路基5

第五章路基防护与加固5.1概述5.2坡面防护5.3冲刷防护5.4地基加固合理的路基设计，应在路基位置、横断面尺寸、岩土组成等方面综合考虑。为确保路基强度和稳定性，要注重路基的防护与加固。路基防护与加固设施，主要有边坡坡面防护、沿河路堤河岸冲刷防护与加固、湿软地基的加固防护。5.1概述5.1.1.坡面防护主要是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，发明防止和延缓软弱岩土表面的风化、破裂、腐蚀演变进程，从而保护路基边坡的整体稳定性，在一定程度上可兼顾路基美化和协调自然环境。5.1.2.堤岸防护与加固主要对沿河滨海路堤、河滩路堤及水泽区路堤，亦包括桥头引道，以及路基边坡旁的防护堤岸等。此类堤岸常年或季节性浸水，所以堤岸防护与加固，主要针对水流的破坏作用而设，起防水治害和加固堤岸双重功效。堤岸防护与加固措施，有直接和间接两类。5.1.3.湿软地基的加固处治湿软地区修筑路基时，地基加固关键在于治水和加固。各种加固方法，可归纳成换填土、碾压行市、排水固结、振动挤密、土工格栅加筋和化学加固等五类。软土地基的加固，亦可采用强夯法，利用重锤的强大冲击力，以达到地基排水固结提高承载能力的目的。5.2坡面防护植物防护，可美化路容，协调环境，调节边坡土的湿温，起到固结和稳定边坡的作用。它对于坡高不大，边坡比较平缓的土质坡面是一种简易有效的防护措施，其方法有种草、铺草皮和植树。5.2.1植物防护1.拉伸网草皮是在土工网或土工垫等土工合成材料上铺设3～5cm的种植土层，经过撒种、养护后形成的人工草皮。土质边坡可采用拉伸网草皮、固定草种布或网格固定撒种，用土工合成材料进行土质边坡防护的边坡坡度宜在1：1.0～1：2.0之间。2.种草使用边坡坡度陡于1：1，土质适于种草，不浸水或短期浸水但地面径流速度不超过0.6m/s的边坡。草的品种，应适应当地自然条件，最好是根系发达，中茎低矮，多年常长，几种草籽混种。3.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，应用竹木小桩将草皮钉在坡面上，使之稳固。草坡根部土应随草切割，破面要预先整平，必要时还应倾斜叠置草坡，还可采用片石铺砌成方格或拱式边框，方格或框内再铺草皮。4.植树主要用在堤岸边的河滩上，用来降低流速，促使泥沙淤积，防水直接冲刷路堤。多排林堤岸与水流方向斜交，还可起挑水改变水流方向的作用。5.2.2工程防护当不宜使用植物防护或考虑就地取材时，采用砂石、水泥、石灰等矿质材料进行坡面防护是常用的防护形式。它主要有砂浆抹面、勾缝或喷涂以及石砌护坡或护面墙等。这些形式各自适合于一定条件。1.抹面防护适于石质挖方坡面，岩石表面易风化，但比较完整，尚未剥落，如页岩、泥砂岩、千枚岩的新坡面。对此应及时予以封面，以预防风化成害。常用的抹面材料有石灰浆等，其中石灰为胶结料，要精选。2.喷浆施工简便，效果较好，适用于易风化而坡面不平整的岩石挖方边坡，厚度一般为5～10cm。对坡面较陡或易风化的坡面，可以在喷浆前先铺设加筋材料，加筋可以用铁丝网或土工格栅，喷浆坡面应设置排水孔。3.干砌片石护面适用重要路段或暴雨集中地区的土质高边坡，以及桥涵附近坡面与岩坡、地面排水沟渠等。片石护面，要求坡面稳固，先垫以砂层，然后自下而上平整地铺砌片石，片石应逐块嵌挤且错缝，护面厚度一般不小于20cm，干砌要勾缝，必要时改用浆砌，护面顶部封闭，以防渗水。4.护面墙是浆砌片石的坡面覆盖层，用于封闭各种软质岩层和较破碎的挖方边坡。要求墙面紧贴坡面，表明砌平，厚度可不一。护面墙除自重外，不承受其他荷重，亦不承受墙背土压力。5.3冲刷防护5.3.1直接措施堤岸防护直接措施包括：1）植物防护2）石砌防护3）抛石与石笼防护4）土工织物软体沉排5）土工模袋其中植物防护与石砌防护，同坡面防护所述基本类同，但堤岸的防冲刷只要原因是洪水急流，水位变迁不定，水流速度较大，相应的要求更高。抛石防护，类似在坡脚处设置护脚，亦称抛石垛。抛石不受气候条件限制，路基沉实以前均可施工，季节性浸水或长期浸水亦均可用。石笼是用铁丝编织成框架，内填石料，设在坡脚处，以防急流和大风浪破坏堤岸，也可用来加固河床，放止淘刷。土工织物软土沉排是在土工织物上以织物上以石块或与之混凝土块体委压重的护坡结构。土工模袋时一种双层织物袋，袋中充填流动性混凝土或水泥砂浆或稀石混凝土，凝固后形成高强度和高刚度的硬结板块。抛石防护示意图5.3.2间接措施设置导治结构物改变水流方向，消除和减缓水流对堤岸直接破坏，解除水流对局部堤岸的损害作用，起到安全保护作用。1）顺坝2）丁坝3）格坝4）改河工程顺坝大致与堤岸平行，主要作用为导流、束水、调整流水曲度、改善流态。格坝在平面上成网格状，设于顺坝与堤岸之间，防止高水位时水流溢入冲刷内岸和坡脚，并促进格间的淤积。丁坝大致与堤岸垂直或斜交，将水流挑离堤岸，束和归槽，改善流态。改河工程，如经过论证可行，确有必要且效益高时，方可通过设计计算，最后实施。5.4地基加固土木工程中，地基加固极为重要，常是各种建筑物成败关键，公路工程范围内的建筑物亦不例外。路基敷设于天然地基上，自身荷载较大，要求地基应具有足够的承载能力，以保持地基稳定，另外应使某些自然因素不致产生对路基的有害变形。5.4.1换填土层法就是将基底下一定深度范围的湿软土层挖去，换以强度较大的砂、碎（砾）石、灰土或素土，以及其他性能稳定无侵蚀性的土类，并予以压实。换填材料的不同，其应力分布虽然有所差异，但其极限承载能力比较接近，而且沉降特点亦基本相似，因此大致按砂垫层的计算法，结果相差不大。5.4.2重锤夯实法重锤夯实法加工地基，可提高地基表层土的强度。对湿陷性黄土，可降低地表的湿陷性，对杂填土，可减少表层土的强度不均一性。强夯法至今还没有一套成熟和完整的理论和设计方法，但实践证明，它具有施工简单、加固效果好、使用经济、运用面较广等优点。5.4.3排水固结法饱和软土在荷载作用下，排水固结后，抗剪强度可得到提高，则达到加固的目的。加水固结法的实际效果，取决于土层固结特性、厚度、预压荷载和预压时间。排水固结是运用推载预压，挤出土中的过多含水，达到挤紧土粒和提高强度的目的。5.4.4挤密法土基中成孔后，在孔中灌以砂、石、土、灰土后石灰等材料，捣实而成直径较大的桩体，利用横向挤紧作用，使地基土粒彼此靠紧，孔隙减小，而且孔被填满和压紧，形成桩体，桩体具有较高的承载能力，群桩的面积约占松散土加固面积的20%，以致桩和原土组成复合地基，达到加固的目的。5.4.5化学加固法利用化学溶剂或胶结剂，采用压力灌注或搅拌混合等措施，使土颗粒胶结起来，达到对土基加固的目的，称为化学加固法，又称胶结法。此方法加固效果取决于土的性质和所用化学剂，亦与施工工艺有关。化学加固的施工工艺有：注浆法、旋喷法和深层搅拌法。