课堂讨论路基防护与加固的新理论与技术Word文档格式.docx

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2016年4月徐州

题纲

一、路基防护与加固的原因

路基由土或岩填挖而成，改变了原地层的天然平衡状态，并且由于路基处在各种错综复杂的自然因素和行车的长期作用下，所以路基可能产生各种变形和破坏。

为保证路基的稳定和防治路基病害，除了做好路给排水外，还必须根据当地水文、地质及材料等情况，采取有效的措施，对各类土、石边坡及软基予以必要的防护与加固。

我们总结出以下几点原因：

1．坡面冲刷及风化

2．河岸冲刷

3．土质浸水湿软

4．地基湿软沉陷

二、路基防护与加固的意义

1.确保路基路面的稳定

2.确保路基路面的强度

3.确保路基路面的使用耐久性

在现实的施工过程中，各个施工环节都要防止路基病害、保证路基稳固、改善环境、保护生态、美化路容，以达到最终提高公路的使用品质的目标。

三、路基防护与加固一般规定

1、为防止水流、波浪、雨水、风力、不良水文地质和其它因素对路基形成的危害，改善环境，保护生态平衡，应根据当地条件，因地制宜地采用经济合理、耐久适用的防护措施。

2、施工前应进行现场核对，如发现设计与实地不符，应及时做补充调查，进行改变设计并报有关部门批准后施工。

3、路基防护工程及所用各种材料，均应符合部颁有关规范、规定要求。

4、当路基土石方施工时或完毕后，应及时进行路基防护施工和养护。

各类防护与加固应在稳定的基础或坡体上施工。

5、防护工程的砂浆、混凝土，应用机械拌和，不应直接在砌体面上或路面上以人工拌和。

并应随拌随用。

四、路基防护与加固的措施

1.1边坡坡面防护

为了防止边坡受冲刷，在坡面上所做的各种铺砌和栽植称为边坡坡面防护。

一般都是通过将坡面封闭隔绝或隔离，避免或减缓路基边坡表面受降水、日照、风力等自然因素的影响，防止或减缓地面水对边坡的冲刷，从而提高边坡的稳定性。

1.1.1植被防护（因老师在讲课过程中这部分的内容已经详细介绍，在此我们只大致介绍，不再赘述）

公路路基坡面绿色生态加固与防护主要指的是利用植物来提高坡面的牢固性，这种坡面加固与防护措施具有非常高的实用性，首先植物的根系可以显著加固坡面表土，防止雨水冲刷等原因带走表土，确保坡面的牢固性、稳定性，同时植物的根茎叶可以调节表面土的湿度，阻止地表径流，减缓冲刷；

其次植物在坡面上的种植与应用，可以对公路起到非常好的绿化效果，并发挥出生态作用，过滤汽车尾气，维护自然生态环境平衡。

目前，路基坡面绿色生态加固与防护主要有种草、植树以及铺草皮等形式。

1.1.2工程防护（矿料防护）

坡面灰浆加固与防护主要指的是采用石灰、水泥等来对坡面进行封面或填缝处理，其目的在于防止坡面岩土表面出现破碎、剥落等情况，提高坡面整体性，保证公路安全。

设计时根据实际情况，可以选择抹面、捶面、喷浆以及喷射混凝土等几种灰浆加固方式：

a.抹面、捶面

如果公路路基坡面属于软质岩石，其表面容易被风化，但尚保持完整，便可采用抹面的方式来进行加固，抹面所采用的原材料一般为石灰炉渣灰浆、水泥石灰砂浆。

为了防止抹面开裂，提高抹面抗冲蚀性，应当在抹面上加涂覆盖一层沥青，这可以对抹面起到一种有效的保护作用。

如果坡度小于0∶0.5，且容易被冲蚀、容易风化，就应当选择捶面加固，捶面所采用的原材料一般为水泥炉渣、三合土、四合土、石灰炉渣等混合料。

b.喷浆

喷浆这种边坡加固方式适合用于易风化、不平整的岩石边坡。

在喷浆加固施工的过程当中，必须要确保骨料粒径大于15mm，混凝土的强度也要超过C15，厚度要超过10cm。

在自然气候条件较为恶劣的情况下，或是岩土凹凸情况较为严重，特别是在出现破碎的情况下，应当在混凝土中设置菱形金属网或土工格栅，用于进一步加固，这种方式一般被称为锚喷混凝土防护，这可以对边坡起到较好的加工作用。

c.锚喷混凝土

锚喷混凝土喷护适合在封面防护耐久性和稳定性比较高的地方使用。

为了防止积水，在封面防护设计过程当中必须要设计泄水孔，通常情况下每间隔2m～3m的距离就应当有一泄水孔，这可以保证水被有效排出。

如果封面较大，还应当设计伸缩缝，以防止封面结构出现破坏性的裂缝。

对于不易风化较坚硬的岩石边坡，可以选择勾缝形式把水泥砂浆灌入缝隙当中。

在岩体裂缝比较深并且大的情况下，可以用水泥砂浆进行灌缝处理。

在缝隙既深又宽的情况下，用混凝土进行灌缝处理。

2.坡面砌体加固与防护设计

受诸多因素的共同作用与影响，公路路基坡面非常容易发生变形，这可能会使坡面出现大面积的垮塌，危害相当大。

为了防止这样的情况，可以对坡面进行砌体加固处理，以起到坡面安全防护作用。

砌体加固具体可以分为框格、护坡和护墙等形式，在具体的设计过程当中，应当根据实际情况选择合理的形式。

a.框格加固

框格加固一般采用混凝土砌石、浆砌片石以及载砌卵石等作为骨架，其作用在于稳固边坡表层以及其他加固防护措施。

如果当地的降水量大，骨架的形状应当设计为沟状，这样能够分流排除坡面积水。

在一些容易风化的路段边坡，如果绿色生态加固和封面加固均不能取得很好的安全防护效果，就可以采用框格砌体加固，但在设计过程当中，必须要根据实际的情况，科学确定锚固钢筋或固定桩的设置，这样才能保证其加固与防护效果。

b.砌石加固

如果边坡为软质岩石，容易受到冲蚀，剥落较为严重，可以选择砌石的方式对其进行加固处理。

如果边坡坡度比较缓，或是坡面会渗出较少的地下水，就最适合采用干砌片石来对边坡进行加固。

但如果坡度小于1:

1，在这样的坡面上就不适合再采用干砌片石加固了，此时最好的办法是采用浆砌片石的方式来加固边坡，如果边坡受冻害严重，而且较为湿软的话，应当首先对其进行排水处理。

另外要注意，砌石护坡坡角埋置深度一般为砌石厚度的1.5倍。

c.浆砌片石加固

在干砌片石护坡基础和边坡相连之时，可以用浆砌片石进行铺筑。

进行砌筑所用的砂浆强度不能比M5小，在比较冷的地方为M7.5。

在用浆砌片石进行护坡处理之时，要每隔10m～15m设置一处2cm宽的伸缩缝，同时留置泄水孔。

d.护面墙加固

如果公路路基坡面坡度在1∶0.5内，而且其非常容易受到侵蚀与风化作用影响的话，就非常适合采用护面墙加固坡面，但是在设计中必须要确保坡度在稳定边坡要求的极限范围内，否则的话护墙是不能起到加固与防护作用的，其原因在于护墙不能承受墙后的坡体侧压力，如果超出稳定边坡要求的极限范围，护墙的作用效果就会大打折扣，甚至反而会增加公路坡面的危险性。

3.沿河路堤防护与加护

3.1直接防护措施

a.石笼防护

石笼防护主要应用的是石笼网，也称重型六角网、拧花网、格宾网、绿格网、三绞节机编网，是由优质钢丝经拧网机拧编而成。

该结构可用于边坡支护、基坑支护、山体岩面挂网喷浆、边坡植生（绿化）、铁路高速公路隔离护拦网，它还能制成箱笼、网垫，用于江河、堤坝及海塘的防冲刷保护以及水库、河流截流用网箱。

应用十分广泛。

石笼网的结构特性：

1）透水性好：

石笼网有利于山坡和岸滩的稳定。

2）柔性好：

石笼网无结构缝，整体结构有延展性。

3）耐腐蚀：

镀锌材料不怕海水。

4）抗冲刷：

石笼网适用于江河，海洋岸滩和护坡工程。

5）整体性：

有其他材料难以替代的连贯性。

大面积组装，不设缝。

6）施工方便：

石笼网不用水、水泥和模板，不要电力供应。

7）经济：

填充石笼网箱使用当地石材，不用水泥。

8）保护生态环境：

石块之间的缝终究会被土填充（人为或自然），植物的根系可以通过石块之间的土深深扎入边坡，从而工程措施和植被相结合，形成一个柔性整体护面，石笼网满足了水土保护和绿化环境的需要。

b.水泥混凝土预制板块防护

水泥混凝土预制板块护坡可抵抗水流速度为3~8m/s以上。

主要有两种护面型式：

固定铺筑的混凝土预制板块护坡和铺挂的可动预制混凝土板块护基。

c.抛石防护

主要用于沿河路基边坡、桥梁墩台及丁坝等坡脚和基础的冲刷防护，也用于洪水对边坡和建筑物基础冲刷、淘空的抢险。

路基抛石防护便于机械化施工，在发达国家最为普遍。

一般规定：

1）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。

2）抛石边坡坡度和选用石料粒径应根据水深、流速和波浪情况确定，石料粒径应大于300mm，坡度不应陡于所抛石料浸水后的天然休止角，厚度不应小于所用最小石料块径的两倍。

d.土工织物及土工合成材料防护

土工织物具有良好的排水作用、反滤作用、分隔作用、加筋作用。

土工合成材料近年来也发展较快，种类繁多。

土工织物及土工合成材料可单独或与其他材料配合，作为过滤体和排水体，用于暗沟、渗沟、坡面防护和排水。

沿河路基础冲刷防护除可用土工织物作为过滤体处，还可采用土工织物软体沉排、土工模袋防护边坡和坡脚。

e.水泥沙袋防护

在缺少石料的地区或作为洪水来临前的应急或洪水抢险措施，使用水泥和沙、水泥和土混合均匀后，装入编织袋进行码砌护坡是可行的。

对永久性护坡，可采用15%的水泥和85%的沙混合装入编织袋，一段时间后，虽然编织袋容易破损，但填入的水泥沙在河水浸泡下已凝固成块体。

f.护岸林

在河滩、沿河路基边坡外的滩地上植树，植造护岸林带，能起到导流、防浪、减速淤滩作用，使河岸、路基免遭洪水冲刷，尤其在宽浅变迁河段和宽浅游荡段河段上更为有效。

在这类河段上采用浸水挡土墙作为路基冲刷防护并不经济，而用生物防治不但经济，且防护时间长，效果好。

种植的树木要选择适合当地气候、土质、根系发达、枝叶茂密、喜水的树种，最好是乔灌混交、多行、呈品字形配置。

3.2综合防护形式

3.2.1土钉墙

土钉墙是一种较新式的结构物，它主要由“钉”（即锚杆）、混凝土面板（挂网喷射混凝土）、锚板组成。

土体内打设螺纹钢并在钢筋断部挂钢丝网，然后喷射混凝土，使被加固的土体和土钉墙成为一个整体。

作用机理：

通过规则排列的锚杆（“钉”）、面板、锚板将边坡一定范围内的土体进行原位加固，形成一种复合结构式的墙——土钉墙，墙后土压力由土钉墙承担。

适用条件：

适用于风化破碎较严重的岩石边坡，也可用于粉土、砾石和砂土边坡。

构造要求：

①施工程序为：

成孔－清孔－置筋－注浆－喷射第一层细石混凝土－装挂钢丝网－喷射第二层细石混凝土；

②第一层细石混凝土厚7～10cm,第二层细石混凝土厚8cm。

3.2.2预应力锚索梁

预应力锚索梁是最近几年发展起来的一种新型加固措施。

结构分为锚索和锚梁两部分。

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，通过施加预应力，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。

特点：

可保持既有坡面状态下深入坡体内部进行大范围加固；

预先主动对边坡松散岩层施加正压力，起到挤密锁固作用；

同时，锚索孔高压注浆，浆液充填裂隙和孔隙，又可提高破碎岩体的强度和整体性；

结构简单、工期短、造价低廉。

裂隙和断层发育、防缓边坡工作量巨大的高陡边坡

构造要求：

①锚梁：

锚梁为钢筋混凝土梁，采用C30混凝土浇注，它不仅为预应力锚索提供反力装置，而且也对边坡岩土有着框箍和压紧作用。

②锚梁的施工顺序为：

防线挖槽—绑扎钢筋—支模—浇注混凝土。

③锚梁与锚索交叉部位预留塑料套管，便于锚索从中间穿过；

在锚头部位预埋承压钢板，并与锚梁浇注成整体。

④预应力锚索施工程序为：

放点钻孔—编制钢绞线—注浆—张拉锁定。

⑤可与喷射混凝土或框格护坡相结合。

3.2.3边坡柔性防护系统

边坡柔性防护系统是以钢丝绳网为主要特征构件，以覆盖（主动防护系统）和拦截（被动防护系统）两种基本形式来防治各类坡面地质灾害和爆破飞石、坠物等危害的柔性安全防护系