公路实务教材精讲班第3讲讲义
特殊路基施工技术和公路路基防护与支挡

2015年全国一级建造师执业资格考试《公路工程管理与实务》
(教材精讲班)

1B411020 特殊路基施工技术
1B411021软土地区路基施工

一、软土地基的工程特性
软土:淤泥、淤泥质土及天然强度低、压缩性高、透水性小的黏土。
软土的特点:天然含水量大,孔隙比大,渗透系数小,压缩性系数高,抗剪强度低,具有触变性,流变性显著。(特征
软土路基的问题:主要是路堤填筑荷载引起软基滑动破坏的稳定问题和量大且时间长的沉降问题
二、软土地基处理施工技术
按加固性质,主要有以下几种:表层处理法、换填法、重压法、垂直排水固结法,常常多种方法综合应用。
(一)表层处理法(砂垫层、反压护道、土工聚合物处治)
1.砂垫层
机理:在软土层顶面铺砂垫层,主要起浅层水平排水作用,使软土加速沉降发展。
适用条件:该法适用于路堤高度小于2倍极限高度,软土层及其硬壳较薄,或软土表面渗透性很低的硬壳等情况。亦适用于软土层稍厚但具有双面排水条件的地基。

特点:砂垫层施工简便,不需特殊机具设备,占地较少。但需放慢填筑速度,严格控制加荷速率,使地基有充分时间进行排水固结。因此,适用于施工期限不紧迫、砂料来源充足、运距不远的施工环境。
形式:有排水砂垫层、换土砂垫层、砂垫层和土工布混合使用等形式。
2.反压护道
适用条件:路堤高度不大于1.5~2倍的极限高度,非耕作区和取土不太困难的地区。(特点决定了使用条件)
特点:采用反压护道加固地基,不需特殊的机具设备和材料,施工简易方便,但占地多,土用量大,后期沉降大,以后的养护工作量也大。(特点)

3.土工聚合物处治
(1)土工布
机理:土工布铺设于路堤底部,在路基自重作用下受拉产生抗滑力矩,提高路基稳定性。土工布在软土地基加固中的作用包括排水、隔离、应力分散和加筋补强
土工布连接:一般采用搭接法或缝接法。目前缝接法有一般缝法、丁缝法和蝶形法。  
(2)土工格栅
机理:土工格栅加固土的机理存在于格栅与土的相互作用之中。一般可归纳为格栅表面与土的摩擦作用;格栅孔眼对土的锁定作用和格栅肋的被动抗阻作用。


(二)换填法(开挖换填法、抛石挤淤法、爆破排淤法
换填法一般适用于地表下0.5~3.0m之间的软土处治。
1.开挖换填法
该方法简单易行,也便于掌握。对于软基较浅(1~2m)的泥沼地特别有效。但对于深层软基处理,要求沉降控制较严的路基、桥涵构造物、引道等,应考虑采用其他方法。
2.抛石挤淤法
机理: 这种方法施工简单、迅速、方便,适用于常年积水的洼地,排水困难,泥炭呈流动状态,厚度较薄,表层无硬壳,片石能沉达底部的泥沼或厚度为3~4m的软土;在特别软弱的地面上施工由于机械无法进入,或是表面存在大量积水无法排除时;石料丰富、运距较短的情况。
抛投顺序:应先从路堤中部开始,中部向前突进后再渐次向两侧扩展。
片石露出水面后,宜用重型压路机反复碾压,然后在其上面铺反滤层,再行填土。

3.爆破排淤法
机理:爆破排淤较一般方法换填深度大、工效较高,软土、泥沼均可采用。
适用条件:爆破排淤法用于当淤泥层较厚,稠度犬,路堤较高和施工期紧迫时;路段内没有桥涵等构造物,路基承载力均衡一致。但对桥涵构造物及两侧引道等,应考虑采用其他方法。
(四)垂直排水固结法
1.砂井
在施工时考虑避免“缩颈”和减少对土的扰动。
(1)套管法:分为静压沉管法、振动沉管法等。
(2)水冲成孔法:适用于土质较好且均匀的砂性土。
(3)螺旋钻成孔法:适用于陆上工程。优点是设备简单机动,成孔规则。缺点是灌砂质量较难掌握,不太适用于很软弱的地基。
2.袋装砂井
采用渗水率较高的中、粗砂。袋装砂井按整平原地面→摊铺下层砂垫层→机具定位→打入套管→沉入砂袋→拔出套管→机具移位→埋砂袋头→摊铺上层砂垫层的施工工艺流程进行。
3.塑料排水板
施工工艺:整平原地面→摊铺下层砂垫层→机具就位→塑料排水板穿靴→插入套管→拔出套管→割断塑料排水板→机具移位→摊铺上层砂垫层

(五)其他软基处理施工技术
粒料桩、生石灰桩、旋喷桩

1B411022膨胀土地区路基施工
一、膨胀土的工程特性及主要特征
具有较大吸水膨胀、失水收缩特性。
按工程性质分为强膨胀土、中等膨胀土、弱膨胀土。
膨胀土地区的路堤会出现沉陷、边坡溜塌、路肩坍塌和滑坡等变形破坏。
路堑会出现剥落、冲蚀、溜塌和滑坡等破坏。
二、膨胀土地区路基的施工技术要点
(一)膨胀土地区原地面处理
1.高度不足1m的路堤,应按设计要求采取换填或改性处理等措施处治。
2.表层为过湿土,应按设计要求采取换填或进行固化处理等措施处治。
3.填土高度小于路面和路床的总厚度,基底为膨胀土时,宜挖除地表0.30?0.60m的膨胀土,并将路床换填为非膨胀土或掺灰处理。
(二)膨胀土的填筑
1.强膨胀土不应作为路基填料;中等膨胀土宜经过处理后作为填料;弱膨胀土可加以应用。
2.膨胀土路基填筑松铺厚度不得大于300mm;土块粒径应小于37.5mm 。
3.填筑膨胀土路堤时,应及时对路堤边坡及顶面进行防护。
4.路基完成后,当年不能铺筑路面时,应按设计要求做封层,其厚度应不小于200mm,横坡不小于2% 。
(三)膨胀土地区路基碾压施工
根据膨胀土自由膨胀率的大小,选用碾压机具;压实土层松铺厚度不得大于30cm;土块应击碎至粒径5cm以下。
路堤与路堑交界地段,应采用台阶方式搭接,其长度不应小于2m。
(四)膨胀土地区路堑开挖
挖方边坡预留厚度30~50cm,待路堑挖完时,再削去边坡预留部分,并立即浆砌护坡封闭

1B411023湿陷性黄土地区路基施工
一、湿陷性黄土的工程特性
受水浸湿后土的结构迅速破坏而发生显著下沉。具有湿陷性和易溶蚀、易冲刷、各向异性等工程特性。
二、湿陷性黄土地基的处理措施
除采用防止地表水下渗的措施外,可根据湿陷性黄土工程特性和工程要求,因地制宜采取换填土、重锤夯实、强夯法、预浸法、挤密法、化学加固法等措施对地基进行处理。
四、地基陷穴处理方法
路基范围内的陷穴,应在其发源地点对陷穴进口进行封填,并截排周围地表水。现有的陷穴、暗穴,可采用灌砂、灌浆、开挖回填、导洞和竖井等措施进行填充。对串珠状陷穴应彻底进行处治。
6 .黄土陷穴的处理范围,应视具体情况而定,宜在路基填方或挖方边坡外,上侧50m,下侧10?20m。若陷穴倾向路基,虽在50m以外,仍应作适当处理。对串珠状陷穴应彻底进行处治。

1B411024滑坡地段路基施工
二、滑坡防治的工程措施
滑坡防治的工程措施主要有排水、力学平衡和改变滑带土三类。
1.迅速排除降水及地下水
(1)环形截水沟
排除滑坡顶面的地表水,设置在边界以外不少于5m的地方。
(2)树枝状排水沟
树枝状排水沟的主要作用是排除滑体坡面上的径流

(3)平整夯实滑坡体表面的土层。当坡面上有封闭的洼地或泉水露头时,应设水沟将其排出滑坡坡面,疏干积水。
2. 力学平衡
在滑坡体未处治之前,禁止在滑坡体上增加荷载。
当挖方路基上边坡发生的滑坡不大时,可采用刷方
( 台阶)减重、打桩或修建挡土墙。
推动式或由错落转化成的滑坡后,可采用刷方( 台阶)减重的方法。
牵引式滑坡、具有膨 胀性质的滑坡不宜用滑坡减重法。
沿河路基发生滑坡,可修建河流调治构造物及挡土墙方 法处理。

1B411030 公路路基防护与支挡
1B411031防护工程类型和适用条件

一、路基防护工程类型
(一)坡面防护
坡面防护,主要是保护路基边坡表面。
1.植物防护:种草、铺草皮、植树。
2.骨架植物防护:骨架植草。
3.圬工防护:喷射混凝土、浆砌片(卵)石护坡。
4.土工织物防护。
(二)沿河路基防护
1.直接防护:植物、砌石、石笼、浸水挡土墙等。
2.间接防护:丁坝、顺坝等导治构造物以及改移河道。
二、各种防护工程适用条件
(一)植物防护
1.种草防护:适用于边坡稳定,坡面受雨水冲刷轻微。
2.铺草皮:适用于需要迅速绿化的土质边坡。
3.植灌木:与种草、铺草皮配合使用,使坡面形成良好的防护层,适用于土质边坡和膨胀土边坡
(二)骨架植物防护
1.框格防护适用于土质或风化岩石边坡。
2.浆砌预制块防护适用于石料缺乏地区。预制块的混凝土强度不应低于C15,在严寒地区不应低于C20。
(三)圬工防护
1.喷浆和喷射混凝土防护适用于边坡易风化、裂隙和节理发育、坡面不平整的岩石挖方边坡。
2.干砌片石护坡适用于易受水流侵蚀的土质边坡、严重剥落的软质岩石边坡、周期性浸水及受水流冲刷较轻(流速小于2~4m/s)的坡面防护。
3.浆砌片(卵)石护坡适用于防护流速较大
(3~6m/s)、波浪作用较强、有流水、漂浮物等撞击的边坡。
4.护面墙用于封闭各种软质岩层和较破碎的挖方边坡以及坡面易受侵蚀的土质边坡。护面墙分为实体、窗孔式、拱式等类型,应根据边坡地质条件合理选用。

5.锚杆钢丝网喷浆或喷射混凝土护坡适用于直面为碎裂结构的硬岩或层状结构的不连续地层。施工简便,效果较好。
6.抹面防护适用于易风化的软质岩石挖方边坡,岩石表面比较完整,尚无剥落。
捶面防护适用于易受雨水冲刷的土质边坡和易风化的岩石边坡。
(四)土工织物防护
1.挂网式坡面防护适用于风化碎落较严重的岩石边坡。落石直径较大,边坡倾角大于40°时不宜使用。
2.土工织物复合植被防护坡面综合了土工织物和植被两类防护的优点,适用于土质边坡。
3.其他土工织物防护有草坪植生带、适用于破碎或易风化破碎的岩石路堑边坡的锚杆挂高强塑料网格喷浆(喷射混凝土),以及土工织物作反滤层的护坡。
(五)沿河路基防护工程技术
1.直接防护
路堤冲刷主要是洪水急流,水位变迁不定,水流速度较大(达到3.0m/s或更高)时,可采用以下防护措施。
(1)抛石: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)石笼:当受水流冲刷和风浪侵袭,且防护工程基础不易处理或沿河挡土墙、护坡基础局部冲刷深度过大时,可采用石笼防护。
钢丝石笼:多用于抢修或临时工程,不得用于急流滚石河段;
钢筋混凝土框架石笼:可用于急流滚石河段。

2.间接防护
(1)护坝:当沿河路基挡土墙、护坡的局部冲刷深度过大,深基础施工不便时,宜采用护坝防护基础。
(2)丁坝:适用于宽浅变迁河段,用以挑流或减低流速,减轻水流对河岸或路基的冲刷。
(3)顺坝:适用于河床断面较窄、基础地质条件较差的河岸或沿河路基防护,调整流水曲线度和改善流态。
(4)改移河道:对主河槽改动频繁的变迁性河流或支流较多的河段不宜改河。

1B411032支挡工程的类型和功能
一、路基支挡工程的功能与类型
主要功能:保持土体稳定或加强路基强度和稳定性。
按路基加固的不同部位分为:坡面防护加固、边坡支挡、
湿弱地基加固三种类型。
1 .坡面防护加固:路基防护中均有加固作用。
2 .边坡支挡:包括路基边坡支挡和堤岸支挡。
(1)路基边坡支挡:护肩墙、护坡、护面墙、护脚墙、挡土墙。
(2)堤岸支挡:驳岸、浸水墙、石笼、拋石、护坡、支垛护脚。
3 .湿弱地基加固:碾压密实、排水固结、挤密、化学固结、
换填土。
二、常用路基挡土墙工程施工技术
(一)重力式挡土墙工程施工技术
1.形式及特点
优点:形式简单、施工方便。可就地取材、适应性强,应用广泛。
缺点:墙身截面大,圬工数量也大,在软弱地基上修建往往受到承载力的限制,墙高不宜过高。
重力式挡土墙墙背形式可分为俯斜、仰斜、垂直、凸形折线(凸折式)和衡重式五种。
(1)仰斜:墙背所受的土压力较小。
(2)俯斜:墙背所受土压力较大。
(3)垂直:介于仰斜和俯斜墙背之闻。
(4)凸折式:墙背多用于路堑墙,也可用于路肩墙。
(5)衡重式: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。

(二)加筋土挡土墙工程施工技术
加筋土挡土墙由填料、在填料中布置的拉筋以及墙面板三部分组成。
特点:能够适应地基轻微的变形;抗震、节约占地、造型美观、造价比较低。
加筋土挡土墙施工简便、快速,并且节省劳力和缩短工期。

(三)锚杆挡土墙工程施工技术
1.特点及使用条件
优点:结构重量轻,节约圬工和节省投资;利于机械化、装配化施工;少量开挖基坑,并利于施工安全。
缺点:施工工艺要求较高,要耗用一定的钢材。
适用:缺乏石料的地区和挖基困难的地段。

2.锚杆挡土墙的类型
按墙面的结构形式可分为柱板式锚杆挡土墙和壁板式锚杆挡土墙。
(1)柱板式锚杆挡土墙是由挡土板、肋柱和锚杆组成。
(2)壁板式锚杆挡土墙是由墙面板(壁面板)和锚杆组成,墙面板直接与锚杆连接。