公路路基防护工程施工课件.ppt
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1、第五节路基防护工程施工 概述 坡面防护 冲刷防护 支挡建筑物防护概述概述边坡灾害2008.5.12汶川地震灾害汶川地震灾害概述概述边坡灾害2008.5.12汶川地震灾害汶川地震灾害概述概述边坡灾害2008.5.12汶川地震灾害汶川地震灾害一、意义目的一、意义目的 1 1路基改变了原地层的天然平衡状态;路基改变了原地层的天然平衡状态;2 2岩土在不利的水温状态条件作用下,物理力学性质将发生变岩土在不利的水温状态条件作用下,物理力学性质将发生变化。如:浸水后湿度增大,土的强度降低;化。如:浸水后湿度增大,土的强度降低;岩性差的岩,在水岩性差的岩,在水温条件变化下,加剧风化;温条件变化下,加剧风化;
2、路基表面在温差或湿差作用下形成胀路基表面在温差或湿差作用下形成胀缩或干湿循环,可导致强度衰减和剥蚀;缩或干湿循环,可导致强度衰减和剥蚀;地表水流冲刷,地下水地表水流冲刷,地下水源浸入,使岩土表层失稳,易造成和加剧路基的水毁病害;源浸入,使岩土表层失稳,易造成和加剧路基的水毁病害;沿河沿河路堤在水流冲击、掏刷和浸蚀作用下,易遭破坏;湿软地基承载路堤在水流冲击、掏刷和浸蚀作用下,易遭破坏;湿软地基承载力不足,易导致路基沉陷。力不足,易导致路基沉陷。因而可能会产生各种形态的破坏。因而可能会产生各种形态的破坏。路基防护与加固的意义是路基防护与加固的意义是:1)确保路基路面的稳定 2)确保路基路面的强度
3、 3)确保路基路面的使用耐久性)边坡坡面防护: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,在一定程度上还可兼顾路基美化和协调自然环境。特点:不承受外力作用,必需要求坡面岩土整体稳定牢固。特点:不承受外力作用,必需要求坡面岩土整体稳定牢固。类型:植物防护:种草、铺草皮、植树等类型:植物防护:种草、铺草皮、植树等生命防护生命防护 工程防护:抹面、喷浆、勾缝、石砌护面等工程防护:抹面、喷浆、勾缝、石砌护面等)沿河路堤冲刷防护:沿河滨海路堤/河滩路堤/水泽区路堤特点:针对水流的破坏作用而设,起特点:针对水流的破坏作用而
4、设,起防水治害防水治害和和加固堤岸加固堤岸双重功效。双重功效。类型:直接防护:植物防护和石砌防护类型:直接防护:植物防护和石砌防护(铺石铺石/抛石抛石/石笼石笼)间接防护:导治结构物间接防护:导治结构物(丁坝、顺坝、格坝、防洪堤丁坝、顺坝、格坝、防洪堤)C)C)支挡建筑:支挡建筑:指各类挡土墙,主要用以防止路基变形或支挡指各类挡土墙,主要用以防止路基变形或支挡路基本体以保证其稳定性。路基本体以保证其稳定性。二、路基防护加固的种类与作用二、路基防护加固的种类与作用路基防护分类图路基防护分类图支挡建筑:挡土墙、改道等)河道整治(疏浚、理顺坝、格坝等)导流构造物(丁坝、顺间接防护抛石、梢料和石笼板、
5、土工织物砌石护坡、混凝土预制护面墙、挡土墙直接防护冲刷防护勾缝与灌浆喷浆抹面、捶面工程防护植树铺草皮植草植物防护坡面防护路基防护各种各样的防护与加固工程各种各样的防护与加固工程三、路基防护与加固的原则三、路基防护与加固的原则 因地制宜,综合治理;因地制宜,综合治理;预防为主,防治结合;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,
6、分期实施,逐步完善;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;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。注意环境,配合景观,增进路容的美化与协调。一、植物防护: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设施,其方法有种草、铺草皮和植树。1)种草:根系发达,中茎低矮,多年生长,适应当地自然条件的几种草籽混种。适用:适用边坡坡度不陡于1 1,土质
7、适宜种草,不浸水或短期浸水但地面径流速度不超过0.6m/s的边坡。注:不宜种草的坡面,可以铺510cm厚的种植土层,土层与原坡面结合稳固。坡面防护坡面防护 2)铺草皮 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。草皮防护示意图:草皮防护示意图:a)a)平铺平面;平铺平面;b)b)平铺剖面;平铺剖面;c)c)水平叠铺;水平叠铺;d)d)垂直叠铺;垂直叠铺;e)e)斜交叠铺;斜交叠铺;f)f)网格式网格式3)客土喷播客土喷播是将含有植物生长所需营养的基质材料混合胶结
8、材料喷附在岩基坡面上,在岩基坡面上创造出宜于植物生长的硬度的、牢固且透气、与自然表土相近的土板块,种植出可粗放管理的植物群落,最大程度地恢复自然生态。4)植树 主要用于堤岸边的河滩、沙漠及雪害地区的防护林等情况,主要起到:降低河滩水流速度及改变水流方向;防风固沙;防雪等作用。低等级公路也可在路两侧进行植树,以起到固土、降尘、绿化、诱导视线等作用。5)景观设计边坡防护设计应与道路景观设计、道路稳定设计相协调土质边坡绿化工程土质边坡绿化工程 边坡整平边坡整平 绿化植生带的铺设绿化植生带的铺设 绿色边坡绿色边坡 坡面草皮绿化技术坡面草皮绿化技术 绿化前绿化前 施肥与铺网施肥与铺网 喷播作业喷播作业
9、绿化工程完成后绿化工程完成后 框架式绿化技术框架式绿化技术 铺网与锚固作业铺网与锚固作业 水泥喷浆作业水泥喷浆作业 绿化物料喷锚作业绿化物料喷锚作业 二、工程防护二、工程防护1)抹(捶)面与勾缝抹(捶)面与勾缝l 抹面适用于坡面较干燥、未经严重风化的各种易抹面适用于坡面较干燥、未经严重风化的各种易风化的软质岩石挖方边坡。风化的软质岩石挖方边坡。l 材料可采用石灰炉渣灰浆、石灰炉渣三合土或水材料可采用石灰炉渣灰浆、石灰炉渣三合土或水泥石灰砂浆等,可分片或满布。抹面的厚度宜为泥石灰砂浆等,可分片或满布。抹面的厚度宜为3070mm。l 抹面的边坡坡度不受限制,但不能担负荷载,亦抹面的边坡坡度不受限制
10、,但不能担负荷载,亦不能承受土压力。不能承受土压力。l 勾缝适用于质地坚硬、水易风化但节理裂缝多而勾缝适用于质地坚硬、水易风化但节理裂缝多而细的岩石边坡,以防水分渗入岩层内造成病害。细的岩石边坡,以防水分渗入岩层内造成病害。2)挂网喷护:是在清挖出密实、稳定的新鲜坡面上钻孔、安装锚杆、灌浆,然后挂上钢丝网或纤维网,最后用高压泵喷射混凝土形成防护层。l适用于坡率缓于 1:0.5、易风化但未遭强风化的岩石边坡。l喷浆防护厚度不宜小于 50 mm,采用的砂浆强度不应低于 M10。l喷射混凝土防护厚度不宜小于 80m,混凝土强度不应低于 C15。l喷护坡面应设置泄水孔和伸缩缝。3)锚杆挂网喷浆(混凝土
11、)l 适用于坡面为碎裂结构的硬质岩石或层状结构的不连续地层以及坡面岩石与基岩l 分开并有可能下滑的挖方边坡。l 锚杆应嵌入稳固基岩内,锚固深度应根据岩体性质确定。l 钢筋网喷射混凝土支护厚度不应小于 1 00mm,亦不应大于 250mm。钢筋保护层厚l 度不应小于 20mm。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,主要用于坡面或排水沟渠。干砌片石护坡适用于坡度缓于1:1.25 的土(石)质路堑边坡。干砌片石护坡厚度不宜小于250mm。5)浆砌片石护面(墙)封闭软质岩层、高填方路堤表面及较破碎的挖方边坡,一般立交内凹的夹角部分及较破碎的挖方边坡须全浆砌防护,其它可
12、采用菱形、拱形、方格形等防护方式,其间土体可种草或铺草皮。护面墙高度护面墙高度H(m)H(m)路堑边坡路堑边坡护面墙厚度护面墙厚度(m)(m)顶宽顶宽b b底宽底宽d d221 1:0.50.50.400.400.400.4066陡于陡于1 1:0.50.50.400.400.40+0.10H0.40+0.10H6H106H101 1:0.50.51 1:0.750.750.400.400.40+0.05H0.40+0.05H10H1510H151 1:0.750.751 1:1 10.600.600.60+0.05H0.60+0.05H浆砌片石护面墙浆砌片石护面墙护面墙护面墙护面墙护面墙一、
13、直接防护一、直接防护适用场合:适用场合:在水流速度较缓,流向与堤岸接近平行,或在水流速度较缓,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的地在宽阔的河滩、凸岸、台地边缘等水流破坏作用较弱的地段优先选用。山区河流有时河槽呈段优先选用。山区河流有时河槽呈“V”V”形,其纵坡较形,其纵坡较陡、流速较大,水流的破坏作用强烈,如果由于受地质的陡、流速较大,水流的破坏作用强烈,如果由于受地质的限制而难以人为改变水流性质时,则不得不采用直接防护限制而难以人为改变水流性质时,则不得不采用直接防护措施,此时必须着重考虑防护体的坚固稳定。措施,此时必须着重考虑防护体的坚固稳定。直接防护措
14、施:植物防护、砌石防护直接防护措施:植物防护、砌石防护 流速较小流速较小抛石、石笼、石垛、柔性板河抗滑桩抛石、石笼、石垛、柔性板河抗滑桩 流速较大、浸水流速较大、浸水部分部分冲刷防护冲刷防护 路基冲刷破坏路基冲刷破坏植物防护:类坡面防护,1.21.8m/s;干砌片石防护:类坡面防护,24m/s;浆砌片石防护:类坡面防护,48m/s;抛石:类似在坡脚处设置护脚,亦称抛石垛,3m/s。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。石料粒径视水深与流速而定,一般为1550cm。石笼防护: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,防
15、止淘刷。注:单个石笼的大小,以不被相应速度的水流冲动为宜,铺设时须用碎(砾)石垫层铺平,底层各角,可用铁棒固定于基底。植物防护砌石或混凝土护坡抛石或石笼土工织物软体沉排:是在土工织物上以块石或预制混凝土块体为压重的护坡结构。适用:水下工程及预计可能发生冲刷的河床和岸坡土面上;其主要有单片垫和双片垫两种结构形式:土工模袋: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。坡度不得陡于1:1;水下施工时水流速度1.5m/s。土工软体沉排和土工模袋浸水挡土墙:峡谷急流、水流冲刷严重地段,48m/s。注:各种护坡工程的高度应按路基设计洪水位+壅水高度+波浪
16、侵袭高度+安全高度0.5m确定;为防止淘刷,工程应加强基础处理。浸水挡土墙二、间接防护二、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,也可减小流速,缓和水流对被防护路段的作用,改变被防护的路段,也可减小流速,缓和水流对被防护路段的作用,改变河槽中冲刷和淤积部位,以及必要时改变河道等,均属于间接防护。河槽中冲刷和淤积部位,以及必要时改变河道等,均属于间接防护。特点:特点:间接防护构造物侵占一部分河床断面,因而不同程度上压间接防护构造物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,使得当冲部位受到
17、特别强烈的冲刷和掏刷作用,缩和紊乱原来的水流,使得当冲部位受到特别强烈的冲刷和掏刷作用,因此这些部位应有比较坚固的加固措施。因此这些部位应有比较坚固的加固措施。间接防护实际上是转移目标。间接防护实际上是转移目标。适用场合:适用场合:当河床较宽,冲刷和淤积大致平衡,水流性质较易改当河床较宽,冲刷和淤积大致平衡,水流性质较易改变,且有条件可以顺河势布置横向导流构造物时,宜采用间接防护措变,且有条件可以顺河势布置横向导流构造物时,宜采用间接防护措施。如果需要防护的路段较长,则更宜采用。因为在此条件下,采用施。如果需要防护的路段较长,则更宜采用。因为在此条件下,采用间接防护不仅效果好,比较主动,而且经
18、济效益往往高于直接防护。间接防护不仅效果好,比较主动,而且经济效益往往高于直接防护。常用的间接防护措施有:丁坝、顺坝、格坝常用的间接防护措施有:丁坝、顺坝、格坝丁坝(挑水坝):丁坝(挑水坝):坝根与河岸相连接,坝头伸向河槽,与坝根与河岸相连接,坝头伸向河槽,与水流成一角度;水流成一角度;作用:将水流挑离河岸或路基,改善流态作用:将水流挑离河岸或路基,改善流态顺坝(导流坝):顺坝(导流坝):坝根与河岸相连接,坝身与导流线基本坝根与河岸相连接,坝身与导流线基本重合或平行;重合或平行;作用:导流、束水、调整流水曲线,改善流态。作用:导流、束水、调整流水曲线,改善流态。格坝:格坝:格坝在平面上成网格状
19、,设与顺坝与堤岸之间。格坝在平面上成网格状,设与顺坝与堤岸之间。作用:防止高水位时水流溢入冲刷坝内岸坡或坡脚,并促作用:防止高水位时水流溢入冲刷坝内岸坡或坡脚,并促进格间的淤积。进格间的淤积。导流结构物综合布置示例导流结构物综合布置示例1-顺水坝顺水坝2-格坝格坝 3-挑水坝(丁坝)挑水坝(丁坝)4-拦水坝拦水坝5-导流坝导流坝6-路中线路中线路基支挡建筑物防护路基支挡建筑物防护 挡土墙挡土墙挡土墙是用于支撑挡土墙是用于支撑路基填土路基填土或者山坡土体侧压力、防或者山坡土体侧压力、防止边坡或山坡变形失稳的工程构造物。广泛用于支撑止边坡或山坡变形失稳的工程构造物。广泛用于支撑路基边坡、桥台、桥头
20、引道和隧道洞口等处。路基边坡、桥台、桥头引道和隧道洞口等处。一、挡土墙的用途一、挡土墙的用途挡土墙设置与否,宜于与其工程方案比较确定挡土墙设置与否,宜于与其工程方案比较确定 1.与移改路线位置进行比较;与移改路线位置进行比较;2.与填筑或开挖边坡相比较;与填筑或开挖边坡相比较;3.与拆移有关干扰路基的构造物(房屋、河流、水渠)等比较;与拆移有关干扰路基的构造物(房屋、河流、水渠)等比较;4.与设置其他类型的构造物(桥、护墙)等比较与设置其他类型的构造物(桥、护墙)等比较 。路基在下列情况下宜修建挡土墙:路基在下列情况下宜修建挡土墙:(1)陡坡路段陡坡路段或岩石风化的或岩石风化的路堑边坡路堑边坡
21、路段;路段;(2)需要降低路基边坡高度以减少工程量的路段;)需要降低路基边坡高度以减少工程量的路段;(3)强化不良地质路段边坡稳定性,防滑坍;)强化不良地质路段边坡稳定性,防滑坍;(4)防沿河路段水流冲刷;)防沿河路段水流冲刷;(5)桥梁或隧道与路基的连接路段;)桥梁或隧道与路基的连接路段;(6)节约用地、减少拆迁、少占农田;)节约用地、减少拆迁、少占农田;(7)需要特殊保护的路段(建筑物、生态坏境、文化古迹)需要特殊保护的路段(建筑物、生态坏境、文化古迹)二、挡土墙的分类二、挡土墙的分类用于陡峭山坡的路堑底部,降低边破高度、减少开挖、防止地质用于陡峭山坡的路堑底部,降低边破高度、减少开挖、防
22、止地质不良地段的滑坡不良地段的滑坡(一)按照挡土墙设置的位置(一)按照挡土墙设置的位置1、路堑挡土墙、路堑挡土墙2、路肩挡土墙、路肩挡土墙用于:用于:(1)陡坡路堤陡坡路堤,为保证路堤稳定,收缩坡脚;,为保证路堤稳定,收缩坡脚;(2)为避免与其它建筑物)为避免与其它建筑物(如房屋、铁路、水渠等如房屋、铁路、水渠等)干扰或防止多占农干扰或防止多占农田;田;(3)为防止沿河路堤受水流冲刷和淘刷。)为防止沿河路堤受水流冲刷和淘刷。用于:地形受限,需要收缩坡脚;防止陡坡坡堤下滑。用于:地形受限,需要收缩坡脚;防止陡坡坡堤下滑。3、路堤挡土墙、路堤挡土墙路堤挡土墙和路肩挡土墙的区别路堤挡土墙和路肩挡土墙
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