路基防护与加固建筑物施工四

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1、第四章第四章 路基防护路基防护与加固建筑物施工与加固建筑物施工第三节 路基加固一、挡土墙一、挡土墙l挡土墙：是支撑天然斜坡或人工边坡保持土体稳定的建筑物。l挡土墙的各部分名称：墙顶，墙底，墙背，墙面（胸），墙趾，墙踵，墙背倾角：墙背与竖直线的夹角，墙高。二、挡土墙的类型二、挡土墙的类型l1、按挡土墙在路基横断面上的位置分类：路肩式、路堤式、路堑式三种。l路堑挡土墙：路堑挡土墙：用于陡峭山坡的用于陡峭山坡的路堑底部，降低边破高度、减路堑底部，降低边破高度、减少开挖或者边坡防止地质不良少开挖或者边坡防止地质不良地段的滑坡地段的滑坡路肩挡土墙路肩挡土墙：用于（用于（1）陡坡路堤，为保证路堤稳定，收缩

2、坡脚；（）陡坡路堤，为保证路堤稳定，收缩坡脚；（2）为避免）为避免与其它建筑物与其它建筑物(如房屋、铁路、水渠等如房屋、铁路、水渠等)干扰扰或防止多占农田；（干扰扰或防止多占农田；（3）为防止沿）为防止沿河路堤受水流冲刷和淘刷。河路堤受水流冲刷和淘刷。路堤挡土墙路堤挡土墙：用于地形受限，需要收缩坡脚；防止陡坡堤下滑：用于地形受限，需要收缩坡脚；防止陡坡堤下滑l2、按照墙背形式分为：直线型墙背挡土墙和折线形墙背挡土墙。按照墙背倾斜方向分为：腹斜式、仰斜式、竖直式。3、按结构形式分类：重型结构挡土墙和轻型结构挡土墙 重型结构挡土墙：主要依靠本身自重来维持稳定，目前常用的重力式和衡重式挡土墙，一般由

3、片石砌筑而成。4、按照材料分：石、混凝土及钢筋混凝土挡土墙5、按照所处的环境条件分：一般地区挡土墙、浸水地区挡土墙和地震地区挡土墙。6、其他形式：悬臂式、扶臂式、板桩式、锚杆式、锚定板式、竖向预应力锚杆式、加筋土式、土钉式等等新型挡土墙三、轻型挡土墙三、轻型挡土墙l1、加筋土挡土墙：由墙面板、拉筋和填料组成，依靠填料与拉筋间的摩擦力来平衡墙面板所受的土压力。l填料：粗粒土l面板承压l拉筋强度大，有一定柔性面板面板拉筋材料：扁钢带、钢筋混凝土板带、钢塑复合带、土工格栅、聚丙烯土拉筋材料：扁钢带、钢筋混凝土板带、钢塑复合带、土工格栅、聚丙烯土工带工带2.锚杆挡土墙：由钢筋混凝土墙面系和锚杆组成，锚

4、杆插入并锚固在稳定的岩层或土层中，作用于墙面的土压力由锚杆埋入地层的抗拔力平衡。3.锚定板式：由墙面系、拉杆、锚定板组成，它通过锚定板前填土的被动抗力来平衡拉杆拉力。锚定板是依靠土体来保持自身稳定的支挡构。4、柱板式挡土墙、柱板式挡土墙5、桩板式挡土墙、桩板式挡土墙（三）薄壁式挡土墙（三）薄壁式挡土墙2.扶壁式扶壁式1.悬臂式悬臂式（五）土钉（钉土）挡土墙（五）土钉（钉土）挡土墙6、钢筋混凝土悬臂式和扶臂式挡土墙、钢筋混凝土悬臂式和扶臂式挡土墙钢筋混凝土悬臂式：由立壁、趾板、踵板组成，呈现倒T字形，立壁用来支撑墙后土体，踵板上方土体重量起增加挡墙抗滑和抗倾覆稳定性的作用，趾板显著增加了抗倾覆力

5、矩的力臂，并大大减少基底应力。扶臂式挡土墙：墙高大于6米是，在悬臂式挡土墙的立壁和踵板之间加筋板，改善受力条件，筋间净距为悬臂高度的倍7、对拉式挡土墙、对拉式挡土墙 对拉式挡土墙：有墙面系和拉杆组成，它在路基的两侧设墙面系，用拉杆连接起来，一侧墙面承受的土压力由另一侧墙面系上的土压力来平衡，两侧墙面系相互支承。四、重力式挡土墙的构造四、重力式挡土墙的构造重力挡土墙必须满足强度和稳定性的要求。1、墙身构造：1.墙背墙背 1）仰斜墙背适用于路堑墙及墙趾处地面平坦的路肩墙或路堤墙。仰斜墙背的坡度）仰斜墙背适用于路堑墙及墙趾处地面平坦的路肩墙或路堤墙。仰斜墙背的坡度不宜缓于不宜缓于1：0.3，通常在，

6、通常在1：1：4）衡重式墙适用于山区地形陡峻处的路肩墙和路堤墙，也可用于路堑墙。上墙俯斜）衡重式墙适用于山区地形陡峻处的路肩墙和路堤墙，也可用于路堑墙。上墙俯斜墙背的坡度墙背的坡度1：1：，下墙仰斜墙背在：，下墙仰斜墙背在1：0.25 1：左右，上下墙的墙高比一般采：左右，上下墙的墙高比一般采用用2：3 3）凸形折线墙背多用于路堑墙，也可用于路肩墙。上下墙的墙高比一般采用）凸形折线墙背多用于路堑墙，也可用于路肩墙。上下墙的墙高比一般采用2：3 2）俯斜墙背适用于路堤墙、路肩墙。常用）俯斜墙背适用于路堤墙、路肩墙。常用1：1：，不超过：，不超过4m的低墙可用垂直墙的低墙可用垂直墙背背5）其他类型

7、挡土墙的墙背形式可参考有关规范和设计手册）其他类型挡土墙的墙背形式可参考有关规范和设计手册 墙面一般均为平面，其坡度应与墙背坡度相协调。墙面坡度直接影响挡土墙的高度。墙面一般均为平面，其坡度应与墙背坡度相协调。墙面坡度直接影响挡土墙的高度。因此，在地面横坡较陡时，墙面坡度一般为因此，在地面横坡较陡时，墙面坡度一般为1：1：，矮墙可采用陡直墙面；地面：，矮墙可采用陡直墙面；地面平缓时，一般采用平缓时，一般采用1：1：较为经济。：较为经济。2.墙面墙面墙顶最小宽度，混凝土块和石砌体挡土墙不小于墙顶最小宽度，混凝土块和石砌体挡土墙不小于50cm，混凝土墙顶不小于，混凝土墙顶不小于40cm。路肩墙墙顶

8、一般宜采用粗石料或路肩墙墙顶一般宜采用粗石料或C15混凝土做成顶帽，厚混凝土做成顶帽，厚40cm宽度不小于宽度不小于60cm，突出突出10cm墙外的飞檐。如不做顶帽，对路堤墙和路堑墙，墙顶应以大块石砌筑，墙外的飞檐。如不做顶帽，对路堤墙和路堑墙，墙顶应以大块石砌筑，并用砂浆勾缝。干砌挡土墙的高度一般不宜大于并用砂浆勾缝。干砌挡土墙的高度一般不宜大于6m。3.墙顶墙顶为保证交通安全，在地形险峻地段，或过高过长的路肩墙的墙顶应设置护栏。为为保证交通安全，在地形险峻地段，或过高过长的路肩墙的墙顶应设置护栏。为保持土路肩最小宽度，护栏内侧边缘距路面边缘的距离保持土路肩最小宽度，护栏内侧边缘距路面边缘的

9、距离4.护栏护栏沉降缝和伸缩缝沉降缝和伸缩缝4平面布置平面布置 沉降伸缩缝沉降伸缩缝基地线基地线泄水孔泄水孔路线纵坡路线纵坡锥坡锥坡挡土墙正面图挡土墙正面图设计时，一般将沉降缝与伸缩缝合并设置，沿路线方向每隔设计时，一般将沉降缝与伸缩缝合并设置，沿路线方向每隔1025m设置设置一道，兼起两者的作用，缝宽一道，兼起两者的作用，缝宽23cm，缝内一般可用胶泥填塞，但在渗水，缝内一般可用胶泥填塞，但在渗水量大，填料容易流失或冻害严重地区，则宜用沥青麻筋或涂以沥青的木板量大，填料容易流失或冻害严重地区，则宜用沥青麻筋或涂以沥青的木板等具有弹性的材料，沿内、外、顶三方填塞，填深不宜小于，当墙后为岩等具有

10、弹性的材料，沿内、外、顶三方填塞，填深不宜小于，当墙后为岩石路堑或填石路堤时，可设置空缝。石路堑或填石路堤时，可设置空缝。干砌挡土墙，缝的两侧应选用平整石料砌筑，使成垂直通缝干砌挡土墙，缝的两侧应选用平整石料砌筑，使成垂直通缝 2、排水设施、排水设施浆砌块浆砌块(片片)石墙身应在墙前地面以上设一排泄水孔石墙身应在墙前地面以上设一排泄水孔(图图a)。墙高时，可在墙。墙高时，可在墙上部加设一排汇水孔上部加设一排汇水孔(图图b)。孔眼间距一般为。孔眼间距一般为23m，对于浸水挡土墙孔，对于浸水挡土墙孔眼间距一般，干旱地区可适当加大，孔眼上下错开布置。下排排水孔的眼间距一般，干旱地区可适当加大，孔眼上

11、下错开布置。下排排水孔的出口应高出墙前地面或墙前水位；出口应高出墙前地面或墙前水位；为防止水分渗入地基，下排泄水孔进水口的底部应铺设为防止水分渗入地基，下排泄水孔进水口的底部应铺设30cm厚的粘土隔厚的粘土隔水层。泄水孔的进水口部分应设置粗粒料反滤层，以免孔道阻塞。当墙背水层。泄水孔的进水口部分应设置粗粒料反滤层，以免孔道阻塞。当墙背填土透水性不良或可能发生冻胀时，应在最低一排泄水孔至墙顶以下的范填土透水性不良或可能发生冻胀时，应在最低一排泄水孔至墙顶以下的范围内铺设厚度不小于的砂卵石排水层围内铺设厚度不小于的砂卵石排水层(图图c)3.基础类型基础类型1）大多数挡土墙都直接修筑在天然地基上，）

12、大多数挡土墙都直接修筑在天然地基上，埋置深度不小于埋置深度不小于1m，或冻结深度小于或等，或冻结深度小于或等于于1m时，冻结线以下不小于。时，冻结线以下不小于。2）当地基承载力不足，地形平坦而墙身较）当地基承载力不足，地形平坦而墙身较高时，为了减小基底压应力和增加抗倾覆高时，为了减小基底压应力和增加抗倾覆稳定性，采用扩大基础。稳定性，采用扩大基础。a）墙趾或墙踵部分加宽；b）钢筋混凝土底板；c）换填地基；d）台阶基础；e）拱形基础3）当地基压应力超过地基承载力过多时，）当地基压应力超过地基承载力过多时，需要的加宽值较大，为避免加宽部分的台需要的加宽值较大，为避免加宽部分的台阶过高，可采用钢筋混

13、凝土底板。阶过高，可采用钢筋混凝土底板。4）地基为软弱土层时，可采用砂砾、碎）地基为软弱土层时，可采用砂砾、碎石、矿渣或灰土等材料予以换填。石、矿渣或灰土等材料予以换填。5）当挡土墙修筑在陡坡上，而地基又为）当挡土墙修筑在陡坡上，而地基又为完整、稳固、对基础不产生侧压力的坚硬完整、稳固、对基础不产生侧压力的坚硬岸石时，可设置台阶基础，以减少基坑开岸石时，可设置台阶基础，以减少基坑开挖和节省圬工。挖和节省圬工。6）如地基有短段缺口）如地基有短段缺口(如深沟等如深沟等)或挖基或挖基困难困难(如需水下施工如需水下施工)，可采用拱形基础。，可采用拱形基础。4.基础埋置深度基础埋置深度 对于土质地基，基

14、础埋置深度应符合下列要求：对于土质地基，基础埋置深度应符合下列要求：(1)无冲刷时，应在天然地面以下至少无冲刷时，应在天然地面以下至少1m；(2)有冲刷时，应在冲刷线以下至少有冲刷时，应在冲刷线以下至少1m；(3)受冻胀影响时，应在冻结线以下不少于。当冻深超过受冻胀影响时，应在冻结线以下不少于。当冻深超过1m时，采用，时，采用，但基底应夯填一定厚度的砂砾或碎石垫层，垫层底面亦应位于冻结线以下但基底应夯填一定厚度的砂砾或碎石垫层，垫层底面亦应位于冻结线以下不少于。不少于。碎石、砾石和砂类地基，不考虑冻胀影响，但基础埋深不宜小于碎石、砾石和砂类地基，不考虑冻胀影响，但基础埋深不宜小于1m。对于岩石

15、地基，应清除表面风化层，将基底嵌入岩层一定深度。当风化层对于岩石地基，应清除表面风化层，将基底嵌入岩层一定深度。当风化层较厚难以全部清除时，可根据地基的风化程度及其容许承载力将基底埋入较厚难以全部清除时，可根据地基的风化程度及其容许承载力将基底埋入风化层中。风化层中。当挡土墙位于地质不良地段，地基土内可能出现滑动面时，应进行地基抗当挡土墙位于地质不良地段，地基土内可能出现滑动面时，应进行地基抗滑稳定性验算，将基础底面埋置在滑动面以下，或采用其它措施，以防止滑稳定性验算，将基础底面埋置在滑动面以下，或采用其它措施，以防止挡土墙滑动。挡土墙滑动。五、重力挡土墙的布置五、重力挡土墙的布置1挡土墙位置

16、的选定挡土墙位置的选定 1）路堑挡土墙大多数设在边沟旁；）路堑挡土墙大多数设在边沟旁；2）山坡挡土墙应考虑设在基础可靠处；）山坡挡土墙应考虑设在基础可靠处；3）当路肩墙与路堤墙的墙高或截面圬工数量相近、基础情况相似时，）当路肩墙与路堤墙的墙高或截面圬工数量相近、基础情况相似时，应优先选用路肩墙；应优先选用路肩墙；4）若路堤墙的高度或圬工数量比路肩墙显著降低，而且基础可靠时，）若路堤墙的高度或圬工数量比路肩墙显著降低，而且基础可靠时，宜选用路堤墙；宜选用路堤墙；5）沿河路堤设置挡土墙时，应结合河流情况来布置，注意设墙后仍保）沿河路堤设置挡土墙时，应结合河流情况来布置，注意设墙后仍保持水流顺畅，不

17、致挤压河道而引起局部冲刷。持水流顺畅，不致挤压河道而引起局部冲刷。2挡土墙的纵向布置挡土墙的纵向布置挡土墙纵向布置在墙趾纵断面图上进行，布置后绘成挡土墙正面图挡土墙纵向布置在墙趾纵断面图上进行，布置后绘成挡土墙正面图 1）确定挡土墙的起迄点和墙长，选择挡土墙与路基或其它结构物的衔接方式；）确定挡土墙的起迄点和墙长，选择挡土墙与路基或其它结构物的衔接方式；2）按地基及地形情况进行分段，确定伸缩缝与沉降缝的位置；）按地基及地形情况进行分段，确定伸缩缝与沉降缝的位置；3）布置各段挡土墙的基础，注意墙趾地面纵坡不大于）布置各段挡土墙的基础，注意墙趾地面纵坡不大于5%；4）布置泄水孔的位置，包括数量、间

18、隔和尺寸等，图纸还要标明冲刷线、）布置泄水孔的位置，包括数量、间隔和尺寸等，图纸还要标明冲刷线、冰冻线、常水位和设计洪水位的高程；冰冻线、常水位和设计洪水位的高程；3挡土墙的横向布置挡土墙的横向布置在墙高最大处、墙身断面或基础形式有变异处，以及其它必须桩号处的横断面图上进在墙高最大处、墙身断面或基础形式有变异处，以及其它必须桩号处的横断面图上进行。根据墙型、墙高及地基与填料的物理力学指标等设计资料，进行挡土墙设计或套行。根据墙型、墙高及地基与填料的物理力学指标等设计资料，进行挡土墙设计或套用标准图，确定墙身断面、基础形式和埋置深度，布置排水设施等，并绘制挡土墙横用标准图，确定墙身断面、基础形式

19、和埋置深度，布置排水设施等，并绘制挡土墙横断面图。断面图。4平面布置平面布置 个别复杂的挡土墙，如高、长的沿河曲线挡土墙，应作平面布置，绘制平面图，标明个别复杂的挡土墙，如高、长的沿河曲线挡土墙，应作平面布置，绘制平面图，标明挡土墙与路线的平面位置及附近地貌与地物等情况，特别是与挡土墙有干扰的建筑物挡土墙与路线的平面位置及附近地貌与地物等情况，特别是与挡土墙有干扰的建筑物的情况。沿河挡土墙还应绘出河道及水流方向，防护与加固工程等。的情况。沿河挡土墙还应绘出河道及水流方向，防护与加固工程等。沉降伸缩缝沉降伸缩缝基地线基地线泄水孔泄水孔路线纵坡路线纵坡锥坡锥坡挡土墙正面图挡土墙正面图六、挡土墙的施

20、工要点六、挡土墙的施工要点l放样：l挖基坑：注意排水和地质变化（地质不良，纵坡）；l砌筑基础：l砌筑墙身七、抗滑桩七、抗滑桩l又称为锚固桩，埋于稳定滑床中，依靠桩与桩周岩体的相互嵌制作用把滑坡推力传递到稳定地层，利用稳定地层的锚固作用和被动抗力，使滑坡得到稳定。抗滑桩类型、特点及适用条件抗滑桩类型、特点及适用条件l抗滑桩的类型抗滑桩按材质分类有木桩、钢桩、钢筋混凝土桩和组合桩。抗滑桩按成桩方法分类，有打入桩、静压桩、就地灌注桩，就地灌柱桩又分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩两大类。在常用的钻孔灌注桩中，又分机械钻孔和人工挖孔桩。抗滑桩按结构型式分类，有单桩、排桩、群桩和有锚桩，排桩型式常见的有椅式桩墙

21、、门式刚架桩墙、排架抗滑桩墙，有锚桩常见的有锚杆和锚索，锚杆有单锚和多锚，锚索抗滑桩多用单锚。抗滑桩按桩身断面形式分类，有圆形桩、方形桩和矩形桩、“工”字形桩等。l(2)各类桩型的特点及适用条件 木桩是最早采用的桩，其特点是就地取材、方便、易于施工，但桩长有限，桩身强度不高，一般用于浅层滑坡的治理、临时工程或抢险工程。钢桩的强度高，施打容易、快速，接长方便，但受桩身断面尺寸限制，横向刚度较小，造价偏高。钢筋混凝土桩是边坡处治工程广泛采用的桩材，桩断面刚度大，抗弯能力高，施工方式多样，可打入、静压、机械钻孔就地灌注和人工成孔就地灌注，其缺点是混凝土抗拉能力有限。抗滑桩的施工采用打入时，应充分考虑施工振动对边坡稳定的影响，一般是全埋式抗滑桩或填方边坡可采用，同时下卧地层应有可打性。抗滑桩施工常用的是就地灌注桩，机械钻孔速度快，桩径可大可小，适用于各种地质条件，但对地形较陡的边坡工程，机械进入和架设困难较大，另外，钻孔时的水对边坡的稳定也有影响。人工成孔的特点是方便、简单、经济，但速度较慢，劳动强度高，遇不良地层(如流沙)时处理相当困难，另外，桩径较小时人工作业困难，桩径一般应在1000mm以上才适宜人工成孔。测量放样 安装井架 开挖井口浇筑锁口混凝土 出 碴做好排水系统 平整场地桩孔开挖及护壁施工 钢筋笼安装浇注桩身混凝土转入下一循环清底、检查标高 钢筋笼加工