道路堤岸及坡体支挡防护设计论文

道路堤岸及坡体支挡防护设计

摘要： 沿河路基和河滩路堤等堤岸，要按照河床的具体特征、水流情况、施工条件等采取直接防护堤岸边坡，或设置导治结构物，必要时，也可改移河道。为防止坡体坍滑，减少路基占地，可采用支挡结构。路基的支挡结构，除各类挡土墙外，还有能承受坡体侧压力作用的砌石路基、护肩、护脚和矮墙。

abstract： for subgrade along river side and embankment on plain river beach， it should accord to the specific characteristics of the riverbed， the water situation， construction conditions to adopt direct protective embankment or set training structures， if necessary， it also can change the riverway. in order to prevent slope collapse slippery， reduce roadbedoccupation of land， we can adopt retaining structures. roadbed retaining structures， in addition to various types of retaining walls， it also can withstand masonry embankment， shoulderguards， banket and parapet which is affected by slope side pressure. 关键词： 道路工程；堤岸；坡体；支挡防护；设计；原则 key words： road engineering；embankment；slope body；retaining protection；design；principle

中图分类号：u41 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2012）33-0080-02

0 引言

堤岸及坡体防护工程需要按照堤身结构设计来进行。该工程的重要性就在于它是堤防工程关键组成部分。堤岸

及坡体防护工程设计务必要按照防洪的相关规定和比较全面的长远的整治工程计划来进行。工程布局应顺着事情发

展的趋势，加以引导。也就是说要遵循水流演变的客观规律的前提之下，统一筹划上下游、左右岸的利益，使得堤岸能更好的服务于防洪、航运、港埠和取水。满足工矿企业和农田水利的需求。堤岸防护工程要实现经济合理的效果就要

尽可能的综合的运用工程措施和生物措施。依据枯水位分界可以将堤岸防护工程分为上部和下部工程。这两种工程的情况各不一样：处在水位变动区的上部护坡工程受到来

自外力的影响，不但包括水流冲刷还有波浪冲击及地下水 外渗侵蚀；与此同时，下部护脚工程也时时承受着水流冲 刷，下部工程作为防护工程的根基。上部和下部的工程的作用和情况各不相同，所以说他们各自所采用的工程形式，相关结构和使用的材料都必须分别开来。总体而言，堤岸及坡体防护工程的在布局形式，结构设置和材料选取等方面都是按照具体情况具体分析研究采用的，各有各的特色。

1 沿河路基和河滩路堤堤岸防护设计

1.1 植物防护设计：水流方向与路线接*行，不受各种洪水主流冲刷的季节性浸水的路堤边坡，可采用铺草皮等植物防护。平

铺草皮的容许（不冲刷）流速为1.2m/s；叠砌草皮，可达1.8m/s。在河岸漫滩上植树，还可降低水流速度，促使泥沙淤积，改变水流方向，起保护堤岸的作用。

1.2 抛石及砌石护坡防护设计：抛石适用于防护经常浸水且水深较大的路基边坡或坡脚以及挡土墙和护坡的基础。抛石的边坡坡度和石料块径，视水深、流速和波浪情况而定，坡度不应陡于所抛石料浸水后的天然休止角常用1：1.25～1：3.0，最小石料块径应大于0.3m，一般不超过0.5 m。抛石的顶宽，不应小于所用最小石料块径的两倍。抛石防护的容许流速为3～5m/s。在水流或波浪作用强烈的河段以及缺乏大块石料的地区，可用预制混凝土块体作为抛投材料，或者改用石笼防护。干砌片石护坡，可按流速大小分别采用单层或双层铺砌。单层和双层上层的干砌片石厚度一般为0.25～0.35m，下层为0.15～0.25m。这种措施适用于水流方向较平顺的河岸滩地边缘或不受主流冲刷的路堤边坡，容许流速为2～4m/s。受主流冲刷、波浪作用强烈或有流冰、漂浮物撞击的堤岸边坡，可用浆砌片石护坡。浆砌片石的厚度，应按流速及波浪的大小等因素确定，一般取0.35—0.50m，容许流速为4～6m/s。当石料缺乏时，可采用混凝土板块防护岸坡。板块的尺寸取决于所经受的荷载，一般厚0.08～0.20m，边长1～2m，容许流速可达4～8m/s。堤岸护坡的基础，应埋置在冲刷线以下0.5～1.0m处。当冲刷较轻时，可用墁石铺砌基础；较重时，宜采用浆砌片石或混凝土脚墙基础。若基础埋置深度不足，则应采取合适的防淘措施。

1.3 石笼防护设计：沿河路堤坡脚及河岸因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。一般河段，常用镀锌铁丝、高强度聚合物土工格栅或竹木石笼；急流滚石河段，可在铁丝笼内灌注小石子水泥混凝土，或采用钢筋混凝土框架石笼。用于防止冲刷淘底时，一般在床上将石笼平铺并与坡脚线垂直；若防护岸坡或坡脚，则用垒码形式，但岸坡较缓时，也可平铺于坡面。石笼内装填的石料块径，应大于石笼的网孔。单个石笼的大小，以不被相应速度的水流或波浪冲移为宜。石笼防护的容许流速可达5～6m/s。

1.4 浸水挡土墙防护设计：在急流和水流冲刷严重的河段，或为防止路基挤占河床，可采用挡土墙防护。浸水挡土墙大多采用浆砌片石或混凝土结构，基础应埋设在冲刷线以下的坚实地基上，必要时，可采取防淘措施。其容许流速为5～8m/s，并能抵抗强烈的波浪和流冰等的冲击。 2 坡体防坍滑支挡设计

2.1 砌石路基支挡设计：陡山坡上的半填半挖路基，当填方较大，边坡伸出较远填筑困难，而附近又有较多不易风化的开山石料时，可采用砌石路基。其边坡表层选取较大片石砌筑，内侧填石。砌石的各部分尺寸。基础设置在稳固的地层上，外侧还应留出足够的襟边宽度，基底面做成向内倾斜。砌石部分能支挡填方，稳定路基，但因其内侧边坡仰斜，且坡度较缓，不像挡土墙能独自稳立，需边填边砌。为使路肩整齐稳固，砌石顶部0.5m高度范围内应采

用m5水泥砂浆砌筑。为提高砌石的整体性和稳定性，砌石高度超过8m时，底部0.5m高度范围内应浆砌；从上往下每隔4m左右浆砌一条厚度为0.5m的水平加强肋带。受水浸淹的砌石路基，应视水流冲刷情况，予以勾缝或浆砌。

2.2 护肩及护脚支挡设计：当砌石的高度不超过2m时，其内、外坡均可直立，就称为护肩。但护肩高度大于1m时，顶宽宜采用1m。全部高度均采用m5的水泥砂浆砌筑；地面横坡较陡时，填方路基有沿斜坡下滑的倾向，或为加固、收回坡脚，可采有护脚路基。护脚由片石砌筑，断面为梯形，顶宽不小于1m，内外侧边坡坡度可取1：0.5～1：0.75，其高度不宜超过5m。护脚断面面积与路堤面面积之比应为1：6～1：7。护脚外侧的襟边宽度应符合规范的规定。如地面为较陡的坚实岩层，为节省砌石体积，防止护脚滑动，可将基础做成台阶形。

2.3 矮墙支挡设计：在土质比较松散，容易产生碎落或坡面滑坍的挖方坡脚，以及水稻田地段的填方坡脚，均宜设置矮墙，以保护坡脚不被侵蚀，还可方便养护，少占耕地。矮墙可用浆砌浸水时或干砌片石，高度一般不超过2m，顶宽0.5～0.8m，墙内坡直立，外坡为1：0.2～1：0.5。 3 地基加固设计

在软弱地基上填筑路基，为保证路堤稳定或控制工后沉降，务必要实施合理有效的加固处理方法。软弱地基的加固处理方法很多，按其作用机理可大体可以分为以下几种类型。

3.1 换填材料设计：换填的方法有挖填、抛石、爆破等。开挖换填法。简称挖填法，是将需要处理的软弱层土挖除，用适宜的材料回填并压实。此法适用于软弱土层位于地表而挖换深度不超过3m的场合。抛石挤淤法。一般采用不小于30cm的片石，沿路中线向前抛填，再渐次向两侧扩展，或者自软弱层底面高侧向低侧抛投，而将基底的泥炭或淤泥挤出。待抛石外露后，应用小石块填塞找平，用重型机械碾压紧密，在其上铺设反滤层，再行填土。这种方法适用于排水困难的洼地，而软弱层土易于流动，厚度又较薄不宜超过3m，表层也无硬壳，但石料来源要充足。爆破排淤法。系将炸药放在软弱层土中爆炸，把淤泥或泥炭排走，而用良好的填料置换。它的换填深度大，工效较高，但仅适用于爆破对周围环境无不良影响的地区。对稠度较大而回淤较慢的软土或泥沼，可先爆后填，爆破一段，立即回填一段；对稠度较小的软土或泥沼，可先填后爆，填料随爆下沉，以避免回淤。

3.2 排水固结设计：软弱地基通过加载预压，可减少工后沉降，提高承载能力。一般利用路堤填料自重进行加压。路堤的预压高度超过极限高度时，应分级加载填筑，各级荷载始填时间是由地基固结后路堤的稳定性决定的。为加速排水固结，常设置透水性垫层和竖向排水体。砂井排水法采取螺钻、沉管或射水等方式在地基中形成竖向排水井孔，再灌入粗砂、中砂，以缩短排水距离，加速固结沉降，并提高抗剪强度。当软土层较厚、路堤较高时，可采用砂井排水法。砂井的直径、间距和长度，主要取决于地基情况、路堤高

度和施工条件。砂井直径通常取0.2～0.3m，井距一般为井径的8～10倍，常用的范围为2～4m，平面上呈三角形或正方形布置。井深应穿过地基的最危险滑动面和主要受压层。砂垫层法系在路堤与地基之间铺设厚度一般为0.5～1.0m的中砂、粗砂或砂砾层，以增加排水面，可缩短固结的过程，还能改善施工机械的作业条件。它适用于软土层不很厚和路堤高度小于两倍极限高度的情况。但施工中需严格控制路堤填筑的速率，工期也较长。袋装砂井系把砂装入长条形透水性好的编织袋内，一般用导管式震动打桩机成孔，再将砂袋置于井孔中。这样，可保证砂井的连续性，避免颈缩现象。袋装砂井的直径可做到7cm，井距1～2m，相当于井径的15～30倍。袋装砂井，因直径小，材料消耗少，成本低，设备轻型，施工速度快，质量又稳定，常用来代替普通大直径砂井。塑料排水板通常由芯板和滤套组成。它作为竖向排水体时，土层中孔隙水通过化纤无纺布滤套渗入到塑料芯板的纵向凹槽内。

3.3 挤压密实设计：地基土通过压实，可提高强度和降低压缩性。对松软地层，一般压实方法难以达到要求时，常采取强夯、挤密等措施。强夯法又称动力固结法，它是以8～12t的重锤和8～20m的落距，对地层表面进行强力夯击，利用冲击波和动应力使地基土密实，达到加固的目的。饱和软黏土地基使用时，应在地面上先铺相当厚的砂砾垫层，然后间歇地夯打，以提高其效果。这种方法可使地基加固深度达10～20m，甚至更深，但对周围环境的影响较大。挤密法是指在地基中用锤击、震冲、爆破等方法成孔，然后向孔内

逐层夯填砂、碎石或石灰等材料，形成直径较大的桩体，并与桩间挤密的土共同组成复合地基。粒料桩是通过置换地基土、加速排水固结及应力集中作用，以提高地基强度，减小沉降量。石灰桩是依靠生石灰的吸水、膨胀、发热以及离子交换作用，使地基土疏干、挤实和凝固。挤密桩的直径及设置深度、间距应经稳定、沉降验算确定。桩径一般为0.3～0.5m，最大深度为30m左右，间距常用0.75～1.5m，平面上按三角形布置。

3.4 胶结硬化设计：松软地层可采用搅拌混合、高压喷射或压力灌注结合料及化学浆液。浅层搅拌法将石灰、水泥等结合料掺人表层土内，加以拌和，而形成硬层。一般处治深度不超过1～5m。深层搅拌法利用特制的搅拌机械在地层内将喷入的加固料与地基土强制拌和，形成加固土桩体或墙体，以提高地基承载力，限制软土侧向挤动及阻止地下渗透水流。加固料可以是粉状或者浆状。粉体喷射搅拌桩体，简称粉喷桩，桩径二般采用0.5m，桩距为1.5 m，加固深度可达20m以上。 4 结束语

以上工程型式分类不是绝对的，相互有一定交叉，如坝式护岸在坝的本身护坡部分可以采用坡式，也可以采用墙式应结合工程实际灵活运用。 参考文献：

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[2]杨俊杰，王亮，郑建国，许国辉，吴彦霖，王新强.生态边坡客土稳定性研究[j].岩石力学与工程学报，2006（02）. [3]王军.层状岩体边坡长短复合锚杆加固的稳定性分析[j].华北水利水电学院学报，2009（01）.