路基防護(hù)與加固

路基防護(hù)與加固

第一節(jié)概述一、防護(hù)與加固的意義意義在于防止路基病害、保證路基穩(wěn)固、改善環(huán)境、保護(hù)生態(tài)平衡、美化路容、提高公路的使用品質(zhì)。二、路基防護(hù)與加固的設(shè)施按其作用不同，可分為邊坡坡面防護(hù)、沖刷防護(hù)、支擋建筑物及濕軟地基加固四大類。1、坡面防護(hù)：指為防護(hù)邊坡受沖刷在坡面上所做的各種鋪砌和栽植的總稱。主要防護(hù)易受自然因素影響而破壞的土質(zhì)與巖石邊坡。常用類型有植物防護(hù)--又稱為“生命”防護(hù)--土質(zhì)為主砌石防護(hù)--“無(wú)機(jī)”防護(hù)--石質(zhì)路塹為主坡面防護(hù)--“無(wú)機(jī)”防護(hù)--石質(zhì)路塹為主

2、沖刷防護(hù)（沿河路堤河岸）：用于防護(hù)水流對(duì)路基的沖刷與淘刷，可分為直接防護(hù)和間接防護(hù)兩類。直接防護(hù)類型有植物防護(hù)、鋪石、拋石、石籠等。間接防護(hù)：指設(shè)置導(dǎo)治結(jié)構(gòu)物，如丁壩、順壩、防洪堤、攔水壩等，必要時(shí)疏浚河床、改變河道，以改變流水方向，避免減緩水流對(duì)路基的直接破壞作用。

3、支擋建筑物：用以防止路基變形或支擋路基本體或山體的位移，以保證其穩(wěn)定性。擋土墻（第五章介紹）類型有：路基邊坡支撐（擋土墻、土垛、石垛及其他構(gòu)造物）、堤岸支擋（沿河駁岸、浸水擋土墻）。駁岸與浸水擋墻的區(qū)別在于前者防水作用，后者既防水，又支擋路基的土側(cè)壓力。

4、濕軟地基加固：用各種有效方法處治含水量高、空隙比大、承載力低的濕軟地基，以防路基沉陷、滑移或發(fā)生其他病害。方法有：換填土、碾壓夯實(shí)、排水固結(jié)、振動(dòng)擠密、化學(xué)加固、土工格柵。第二節(jié)

坡面防護(hù)一、植物防護(hù)（適宜處應(yīng)優(yōu)先采用）

主要適用于允許流速小于1.2~1.8的季節(jié)性水流沖刷及較緩的土質(zhì)邊坡，依靠植物的發(fā)達(dá)根系，深入土層，使表土固結(jié)。1、種草適用于邊坡不陡于1:1.0的草類生長(zhǎng)的土質(zhì)邊坡，其表面的水徑流速度應(yīng)低于0.6m/s。邊坡坡度在1:1.0~1:2.0時(shí)也可種草，但應(yīng)采取固定草種布或網(wǎng)格固定撒種等方法。選用根系發(fā)達(dá)、莖干低矮、枝葉茂盛、生長(zhǎng)力強(qiáng)、多年生長(zhǎng)的草種，并盡量采用幾種草籽混種。

拱圈植草1拱圈植草2一、植物防護(hù)2、鋪草皮適用于邊坡較陡、沖刷嚴(yán)重、表面水徑流速度在0.6m/s~1.8m/s之間時(shí)不宜種草、附近草皮來(lái)源較易地區(qū)的路基。鋪前應(yīng)將坡面整平，必要時(shí)可加鋪6~10cm種植土層。應(yīng)根據(jù)情況按平鋪、水平疊置、垂直坡面疊置、斜疊置、方格網(wǎng)式等不同方法鋪草皮，必要時(shí)可先漿砌防護(hù)，在漿砌內(nèi)部鋪草皮，以減小水流沖刷。草坡防護(hù)示意圖a)平鋪平面；b)平鋪剖面；c)水平疊鋪；d)垂直疊鋪；e)斜交疊鋪；f)網(wǎng)格式3、植樹(shù)主要用于堤岸邊的河灘、沙漠及雪害地區(qū)的防護(hù)林等情況，主要起到以下作用：

1）降低河灘水流速度及改變水流方向

2）防風(fēng)固沙

3）防雪等作用低等級(jí)公路也可在路兩側(cè)進(jìn)行植樹(shù)，以起到固土、降塵、綠化、誘導(dǎo)視線等作用。植樹(shù)品種以根系發(fā)達(dá)、枝葉茂盛、生長(zhǎng)迅速的低矮灌木為主。二、工程防護(hù)1、砌石防護(hù)為防止地面徑流或河水沖刷，公路填方邊坡、沿河路堤浸水部位坡面、土質(zhì)路塹邊坡下部的局部，以及橋涵附近坡面采用。分為干砌和漿砌。干砌片石護(hù)坡適用于易受水流侵蝕的土質(zhì)邊坡、嚴(yán)重剝落的軟質(zhì)巖石邊坡、周期性浸水及受水流沖刷較輕（流速小于2~4m/s）的河岸或水庫(kù)岸坡的坡面防護(hù)。有單層與雙層之分。二、工程防護(hù)漿砌片石護(hù)坡適用于防護(hù)流速較大(3~6m／s)、波浪作用較強(qiáng)、有流冰、漂浮物等撞擊的邊坡。在鋪砌層下，兩者應(yīng)設(shè)置碎石或砂礫墊層，厚度100~150mm，以起到整平作用，并可防止水流將土粒帶走，使結(jié)構(gòu)層具有一定的彈性，增加對(duì)波浪、流冰及漂浮物的抵抗力。

砌石防護(hù)

a)、b)單層；c)、d)雙層(圖中H為干砌石垛高度，約20～30cm,h為護(hù)面厚度，大于20cm)二、工程防護(hù)2、抹（捶）面與勾縫抹面適用于坡面較干燥、未經(jīng)嚴(yán)重風(fēng)化的各種易風(fēng)化的軟質(zhì)巖石挖方邊坡。材料可采用石灰爐渣灰漿、石灰爐渣三合土或水泥石灰砂漿等，可分片或滿布。抹面的厚度宜為30~70mm。抹面的邊坡坡度不受限制，但不能擔(dān)負(fù)荷載，亦不能承受土壓力。

勾縫適用于質(zhì)地堅(jiān)硬、水易風(fēng)化但節(jié)理裂縫多而細(xì)的巖石邊坡，以防水分滲入巖層內(nèi)造成病害。二、工程防護(hù)3、灌漿與噴漿灌漿適用于質(zhì)地堅(jiān)硬、局部存在較大、較深的縫隙或洞穴，并有進(jìn)一步擴(kuò)展而影響邊坡穩(wěn)定性的巖石路塹邊坡。目的是借助灰漿的粘結(jié)力把裂開(kāi)的巖石粘在一起，增強(qiáng)整體性并防止風(fēng)化引起更大的破壞，以保證邊坡穩(wěn)定。噴漿適用于易風(fēng)化且坡面平整的巖石坡面，一般厚度在5~10cm，形成一個(gè)保護(hù)層，阻止面層風(fēng)化，防止邊坡剝落與碎落。噴漿可用水泥砂漿或水泥石灰砂漿。二、工程防護(hù)4、錨桿掛網(wǎng)噴漿（混凝土）防護(hù)適用于坡面為碎裂結(jié)構(gòu)的硬質(zhì)巖石或?qū)訝罱Y(jié)構(gòu)的不連續(xù)地層以及坡面巖石與基巖分開(kāi)并有可能下滑的挖方邊坡。先鉆孔、安裝錨桿、灌漿；然后掛上纖維網(wǎng)柱或鋼絲網(wǎng)柱；最后用高壓泵射噴厚度4~6cm的20號(hào)混凝土。二、工程防護(hù)5、護(hù)面墻護(hù)面墻適用于易風(fēng)化或嚴(yán)重風(fēng)化破碎，容易產(chǎn)生碎落坍方的巖石路塹邊坡或易受沖刷、膨脹性較大的不良土質(zhì)路塹邊坡。目的使邊坡免受自然因素的影響，防止雨水下滲，以保護(hù)邊坡。與擋墻的區(qū)別：不承受土側(cè)壓力。每隔10~15m應(yīng)設(shè)置20mm寬伸縮縫一道（瀝青麻筋填塞），并每隔2~3m交錯(cuò)設(shè)置泄水孔，孔徑100mm，孔后設(shè)砂礫反濾層。其構(gòu)造與布置如下圖所示：護(hù)面墻示意圖護(hù)坡設(shè)計(jì)錨管施工，用錨桿鉆機(jī)造孔，孔深3-10m，孔徑Φ100，傾角10-30度。用Φ50無(wú)縫鋼管加工錨管。安放錨管后，注入M25水泥砂漿，注漿壓力0.7-1.0Mpa，使?jié){液與巖土體形成強(qiáng)度較高的砼巖土復(fù)合體?，F(xiàn)澆C25地梁，斷面為400×300；現(xiàn)澆C25豎梁，斷面為300×250至400×250，橫向間距3m，垂向間距3m，主筋Φ14II級(jí)螺紋鋼，箍筋Φ6I級(jí)光面鋼筋。在節(jié)點(diǎn)處與錨管焊接，并封墩?，F(xiàn)澆橫梁斷面為250×250，拱半徑1.7m，間距橫向3m，垂向3m。沿邊坡面鋪設(shè)耐特龍塑料網(wǎng)，并與錨管鉛絲綁扎。沿鋼筋砼格子噴射一層厚約10cm的土壤，并散播草籽。清江水布埡三友坪巖石邊坡護(hù)坡綠化工程

原始坡面

施工后效果三峽工程下岸溪料場(chǎng)巖石邊坡護(hù)坡綠化工程原始坡面施工后效果

清江高壩洲電站巖石邊坡防護(hù)綠化工程

原始坡面

施工后效果三峽工程142平臺(tái)開(kāi)挖邊坡防護(hù)綠化工程

原始坡面

施工后效果清江水布埡1#公路巖石邊坡護(hù)坡綠化工程

原始坡面

施工后效果清江水布埡13#公路巖石邊坡護(hù)坡綠化工程

原始坡面

施工后效果治理滑坡的錨固技術(shù)——SSL永久地錨

治理滑坡的錨固技術(shù)——SSL永久地錨全新嵌合結(jié)構(gòu)縮短固定長(zhǎng)度

永久扎根于大地增強(qiáng)錨固作用節(jié)省經(jīng)費(fèi)開(kāi)支

邊坡防護(hù)技術(shù)——Q&S框架

框架正面

框架側(cè)面

土質(zhì)邊坡綠化工程

邊坡整平

綠化植生帶的鋪設(shè)

綠色邊坡

巖石邊坡綠化技術(shù)

通過(guò)鋪網(wǎng)和噴播作業(yè)，在巖石邊坡上形成一層植物生養(yǎng)基礎(chǔ)，使在不毛之地的堅(jiān)硬巖石邊坡上種植樹(shù)草的理想成為現(xiàn)實(shí)。

適用于各種巖石邊坡、碎石邊坡、水電站、船閘及其他土木建筑物混凝土墻面的綠化

坡面草皮綠化技術(shù)

綠化前

施肥與鋪網(wǎng)

噴播作業(yè)

綠化工程完成后

框架式綠化技術(shù)

鋪網(wǎng)與錨固作業(yè)

水泥噴漿作業(yè)

綠化物料噴錨作業(yè)

第三節(jié)

沖刷防護(hù)一、直接防護(hù)

直接防護(hù)是在穩(wěn)定的邊坡上直接加固的一種措施，其特點(diǎn)是不干擾或很少干擾原來(lái)的水流性質(zhì)。有：植物防護(hù)（已講）石砌防護(hù)（已講）拋石防護(hù)水流速度在3.0m/s~5.0m/s

石籠防護(hù)水流速度大于5.0m/s

支擋防護(hù)植物防護(hù)與石砌防護(hù)植物防護(hù)與石砌防護(hù)，同坡面防護(hù)所述基本類同，但堤岸的防沖刷主要原因是洪水急流，水位變遷不定，水流速度較大，相應(yīng)的要求更高。盛產(chǎn)石料的地區(qū)，當(dāng)水流速度達(dá)到3.0m／s或更高時(shí)，植樹(shù)與石砌防護(hù)無(wú)效時(shí)，可采用拋石防護(hù)。當(dāng)水流速度達(dá)到或超過(guò)5.0m/s時(shí)，則改用石籠防護(hù)，也可就地取材，用竹籠或梢料防護(hù)．必要時(shí)可以采用土工織物軟體沉排護(hù)坡。拋石防護(hù)拋石防護(hù)，是指為防止河岸或構(gòu)造物受水流沖刷而拋填較大石塊的防護(hù)措施。類似在坡腳處設(shè)置護(hù)腳，亦稱拋石垛。拋石不受氣候條件限制，路基沉實(shí)以前均可施工，季節(jié)性浸水或長(zhǎng)期浸水亦均可用。拋石垛的邊坡坡度，不應(yīng)陡于拋石浸水后的天然休止角。石料粒徑視水深與流速而定，一般為30-50cm。石籠防護(hù)石籠是指為防止河岸或構(gòu)造物受水流沖刷而設(shè)置的裝填石塊的籠子。用鐵絲編織成框架，內(nèi)填石料，設(shè)在坡腳處，以防急流和大風(fēng)浪破壞堤岸，也可用來(lái)加固河床，防止淘刷。二、間接防護(hù)措施1、間接防護(hù)類型有導(dǎo)流壩、防護(hù)林帶及改河道等。2、導(dǎo)流結(jié)構(gòu)物有丁壩、順壩、格壩及必要的改河工程。3、設(shè)置導(dǎo)治結(jié)構(gòu)物可改變水流方向，消除和減緩水流對(duì)堤岸直接破壞．同時(shí)可減輕堤岸近旁淤積，徹底解除水流對(duì)局部堤岸的損害作用，起安全保護(hù)作用。

4、導(dǎo)治結(jié)構(gòu)物的布置，應(yīng)綜合考慮河道寬窄、水流方向、地質(zhì)條件、防護(hù)要求、材料來(lái)源、施工條件和工程經(jīng)濟(jì)等．要綜合考慮，全面治理，要避免河床更多壓縮，或因水位提高和水流改向，而危害河對(duì)岸或附近地段的農(nóng)田水利、地面建筑及堤岸等。二、間接防護(hù)措施5、順壩大致與堤岸平行，主要作用為導(dǎo)流、束水、調(diào)整流水曲度、改善流態(tài)。順壩亦稱導(dǎo)流壩。6、格壩在平面上呈網(wǎng)格狀，設(shè)于順壩與堤岸之間，防止高水位時(shí)水流溢入沖刷壩內(nèi)岸坡和坡腳，并促進(jìn)格間的淤積。7、丁壩大致與堤岸垂直或斜交，將水流挑離堤岸，束河歸槽，改善流態(tài)。丁壩亦稱挑水壩。導(dǎo)流結(jié)構(gòu)物綜合布置圖例l一順?biāo)畨危?－格壩；3一挑水壩(丁壩)；4－攔水壩；

5一導(dǎo)流壩；6一橋墩；7－路中線導(dǎo)流結(jié)構(gòu)物的布置要求導(dǎo)流結(jié)構(gòu)物的布置是工程成敗的關(guān)鍵。布置恰當(dāng)能收到預(yù)期效果；布置不當(dāng)反而惡化水流，造成水毀。關(guān)鍵在于合理設(shè)計(jì)導(dǎo)治線，符合預(yù)定的河軸線和河岸線要求，亦取決于選擇導(dǎo)治水位，不致出現(xiàn)不利的沖刷情況。導(dǎo)治線與導(dǎo)治水位，應(yīng)依據(jù)對(duì)于水流和河岸、河床地形、地質(zhì)情況、水流對(duì)上下游對(duì)岸的影響等因素，綜合分析和設(shè)計(jì)計(jì)算而定。順壩與丁壩均用石塊修建成梯形橫斷面．壩體分為壩頭、壩身和壩根三個(gè)組成部分，橫斷面尺寸依構(gòu)造要求、施工條件和使用需要而定，并應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算。

公路工程中的改河，主要目的是：將直接沖刷路基的水流引向旁處；路基占用河槽后，需要拓寬河道；挖灘改河，清除孤石，改移河道，以保護(hù)路基；裁彎取直，有利布置路線或橋涵。這些措施，如經(jīng)過(guò)論證可行，確有必要且效益高時(shí)，方可通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算，最后實(shí)施。第四節(jié)

地基加固◆地基加固的作用及方法1、作用

1）考慮使路基保持穩(wěn)定

2）使路基沉降均勻且沉降量小

2、地基加固的主要方法換填土層法碾壓夯實(shí)法排水固結(jié)法擠密法化學(xué)加固法土工合成材料加固法◆換填法1、換填素土（或灰土）2、換填砂3、砂墊層砂墊層的作用，可提高承載力，減少沉降量，加速軟弱土層的排水因結(jié)，防止凍脹．消除膨脹土的脹縮作用，亦可處理暗穴。砂墊層的作用，因工程性質(zhì)而有所不同，對(duì)路基而言，主要是排水因結(jié)，素土(或灰土)墊層，可以消除濕陷性黃土3.0m深度范圍內(nèi)的濕陷性。砂墊層厚度，一般在0.6—1.0m之間，太厚施工難，太薄效果差。砂料以中粗砂為宜，要求級(jí)配良好，顆粒的不勻系數(shù)不大于5，含泥量不超過(guò)3％—5％。一、砂石墊層的主要作用：

1、提高基礎(chǔ)底面以下地基淺層的承載力。地基中的剪切破壞是從基礎(chǔ)底面下邊角處開(kāi)始，隨基底壓力的增大而逐漸向縱深發(fā)展的，因此當(dāng)基底面以下淺層范圍內(nèi)可能被剪切破壞的軟弱土為強(qiáng)度較大的墊層材料置換后，可以提高承載能力；

2、減少沉降量。一般情況，基礎(chǔ)下淺層的沉降量中所占得比例較大。由于土體側(cè)向變形引起的沉降，理論上也是淺層部分占的比例較大。以墊層材料代替軟弱土層，可大大減少這部分的沉降量；

3、加速地基的排水固結(jié)。用砂石作為墊層材料，由于其透水層大，在地基受壓后便是良好的排水面，可使基礎(chǔ)下面的空隙水壓力迅速消散，避免地基土的塑性破壞，且可加速墊層下軟弱土層的固結(jié)及其強(qiáng)度的提高。砂石墊層的適用范圍：適用于3m內(nèi)的軟弱、透水性強(qiáng)的粘性土層處理；墊層厚度一般為0.5～2.5m之間為宜。若超過(guò)3m，側(cè)費(fèi)工費(fèi)料，施工難度也較大，經(jīng)濟(jì)費(fèi)用高；若小于0.5m，則不起作用。

二、工材料及構(gòu)造要求：

1）砂我們?cè)谑┕ぶ幸话悴捎眉?jí)配良好的、質(zhì)地堅(jiān)硬的天然河砂。為了保證基底土質(zhì)良好滲透

性，不宜使用含有淤泥雜質(zhì)的土方砂。

2）碎石充砂我們?cè)诠こ淌┕ぶ型ǔ２捎?0～40的普通碎石，施工時(shí)，為防止含塵過(guò)多，可事先沖洗干凈后，再與粗砂混合攪拌均勻使用，砂∶石一般為3∶7。

3）構(gòu)造要求砂石墊層是以置換有可能被剪切破壞的軟弱地基土質(zhì)，從而提高地基承載能力，所以它的構(gòu)造要有一定的厚度；同時(shí)還應(yīng)有足夠的寬度，以防止向墊層兩側(cè)擠出。砂墊層設(shè)計(jì)a、砂墊層厚度的確定：砂石墊層受力示意圖》其厚度Z應(yīng)根據(jù)地基承載力確定。即作用在墊層底面處土的自重壓力（標(biāo)準(zhǔn)值）與附加壓力（設(shè)計(jì)值）之和不能超過(guò)經(jīng)修正后超挖深度處的地基承載能力。即：PZ＋PCZ≤fZ－－－－－－－－－－－－(1)式中：PZ為附加壓力設(shè)計(jì)值（kPa）;PCZ為墊層底面處土自重壓力值（kPa）在住宅樓施工中，我們經(jīng)常采用機(jī)械化大開(kāi)挖筏板基礎(chǔ)。為此，根據(jù)《施工手冊(cè)》提供的矩形基礎(chǔ)簡(jiǎn)化公式，從而確定砂石墊層厚度z。b、砂墊層寬度的確定：《砂石墊層受力示意圖》可知，基礎(chǔ)墊層的寬度b｀=b＋2tgθ,而根據(jù)所在土質(zhì)情況，施工時(shí)作業(yè)面最好超出基底300～500mm。機(jī)械開(kāi)挖深度大于2m時(shí)還考慮b｀寬度上來(lái)的放坡系數(shù)。施工示例c、施工事例如住宅樓的地基設(shè)計(jì)。承載力為138kPa，而地質(zhì)堪察承載力為100kPa；經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)鑒定土自重壓為14kPa，試問(wèn)砂石墊層的設(shè)計(jì)寬度及厚度應(yīng)為多少？（基礎(chǔ)尺寸為32m×10m，壓力擴(kuò)散角為30°）解：設(shè)回填砂石墊層與超挖出土質(zhì)壓力比重抵消。因地基承載力fZ=100kPa，土自重壓力PC=14kPa，這樣基底承受壓力標(biāo)準(zhǔn)值可近乎取138kPa。

從而求得Z=2.7m（設(shè)計(jì)砂石墊層厚度）

由求得的Z=2.71m，可根據(jù)公式b｀=b＋2ztg30°，l｀=l＋2ztg30°

得b｀=10＋2×2.7×tg30°=13.12m

得l｀=32＋2×2.7×tg30°=35.12m

施工要求三、施工要求：1）砂石均需機(jī)械伴和均勻后方可分層夯填；2）施工前要統(tǒng)一放置標(biāo)高及清除干凈基底的雜草浮土，同時(shí)應(yīng)嚴(yán)禁攪動(dòng)下臥層及周邊土質(zhì)層；3）為防止下雨造成邊坡塌方，施工作業(yè)前應(yīng)在基坑內(nèi)及四周做好排水措施，從而確保邊坡穩(wěn)定；4）如基底尚存在較小厚度淤泥質(zhì)土，為防止碾壓時(shí)冒出泥漿或脫層，可在施工前往該處拋石擠密，或?qū)⒒鶎訅喝胫脫Q再作底層；5）應(yīng)分層分級(jí)夯鋪，每層鋪設(shè)厚度應(yīng)小于300mm，如采用大型碾壓機(jī)械，其鋪設(shè)厚度可控制在500mm以內(nèi)。四、質(zhì)量檢驗(yàn)：墊層的檢驗(yàn)必須分層進(jìn)行，即每夯壓完一層，檢驗(yàn)該層的平均壓實(shí)系數(shù)。當(dāng)其干密度或壓實(shí)系數(shù)符合設(shè)計(jì)要求后，才能鋪填上一層。鹽漬土的處理措施鹽漬土是含鹽量超過(guò)一定數(shù)量的土，在我國(guó)主要分布在西北干旱地區(qū)的新疆、青海、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古等地地勢(shì)低平的盆地與平原中。華北平原、松遼平原、大同盆地以及青藏高原的一些低洼湖泊也有分布。鹽漬土有很強(qiáng)的腐蝕性，易造成地基松軟，路面翻漿，對(duì)工程地基危害性極大?！胞}漬化軟弱土地基處治”技術(shù)是針對(duì)具有含鹽量較高的軟弱土，采用礫石樁、換填礫石、強(qiáng)夯置換的方式，在路基中添加礫石隔斷層，從而阻止鹽分上滲，保障路基永久耐用的一種新技術(shù)。

新疆塔里木盆地、準(zhǔn)葛爾盆地周?chē)鷱V泛存在以含硫酸鹽為主的鹽漬土地區(qū)，尤其以連接南北疆的重要通道國(guó)道３１４線（烏魯木齊－紅其拉甫口岸）焉耆盆地路段最為嚴(yán)重，多年來(lái)給公路建設(shè)、客貨運(yùn)輸及當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)許多不便。

◆夯實(shí)法1、重錘夯實(shí)重錘夯實(shí)法加固地基，可提高地基表層土的強(qiáng)度。對(duì)濕陷性黃土，可降低地表的濕陷性，對(duì)雜填土．可減少表層土的強(qiáng)度不均一性。重錘夯實(shí)法適用于地下水位o．8m以下稍混的一般粘性土、砂土、濕陷性黃土、雜填土等。重錘夯實(shí)法，一般以鋼筋混凝土制成截頭圓錐體(底部墊鋼板)，重量宜1.5t或稍重，錘底直徑為1—1.5m，起重設(shè)備的能力為8—15t，落距高一般為2.5—4.5m。重錘的夯擊遍數(shù)，一般以最后兩次的平均夯沉量不超過(guò)規(guī)定值來(lái)控制，即一般粘性土和濕陷性黃土為1—2cm。

2、強(qiáng)夯在重錘夯實(shí)法的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)研究和實(shí)踐，仍年代末期出現(xiàn)所謂強(qiáng)夯法，亦稱動(dòng)力固結(jié)法，它足以8—12t(其至20t)的重錘，8—20m落距(最高達(dá)40m)，對(duì)土基進(jìn)行強(qiáng)力夯擊，利用沖擊波和動(dòng)應(yīng)力，達(dá)到土基加固的目的。此項(xiàng)新技術(shù)出現(xiàn)，迅速在國(guó)際上得到廣泛運(yùn)用，效果十分顯著，我國(guó)亦正在研究和運(yùn)用?！襞潘探Y(jié)法

排水固結(jié)是運(yùn)用堆載預(yù)壓，擠出土中的過(guò)多含水，達(dá)到擠緊土粒和提高強(qiáng)度的目的。為了縮短預(yù)壓時(shí)間，加設(shè)砂并豎向排水通道或鋪設(shè)砂墊層，效果甚好。排水固結(jié)法的實(shí)際效果，取決于土層固結(jié)特性、厚度、預(yù)壓荷載和頸壓時(shí)間。1、排水堆載預(yù)壓法

1）塑料排水板或砂井2）砂墊層或連通的排水砂溝

3）堆載預(yù)壓（一般堆載、等載、超載）2、降水預(yù)壓法3、真空預(yù)壓法砂井堆載須壓，需進(jìn)行地基因結(jié)計(jì)算，以確定加載以及秒井布置的有關(guān)數(shù)據(jù)。一般情況下、加載量大致與設(shè)計(jì)荷載接近，預(yù)壓至80％固結(jié)度。砂井直徑多為8-10cm，間距大約是共徑的6。8倍。砂井長(zhǎng)度應(yīng)穿越地基可能的滑動(dòng)面，井長(zhǎng)如能穿越主要受壓層，對(duì)沉降有利，如果軟土層較淺，有透水性下臥層，則井長(zhǎng)深入透水層，對(duì)排水固結(jié)更有利。為加速排水．縮短固結(jié)時(shí)間，在設(shè)置豎井的同時(shí)，可加設(shè)井頂砂墊層或縱橫連通砂井的排水砂溝，砂墊層厚度約o.5—1.0m?！魯D密法1、砂樁

2、碎石樁孔中灌砂，形成砂樁，它與上述砂井相比，形式相仿，但作用不同。砂井的作用是排水因結(jié)，并徑較小而間距較大；砂樁的作用是將地基土擠緊，井徑較大，而間距宜小。砂井適用過(guò)濕軟土層，而砂樁適用于處理松砂、雜填土和粘粒含量不大的普通粘性土，亦可有效地防止砂土基底的振動(dòng)液化。飽和軟粘土的滲透性較小、靈敏度較大，夯擊過(guò)程中土內(nèi)產(chǎn)生的超孔隙壓力不易迅速擴(kuò)散，砂樁的擠密效果較差，甚至能破壞地基土的天然結(jié)構(gòu)。

3、石灰樁：孔中填石灰而成灰樁，用于擠密軟土地層，是近年來(lái)在國(guó)外廣泛應(yīng)用的一種新方法。石灰樁主要作用是擠密，而生石灰的吸水、膨脹、發(fā)熱及離子交換作用、使枉體硬化，改善了原地基土的性質(zhì)，此外還可減小因周?chē)恋娜渥兯鸬膫?cè)向位移。利用石灰樁加固軟土地基，關(guān)鍵在于石灰柱在地下水中能否結(jié)硬，試驗(yàn)表明：水中含有酸根是石灰樁結(jié)硬的基本條件。利用化學(xué)溶液或膠結(jié)劑，采用壓力灌注或攪拌混合等措施，使土顆粒膠結(jié)起來(lái)，達(dá)到對(duì)土基加固的目的，稱為化學(xué)加固法，又稱膠結(jié)法。此法加固效果取決于土的性質(zhì)和所用化學(xué)劑，也與施工工藝有關(guān)。目前化學(xué)溶液主要有：(1)以水玻璃溶液為主的漿液，其配方較多，常用的是水玻璃漿液和氯化鈣漿液配合使用，價(jià)格昂貴，使用受到限制。(2)以丙烯酸氨為主的槳液，我國(guó)研制的丙強(qiáng)是其中一種。加固效果較好，因價(jià)高亦難以廣泛采用。(3)水泥漿濃，是由高標(biāo)號(hào)的硅酸鹽水泥，配以速凝劑而組成的漿液。水泥漿液加固目前使用較多，一般采用壓力灌注或攪拌混合措施，后者使用較普遍，使用旋噴工藝。(4）以紙漿溶液為主的槳被，如重鉻酸鹽木質(zhì)素和木銨，加固效果好，但有毒性，且易污染地下水?；瘜W(xué)加固膨脹土的特點(diǎn)含有大量親水黏土礦物，濕度變化時(shí)有較大體積變化，膨脹變形受約束時(shí)產(chǎn)生較大內(nèi)應(yīng)力的巖土稱為膨脹性巖土，影響膨脹巖土脹縮變形的主要因素：

(1)親水黏土礦物多，脹縮性大，反之，脹縮性小。

(2)比值愈大，脹縮量愈小，反之則大。

(3)土的密度大，孔隙比小，浸水膨脹強(qiáng)烈，失水收縮?。煌恋拿芏刃?，孔隙比大，浸水膨脹量小，收縮量大。(4)初始含水量與脹后含水量愈接近、土的膨脹可能性小，收縮可能性就大；如二者差值愈大，土膨脹可能性就大，收縮可能性就小。膨脹土的危害膨脹土對(duì)公路工程不利的主要性質(zhì)是脹縮性，而土中含水量變化是導(dǎo)致膨脹土體積變化的主要原因。在自然條件下，地表土層1.0～1.5m范圍內(nèi)，膨脹土發(fā)生季節(jié)性變化。在地面以下大于1.5m屬水分穩(wěn)定區(qū)域，土的含水量被稱為平衡含水量。路基施工土處于干燥狀態(tài)（稠度在1.1以上）壓實(shí)，土體會(huì)慢慢吸取水分而達(dá)到平衡含水量狀態(tài)。原來(lái)干燥區(qū)域?qū)l(fā)生一定膨脹，反映在路堤頂部會(huì)導(dǎo)致路面變形破壞。如遇大雨或水淹將發(fā)生更大的變形。如果路基施工處于潮濕狀態(tài)碾壓（Wc＜1.0以下），亦會(huì)變干達(dá)到平衡含水量狀態(tài)，導(dǎo)致土體在垂直方向收縮而引起路面變形。因此，對(duì)路基除強(qiáng)調(diào)大致在平衡含水量下碾壓密實(shí)外，還應(yīng)立即在壓實(shí)土層上鋪設(shè)防護(hù)層，以解決膨脹土的防水保濕問(wèn)題，路基路面需要采用封閉、改善壓實(shí)土性、完善排水系統(tǒng)等綜合措施進(jìn)行處理。膨脹土的處理示例泰安至萊蕪高速公路采取少挖膨脹土的保護(hù)原則，填方路基換填砂土或非膨脹土，以及設(shè)置砂土間隔層，并采用外摻料改良膨脹土，全斷面封閉路基頂層，挖方與填方路基邊坡、邊溝均用漿砌塊石護(hù)坡處理，取得較好效果，保證了路基路面的整體穩(wěn)定性。并進(jìn)行了砂墊層、石灰穩(wěn)定及新型NCS固化材料的加固改良膨脹土處理試驗(yàn)，均獲得成功。泰安至萊蕪高速公路泰安段膨脹土填方試驗(yàn)段為26K＋750～27K＋350，長(zhǎng)600m；砂墊層處理試驗(yàn)段為27K＋600～650，長(zhǎng)50m；石灰加固土試驗(yàn)段為27K＋650～725，長(zhǎng)75m；NCS固化材料加固土段為27K＋725～800，長(zhǎng)75m；泰萊高速公路埠東嶺立交橋下與舊泰萊路交叉，舊路須下挖，最大挖深5m，長(zhǎng)1280m，用石灰作全斷面封閉處理，但厚度較薄。現(xiàn)對(duì)室內(nèi)試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試、鉆孔取樣等分述于后。1、室內(nèi)試驗(yàn)膨脹土填料改性除采用通常使用的石灰外，增加石灰與石膏以及NCS固化材料進(jìn)行外摻處理。試驗(yàn)結(jié)果以石灰、NCS效果好，而石灰與石膏比例適當(dāng)時(shí)有一定效果。NCS是一種新型復(fù)合粘性土固化材料的簡(jiǎn)稱，由石灰、水泥與合成的“SCA”添加劑改性而成。NCS加入土中除具有石灰對(duì)膨脹土的改性作用外，還使土粒和NCS兩者發(fā)生一系列物理、化學(xué)及物理化學(xué)變化。土中NCS與水接觸釋出較多的Ca、Al高價(jià)陽(yáng)離子與粘粒的負(fù)電荷中和，使擴(kuò)散層減薄，土粒之間靠近，彼此聚集成土團(tuán)，形成團(tuán)粒化和砂質(zhì)化結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了土的可壓實(shí)性。同時(shí)土粒在NCS水化反應(yīng)中生成新的水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣，新增長(zhǎng)的針狀礦物，加強(qiáng)了土體早期和后期強(qiáng)度以及水穩(wěn)定性。

NCS首次用于膨脹土改良處理，進(jìn)行了室內(nèi)浸水無(wú)側(cè)限抗壓試驗(yàn)及CBR試驗(yàn)。NCS采用NCS－Ⅱ號(hào)料，進(jìn)行7天至1年的浸水無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度（R）及CBR試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表1。R值隨NCS劑量增加與齡期增加而增大，干密度大則R大。按加固土進(jìn)行壓實(shí)，應(yīng)以滿足穩(wěn)定與基本強(qiáng)度作為處理膨脹土的基本要求，要控制好施工碾壓的含水量，表1中制件含水量在同一劑量時(shí)，土的含水量為25％～26％，較20％～21％的強(qiáng)度好。因此土中水分偏少時(shí)，不能滿足固化材料的物理化學(xué)反應(yīng)需要，W＝20％～21％時(shí)的R僅為W＝25％～26％時(shí)R的1/3～1/2。以R值考慮采用4％的NCS固化材料加固膨脹土，已能滿足路基要求。CBR試驗(yàn)的數(shù)值均較高，膨脹量也能滿足路基穩(wěn)定要求，即VH＜2％。施工現(xiàn)場(chǎng)NCS土拌和后測(cè)R（平均）＝1.1～1.2MPa，W（平均）＝15％～16％。表1NCS、石灰、石灰石膏加固土不同齡期浸水抗壓強(qiáng)度R（MPa）MPa）加固材料配比

齡期（天）

72890180360NCS3％

NCS4％

NCS6％

NCS8％0.63/0.88

0.87/1.00

1.79/2.12

1.86/2.220.74/0.75

0.85/1.20

1.86/2.40

2.47/2.651.26/1.592.29/2.491.55/1.732.32/2.771.59/2.022.72/4.05石灰5％

石灰8％

石灰10％

石灰12％0.96/1.21

1.07/1.32

1.18/1.34

1.20/1.351.22/1.55

1.51/1.48

1.45/1.96

1.68/1.841.72/2.22

1.87/2.40

1.76/1.97

1.61/2.021.89/1.62

2.22/2.45

2.00/2.39

2.41/2.882.23/3.062.12/3.07石灰：石膏：土＝6：3：100石灰：石膏：土＝6：2：100石灰：石膏：土＝6：1：100石灰：石膏：土＝4：2：100石灰：石膏：土＝8：2：100脹壞

0.33/0.48

0.60/0.92

0.17/0.11

0.62/0.840.40/0.56

0.81/0.92

1.29/1.88

0.63/0.57

0.93/1.340.69/0.85

1.05/1.26

1.71/1.60

0.38/0.39

1.04/1.480.58/1.24

1.40/1.86

1.31/1.75

0.63/1.08

1.24/1.990.47/0.57

1.52/1.99

1.79/1.78

0.66/0.79

0.94/1.20注：表中分子、分母R值分別為制件密實(shí)度Kh＝90、93時(shí)浸水無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度。2、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試

填方段600m試驗(yàn)段施工，基本按重型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)的壓產(chǎn)度控制，其Kh為91％～93％，代表Kh值為90％～92％，施工含水量的平均稠度為1.10～1.25，較穩(wěn)定含水量的Kc＝1.10略高，因此，鉆孔表明經(jīng)過(guò)兩年后，土體密實(shí)，含水量密實(shí)度變化不大，土基穩(wěn)定性好。表明石灰處理層的封閉性好，無(wú)滲水現(xiàn)象，土基無(wú)沉降變形。

挖方段試驗(yàn)路有3種結(jié)構(gòu)。砂墊層40cm，上面為32cm8％石灰處理層，長(zhǎng)50m；石灰處理層48cm，石灰劑量8％，長(zhǎng)75m；NCS固化材料處理層48cm，NCS劑量4％，長(zhǎng)75m。瀝青路面面層9cm，上基層水泥灰土穩(wěn)定礫石砂[水泥：灰土：砂（礫石）＝4：21：75（內(nèi)碎石30％，1～2cm）]16cm，底基層水泥灰土穩(wěn)定砂（水泥：灰土：砂＝3：27：70）32cm。挖方段膨脹土處理層下土基W、Wc檢測(cè)指標(biāo)，平均Wc

為1.01～1.05，平均壓實(shí)度Kh

為90.6％～92.7％，代表Kh代為89％～91.1%,其W、ρd均接近穩(wěn)定的含水量及干密度，指標(biāo)比較穩(wěn)定。施工中對(duì)石灰土、NCS土采和寶馬拌和機(jī)拌和壓實(shí)后，測(cè)得的W、Kh及拌和土細(xì)度（＜2cm土團(tuán)重量％）的結(jié)果如表2（略）。

由于NCS對(duì)土的砂化分散性較好，其細(xì)度較石灰土大，平均Kh達(dá)92％。但NCS土的拌和含水量偏小，不利于土的固化，將W增加3～5個(gè)百分點(diǎn)，其效果會(huì)更好一些。試驗(yàn)段完成后1個(gè)月開(kāi)始測(cè)定試驗(yàn)段處理層的回彈彎沉值，并對(duì)舊泰萊路處理段于18個(gè)月后進(jìn)行回彈彎沉值測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表3（略）。表中以砂墊層段l0較大，而4％劑量NCS處理段的l0較8％石灰土處理段l0值??；舊泰萊路A段處理強(qiáng)度較好，B段l0較大；路面通車(chē)后至今運(yùn)行狀態(tài)良好。3、處理效果檢測(cè)為檢測(cè)石灰、NCS固化材料處理膨脹土的效果，對(duì)膨脹土處理前后采用張力計(jì)法測(cè)定吸力值變化，可保證測(cè)定精度。未處理的泰安膨脹土在天然狀態(tài)下，總吸力值τn為2.2巴（1巴＝0.1MPa）。用張力計(jì)測(cè)定未處理的泰安膨脹土的基質(zhì)吸力τn均大于0.9巴，即超過(guò)張力計(jì)測(cè)定的極限值；膨脹土采用石灰、NCS固化材料處理后測(cè)得吸力值τn均小于0.8巴，表明已處于正常土的狀態(tài)。關(guān)于土基層上部處理層