《路基防护与加固》PPT课件

*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第五章 路基防护与加固,第一节 概述,第二节 坡面防护,第三节 冲刷防护,第四节 软土地基加固,1,第一节 概述,路基防护与加固的设施,边坡坡面防护：,植物防护、工程防护,沿河路堤河岸冲刷防护与加固：,直接防护、间接防护,湿软地基加固处治：,换填土、碾压夯实、排水固结、振动挤密、化学加固、土工格栅,2,第二节 坡面防护,坡面防护的作用：,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；,防止和延缓软弱岩土表面的风化、碎裂、剥蚀演变进程；,保护路基边坡的整体稳定性；,在一定程度上兼顾路基美化和协调自然环境。,3,第二节 坡面防护,一、植物防护,1.,植草,5,4,适宜坡高不大、边坡不陡于,1:1.0,的土质易种植边坡，其表面水径流速度应低于,0.6m/s,。,5,三维植被网防护,适用于砂性土、土夹石及风化岩石，且坡率缓于1：0.75的边坡防护；三维植被网中的回填土通常采用客土。,6,2.,铺草皮,平铺草皮,叠铺草皮,适用于需要快速绿化，且坡率缓于1：1的土质边坡和严重风化的软质岩石边坡。不宜采用喜水、生长在泥沼地的草皮,方格草皮,7,表面水径流速度在,0.6m/s1.8m/s,之间时不宜种草，而应根据情况按平铺、水平叠置、垂直坡面叠置、斜叠置等不同方法铺草皮，必要时可先浆砌防护，在浆砌内部铺草皮，以减小水流冲刷。,8,截水骨架防护,浆砌片石或水泥混凝土骨架植物防护,9,多边形水泥混凝土空心块植物防护,10,适用于坡率缓于1：1.5和边坡或在边坡以外的河岸及漫滩地。应选用根深叶密的低矮灌木。注意视距和风沙、风雪流问题。,3.,植树,带状植树,连续植树,横断面示意图,11,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；,沙漠与雪害地区，防护林带还起阻沙防雪作用。,12,二、工程防护,2.,喷浆（混凝土）防护,用于易风化且坡面不平整的岩石挖方边坡，一般厚度在,510cm,。喷浆坡面应设置排水孔,主要用于石质挖方坡面，以防止岩石表面风化。但要求岩表完整未剥落、表面较平整，一般抹面的厚度在,210cm,。,1.,砂浆抹面防护,3.,比较坚硬的岩石坡面，通过勾缝、灌浆、嵌补，防止水分渗入缝隙。,13,4.,干砌片石护面,有单层与双层之分，须做砂垫层，厚度一般不小于,20cm,，以防止地面水流和河水冲刷。,14,15,4.,护面墙,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，表面砌平，厚度可不一。,护面墙除自重外，不承受其他荷载，亦不承受墙背土压力。,16,图5-3 护面墙示意图(单位：m),a)双层式；b)单层式；c)墙面；d)拱式；e)混合式,1-平台；2-耳墙；3-泄水孔；4-封顶；5-松散夹层；6-伸缩缝；,7-软地基；8-基础；9-支补墙；10-护面墙,17,第三节 冲刷防护,一、直接防护,1.,植物防护,18,2.,砌石或混凝土护坡,19,3.,抛石或石笼,20,4.,浸水挡土墙,21,5.,土工软体沉排和土工模袋,22,二、间接防护措施,丁坝、顺坝、格坝,23,第四节 软土地基加固,在高压缩性软土地基上设计路堤，需考虑的问题：,地基的承载力是否可以保证路堤的稳定性；,由于压缩性土的固结变形而引起的路堤沉降，包括沉降量和沉降速率，是否影响路基和路面结构的正常使用及其使用寿命；,为提高路堤稳定性、减少沉降量或加速固结，需采取的地基加固措施。,24,一、,路堤沉降分析,路堤顶面沉降组成 S=S,1,+S,2,S,1,：路堤堤身压密变形（用模量法计算）,S,2,：软土地基固结沉降（用分层总和法）,软土地基沉降的组成与机理,S,2,：软土地基固结沉降,S,A,：施工期间沉降,S,B,：工后沉降,S,r,初期再固结沉降,S,u,后期不排水剪切沉降,S,d,工后主固结沉降,S,s,工后次固结沉降,软土层一维竖向压缩应变,正常固结土塑性流动,孔隙水压力,u消散过程,u消散后土的结构粘滞性,26,25,二、软土地基加固处理,（一）处理方法的种类及选择,沉降处理,加速固结沉降：加载预压、竖向排水（砂井或塑料排水板排水）和挤实砂桩等方法。,减小总沉降量：挤实砂桩、石灰（或水泥）桩、换填好土。,2.,稳定处理,包括采用换填土、反压护道、挤实砂桩、石灰（水泥）桩等措施。,各种加固措施有助于促进软土层强度的增长，慢速或分期填筑路堤到达阻止地基强度降低的目的。,26,（二）砂垫层法,砂垫层,填土,软土层,在软土地基上铺设厚度为,0.51.2m,的砂层，称作砂垫层，材料以透水性好的砂或沙砾（,0.074mm,筛孔通过率,3%,以下）为宜，以保证所需的排水能力。,27,砂垫层的作用：,1.,作为软土层固结所需的上部排水层,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。,28,已完成的斜坡砂垫层,29,适用于软弱土层位于地表，换挖深度不超过3m的场合。,适用于排水困难的洼地，而软弱土层易于滑动，厚度又较薄，表层无硬壳，石料来源充分。,1.,开挖换填,2.,抛石挤淤,（三）换填法,30,3.,爆破挤淤,爆空区,挤出区,适用于换填深度超过3m，需要快速施工且允许爆破的场合。对于稠度较大的软土采用先爆后填，对于稠度小的软土，可以先填后爆破。,31,（四）反压护道法,反压护道的高度一般为路堤高度的,1/21/3,，并且不得超过由下式确定的高度值：,式中：,H,e,反压护道最大高度；,H,c,路堤极限高度；,填土的容重；,C,u,软土的不排水剪粘结力；,N,s,稳定系数；,H,填土高度；,D,软土层厚度；,F,s,安全系数。,32,（五）分阶段施工,（六）超载预压法,路堤填筑到一定高度，其稳定性安全系数达到预定的下限值后，放置一段时间，使软土地基通过固结而增加其抗剪强度，达到能支撑下一层填土重量；而后，进行第二阶段的路堤填筑；重复多次。,路堤填筑到超过设计标高的高度，使软土地基受到超载作用而加速固结沉降，从而可较早地达到路堤设计荷载下的沉降量，并减少路面铺筑后的剩余沉降量。,33,（七）竖向排水法,软土层厚而渗透性小时，软土地基的自然固结慢。有效地加速固结措施是在软土层内引入排水单元。,竖向排水法是在地基内设置竖向排水井，缩短排水距离，加速固结排水。,竖向排水井的材料可用砂（称作砂井排水法）或塑料排水板（称作塑料排水板排水法）。,34,真空预压法,在需要加固的软土地基表面先铺设砂垫层，然后埋设垂直排水管道，再用不透气的封闭膜使其与大气隔绝，薄膜四周埋入土中，通过砂垫层内埋设的吸水管道，用真空装置进行抽气，使其形成真空，增加地基的有效应力。,当抽真空时，先后在地表砂垫层及竖向排水通道内逐步形成负压，使土体内部与排水通道、垫层之间形成压差。在此压差作用下，土体中的孔隙水不断由排水通道排出，从而使土体固结。,35,真空堆载预压排水法示意图,砂垫层,堆载填土,砂井/袋装砂井/塑料排水板,塑料薄膜,射流泵,有孔管道网络,有孔管道网络示意图,广泛适用于各类饱和粘土、粉土,36,37,（八）挤密法桩法和加固土法,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。,主要作用为：,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),防止砂土地基液化。,38,1.,粒料桩,2.,石灰桩,适用于含砂量低，没有滞水砂层的软土。,适用于处理松砂、杂填土和粘粒含量不大的普通粘土，亦能有效防止砂土基地的液化。,振沉桩施工示意图,39,广泛适用于杂填土、碎石土、砂土、粘性土、湿陷性黄土和沼泽土，还可用于水下,3.,夯实法,40,强夯法是用起重机械将,8-40t,的夯锤吊起，从,6-30m,的高处自由下落，对土体进行强力夯实的地基加固方法。,41,42,（九）现场监测,监测的仪器包括：,沉降仪：观测地基顶面、软土层内不同深度处的沉降；,孔隙水压力仪：量测软土层内不同深度处的空隙水压力；,侧向位移桩和测斜仪：量测路堤坡脚外或坡脚下的水平位移。,43,