路基工程施工与养护教学课件作者周海平项目五　路基排水及支挡防护工程施工.ppt

'项目五　路基排水及支挡防护工程施工任务一　路基排水工程施工任务二　路基防护工程施工任务三　路基加固工程施工返回 任务一　路基排水工程施工路基排水系统具有拦截、汇集、排除地面和地下水,降低地下水位的功能,能使路基免受水的侵害,保证路基的强度和稳定性.路基排水设施分为地面排水设施和地下排水设施.路基排水设施的具体分类及各自作用如表５-１所示.一、路基地面排水设置与施工要求(一)排水沟、暗沟１.设置当地下水位较高,潜水层埋藏不深时,可采用排水沟(图５-１)或暗沟(图５-２)截流地下水及降低地下水位.下一页返回 任务一　路基排水工程施工２.施工要求排水沟的线形要求平顺,尽可能采用直线形,转弯处宜做成弧线,其半径不宜小于１０m,排水沟长度根据实际需要而定,通常不宜超过５００m.排水沟或暗沟采用混凝土浇筑或浆砌片石砌筑时,应在沟壁与含水量地层接触面的高度处,设置一排或多排向沟中倾斜的渗水孔.沟底宜埋入不透水层内,沟壁最下一排渗水孔(或裂缝)的底部宜高出沟底不小于０.２m.沟壁外侧应填以粗粒透水材料或土工合成材料作为反滤层.沿沟槽每隔１０~１５m或当沟槽通过软硬岩层分界处时应设置伸缩缝或沉降缝.上一页下一页返回 任务一　路基排水工程施工(二)渗沟１.设置为降低地下水位或拦截地下水,可在地面以下设置渗沟.渗沟有填石渗沟、管式渗沟和洞式渗沟三种形式,三种渗沟均应设置排水层(或管、洞)、反滤层和封闭层.２.施工要求填石渗沟通常为矩形或梯形,在渗沟的底部和中间用较大碎石或卵石(粒径３~５cm)填筑,在碎石或卵石的两侧和上部,按一定比例分层(层厚约１５cm),填较细颗粒的粒料(中砂、粗砂、砾石),做成反滤层,逐层的粒径比例大致按４∶１递减,如图５-３(a)所示.上一页下一页返回 任务一　路基排水工程施工洞式渗沟适用于地下水流量较大的地段,洞壁宜采用浆砌片石砌筑,洞顶应用盖板覆盖,盖板之间应留有空隙,使地下水流入洞内,洞式渗沟的高度要求同管式渗沟,如图５-３(b)所示.管式渗沟适用于地下水引水较长、流量较大的地区.当管式渗沟长度为１００~３００m时,其末端宜设横向泄水管分段排除地下水.管式渗沟的泄水管可用陶瓷、混凝土、石棉、水泥或塑料等材料制成,管壁应设泄水孔,交错布置,间距不宜大于２０cm,如图５-３(c)所示.(三)渗井１.设置当路基附近的地面水或浅层地下水无法排除,影响路基稳定时,可设置渗井,将地面水或地下水经渗井通过下透水层中的钻孔流入下层透水层中排除,如图５-４所示.上一页下一页返回 任务一　路基排水工程施工２.施工要求渗井直径５０~６０cm,井内填置材料:按层次在下层透水范围内填碎石或卵石,上层不透水层范围内填砂或砾石,填充料应采用筛洗过的不同粒径的材料,应层次分明,不得粗细材料混杂填塞,井壁和填充料之间应设反滤层.渗井离路堤坡脚不应小于１０m.(四)检查井１.设置为检查维修渗沟,每隔３０~５０m或在平面转折和坡度由陡变缓处宜设置检查井.上一页下一页返回 任务一　路基排水工程施工２.施工要求检查井一般采用圆形,内径不小于１.０m,在井壁处的渗沟底应高出井底０.３~０.４m,井底铺一层厚０.１~０.２m的混凝土.井基如遇不良土质,应采取换填、夯实等措施.兼起渗井作用的检查井的井壁,应在含水层范围设置渗水孔和反滤层.(五)边沟１.设置挖方地段和填土高度小于边沟深度的填方地段均应设置边沟.路堤靠山一侧的坡脚应设置不渗水的边沟,如图５-５所示.上一页下一页返回 任务一　路基排水工程施工２.施工要求平曲线处边沟施工时,沟底纵坡应与曲线前后沟底纵坡平顺衔接,不允许曲线内侧有积水或外溢现象发生.曲线外侧边沟应适当加深,其增加值等于超高值.(六)截水沟１.设置截水沟设置时主要考虑位置.在无弃土堆的情况下,截水沟的边缘离开挖方路基坡顶的距离视土质而定,以不影响边坡稳定为原则.如系一般土质至少应离开５m,对黄土地区不应小于１m,并应进行防渗加固.截水沟挖出的土,可在路堑与截水沟之间修成土台并夯实,台顶应筑成２％倾向截水沟的横坡,如图５-６所示.上一页下一页返回 任务一　路基排水工程施工路基上方有弃土堆时,截水沟应离开弃土堆脚１~５m,弃土堆坡脚离开路基挖方坡顶不应小于１０m,弃土堆顶部应设２％倾向截水沟的横坡,如图５-７所示.山坡上路堤的截水沟离开路堤坡脚至少２.０m,并用挖截水沟的土填在路堤与截水沟之间,修筑向沟倾斜坡度为２％的护坡道或土台,使路堤内侧地面水流入截水沟排出,如图５-８所示.２.施工要求截水沟长度超过５００m时应选择适当的地点设出口.(七)跌水与急流槽跌水(图５-９)与急流槽(图５-１０)的施工应符合下列规定:上一页下一页返回 任务一　路基排水工程施工(１)跌水与急流槽必须用浆砌圬工结构,跌水的台阶高度可根据地形、地质等条件决定,多级台阶的各级高度可以不同,其高度与长度之比应与原地面坡度相适应.(２)急流槽的纵坡不宜超过１∶１.５,同时应与天然地面坡度相配合.当急流槽较长时,槽底可用几个纵坡,一般是上段较陡,向下逐渐放缓.(３)当急流槽很长时,应分段砌筑,每段不宜超过１０m,接头用防水材料填塞,密实无空隙.(八)拦水缘石拦水缘石的作用是将路面水汇集于拦水带并排入路边植物带中,如图５-１１所示.上一页下一页返回 任务一　路基排水工程施工(九)蒸发池蒸发池的施工应符合下列规定:(１)用取土坑作蒸发池时与路基坡脚间的距离不应小于５~１０m.面积较大的蒸发池至路堤坡脚的距离不得小于２０m,坑内水面应低于路基边缘至少０.６m.(２)坑底部应做成两侧边缘向中部倾斜０.５％的横坡.取土坑出入口应与所连接的排水沟或排水通道平顺连接.当出口为天然沟谷时,排水应妥善导入沟谷内,不得形成漫流,必要时予以加固.上一页返回 任务二　路基防护工程施工一、路基防护工程类型路基防护工程类型如表５-２所示.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,且易于草类生长的路堤与路堑边坡.(２)铺草皮:适用于需要迅速绿化的土质边坡.草皮护坡铺置形式有平铺式、叠铺式、方格式和卵(片)石方格式四种.(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,但对盐渍土经常浸水、经常干旱的边坡及粉质土边坡不宜采用.下一页返回 任务二　路基防护工程施工(二)工程防护(１)框格防护适用于土质或风化岩石边坡,框格防护可采用混凝土、浆砌片(块)石、卵(砾)石等做骨架,框格内宜采用植物防护或其他辅助防护措施,如图５-１２所示.(２)封面包括抹面、捶面、喷浆、喷射混凝土等防护形式.①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.②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.③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.上一页下一页返回 任务二　路基防护工程施工(３)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.用护面墙防护的挖方边坡不宜陡于１∶０.５,并应符合极限稳定边坡的要求,护面墙分为墙式、混合式、拱式等类型,应根据边坡地质条件合理选用,如图５-１３所示.(４)石砌护坡.①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)的河岸或水库岸坡的坡面防护.②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.对过分潮湿或冻害严重的土质边坡应先采取排水措施再行铺筑,如图５-１４所示.上一页下一页返回 任务二　路基防护工程施工(５)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.(６)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,以及坡面岩石与基岩分离并有可能下滑的挖方边坡.施工简便,效果较好.(三)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.沿边坡悬挂的土工网能截住落石,引导其进入边沟或其他可控制地区.落石直径较大,边坡倾角大于４０°时不宜使用.上一页下一页返回 任务二　路基防护工程施工(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,其典型形式是三维土网(垫)植草防护,主要适用于边坡坡度缓于１∶１,边坡高度小于３m的土质边坡.(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.(四)路基冲刷防护工程技术沿河路基由于经常或周期性受到河水水流冲刷侵蚀,为了保证路基的稳固和安全,必须采取有效的冲刷防护措施.沿河路基防护工程一般分为直接防护与间接防护两种.直接防护工程类型包括护面墙、砌石或混凝土板、护坦、抛石、石笼、浸水挡墙等;间接防护包括导流构造物、改河和防护林带等.上一页下一页返回 任务二　路基防护工程施工１.直接防护直接防护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,如图５-１５所示.(２)石笼:沿河路堤坡脚或河岸,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,如图５-１６、图５-１７所示.２.间接防护间接防护是指修筑调治结构物等各类护岸设施来改变水流方向,消除和减缓水流对堤岸的直接破坏,如图５-１８所示.上一页下一页返回 任务二　路基防护工程施工(１)丁坝:丁坝也称挑水坝,是指坝根与岸滩相接,坝头伸向河槽,坝身与水流方向成某一角度,能将水流挑离河岸的结构物.丁坝一般用来束水归槽,改善水流状态,保护河岸.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,如图５-１９所示.(２)顺坝:顺坝为坝根与岸滩相接,坝身大致与堤岸平行的结构物.主要用于导流、束水、调整河道曲度,改变流态,也可称作导流坝或顺流坝.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.(３)改移河道:沿河路基受水流冲刷严重,或防护工程艰巨,以及路线在短距离内多次跨越弯曲河道时可改移河道.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.上一页返回 任务三　路基加固工程施工一、路基加固工程的功能与类型加固工程主要是挡土墙,分为多种形式.按设置位置可分为路堑挡墙、路堤挡墙、路肩挡墙、山体挡墙,按墙体材料可分为石砌挡土墙、混凝土挡土墙、钢筋混凝土挡土墙、钢板挡土墙,按结构形式可分为重力式、半重力式、衡重式、悬臂式、扶壁式、锚杆式、桩柱式.下一页返回 任务三　路基加固工程施工二、常用路基加固工程技术(一)重力式挡土墙工程技术重力式挡土墙依靠圬工墙体的自重抵抗墙后土体的侧向推力(土压力),以维持土体的稳定,是我国目前最常用的一种挡土墙形式.其特点是形式简单、施工方便.可就地取材,适应性强,应用广泛.缺点是墙身截面大,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.重力式挡土墙按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,如图５-２０所示.上一页下一页返回 任务三　路基加固工程施工(二)加筋土挡土墙工程技术加筋土挡土墙是在土中加入拉筋,利用拉筋与土之间的摩擦作用,改善土体的变形条件和提高土体的工程特性,从而达到稳定土体的目的.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,如图５-２１所示.一般应用于地形较为平坦且宽敞的填方路段上,在挖方路段或地形陡峭的山坡,由于不利于布置拉筋,一般不宜使用.(三)锚杆挡土墙工程技术锚杆挡土墙适用于缺乏石料的地区和挖基困难的地段,一般用于岩质路堑路段,但其他具有锚固条件的路堑墙也可使用,还可应用于陡坡路堤,如图５-２２所示.上一页下一页返回 任务三　路基加固工程施工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,肋柱是挡土板的支座,锚杆是肋柱的支座,墙后的侧向土压力作用于挡土板上,并通过挡土板传给肋柱,再由肋柱传给锚杆,由锚杆与周围地层之间的锚固力,即锚杆抗拔力使之平衡,以维持墙身及墙后土体的稳定,如图５-２３(a)所示.(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,并以锚杆为支撑,土压力通过墙面板传给锚杆,后者则依靠锚杆与周围地层之间的锚固力(即抗拔力)抵抗土压力,以维持挡土墙的平衡与稳定.壁板式锚杆挡土墙多用于岩石边坡防护,如图５-２３(b)所示.上一页返回 表５-１　排水设施分类返回 图５-１　排水沟返回 图５-２　暗沟返回 图５-３　渗沟结构(单位:cm)返回 图５-４　渗井结构与布置示例返回 图５-５　边沟返回 图５-６　挖方路段截水沟返回 图５-７挖方路段弃土堆与截水沟关系返回 图５-８　填方路段的截水沟返回 图５-９　跌水构造返回 图５-１０　急流槽构造(单位:cm)返回 图５-１１　拦水缘石返回 表５-２　路基防护工程的主要形式返回 图５-１２　框格防护返回 图５-１３　护面墙(单位:m)返回 图５-１４　石砌护坡返回 图５-１５　抛石防护(单位:m)返回 图５-１６　石笼防护返回 图５-１７　石笼防护示意(单位:m)返回 图５-１８　导流结构物综合布置示例返回 图５-１９　丁坝、顺坝返回 图５-２０　重力式挡土墙的断面形式返回 图５-２１　加筋土挡土墙返回 图５-２２　锚杆挡土墙返回 图５-２３　锚杆挡土墙返回'