。9)认真做好回填，并达到规定要求；沉降缝、伸缩缝、防水层、泄水孔等应仔细施工，按规定要求达到质量标准。5.挡土墙稳定性验算（1）作用在挡土墙上的力系确定挡土墙的受力体系是挡土墙设计的关键，而挡土墙设计中主要确定土压力。作用在挡土墙上的力体系根据其作用性质可分为主力体系、附加力体系和特种力体系。1)主要力系主要受力体系是经常作用在挡土墙上的各种力，如图2-29所示，其中包括：图2-29作用于挡土墙的主要力系①挡住上墙自重g和墙上荷载；②墙后土的主动土压力ea(包括作用在墙后填料破碎棱柱体上的荷载，称为超载)；③基座的法向反作用力n和摩擦力t；④墙前土的被动土压力Ep。对于淹没式挡土墙，正常水位时的静水压力和浮力也应包括在主力系统中。2)附加力系附加力系是按季节作用在挡土墙上的各种力，如静水压力和浮力、动水压力、波浪冲击力、冻胀压力和冰压等。。3)特殊力特种部队是偶发力量，如地震力、建筑荷载、水流中漂浮物的冲击力等。各种力的选择应根据挡土墙的具体工况和最不利组合作为设计依据。（2）稳定性验算1)抗滑稳定性验算为了确保挡土墙的抗滑稳定性,基础的能力抵抗的摩擦滑动的挡土墙土压力的作用下和其他负载应该检查,抗滑稳定系数和表达的,也就是说,抗滑力下滑力的比率。如图2-30所示，抗滑稳定系数Kc为：式中：G—作用在基础上的重力(千牛顿)，水下挡土墙的水下部分应包括在浮力中；ey——墙后主要动土压力的垂直分量(千牛顿)；ex--墙后主要动土压力的水平分量(千牛顿);μ—基底与地基间的摩擦系数；[Kc]—容许抗滑稳定系数。图2-30挡土墙的抗滑稳定若挡土墙的抗滑稳定验算不满足，则采取适当的措施以增加抗滑稳定性。其措施主要有：①采用斜基地。如图2-31所示，基底向内倾斜可以增加抗滑力，降低滑动力，从而增加抗滑稳定性。地下室倾斜，地基坡度不大于1:5;岩石地基坡度不大于1:3。图2-31倾斜基底示意图②采用榫的基础。如图2-32所示，挡土墙底面设置混凝土榫，并与基础整体连接。利用榫头前土体产生的被动土压力来提高挡土墙的抗滑稳定性。③更换基础土层，增加基础底部与基础之间的摩擦系数。④改变墙体截面形式和尺寸，增加竖向力体系。然而，简单地扩大截面尺寸并没有什么效果，也不经济。图2-32凸榫基础示意图2)抗倾覆稳定性验算为了保证挡土墙的抗倾覆稳定性，需要验算其抵抗墙体绕墙趾向外转动的倾覆能力，用抗倾覆稳定系数K0表示；即墙趾的总稳定力矩与总倾覆力矩之比。如图2-33所示，倾覆稳定系数K0为:式中：ZG——作用于墙顶的墙体重力、基础重力、基础填土重力和其他荷载的垂直力的重心到墙趾的距离(m)；Zx——墙后主要动土压力垂直分量到墙趾的距离(m)；ZY-从墙后主要动态土压力的水平分量到墙趾的距离(m);[K0]—容许抗倾覆稳定系数；其余符号意义同前。图2-33挡土墙的抗倾覆稳定示意图若挡土墙的抗倾覆稳定验算不满足，则采取适当的措施以增加抗倾覆稳定性。其措施主要有：①加宽墙头。如图2-34所