基于课件的公路路基防护与支挡结构设计

公路路基防护与支挡结构设计欢迎参加公路路基防护与支挡结构设计课程本课程旨在帮助工程技术人员掌握路基防护与支挡结构的设计原理、方法和实践应用截至2023年，中国公路总里程已达

582.1万公里，这一庞大的基础设施网络需要科学合理的防护与支挡设计以确保其安全与稳定路基防护与支挡结构的定义路基防护支挡结构路基防护是指为防止水土流失、维护路基稳定，在路基边坡及其支挡结构是为抵抗土体侧向移动而修建的结构物，主要承受土压周边采取的各种保护措施防护结构包括植被防护、硬质防护、力、水压力等外部荷载，包括挡土墙、抗滑桩、锚固结构等类柔性防护等多种形式，主要目的是保持边坡稳定，防止侵蚀和破型支挡结构侧重于承受和传递荷载，确保整体路基的稳定性坏课程知识结构综合设计与案例分析工程实例解析与创新技术应用结构计算与验算力学理论与稳定性分析结构类型与选型各类防护与支挡结构特点基础概念与理论术语定义与设计原则本课程以《公路路基设计规范》（JTG D30-2015）等技术标准为基础，结合实际工程案例进行讲解学习内容从基础概念到设计原理，再到具体的工程应用，形成由浅入深的知识体系路基防护的基本目标与原则防止水土流失维持结构安全通过适当的防护措施减少降雨、风力确保路基在各种荷载和环境条件下保等自然因素对路基的侵蚀，保持路基持足够的稳定性，防止变形、滑坡等边坡的完整性，减少水土流失，维护安全隐患，延长路基使用寿命，降低周边生态环境的平衡维护成本绿色环保原则在满足工程需求的同时，尽量采用生态环保型结构和材料，减少对自然环境的干扰，实现工程建设与环境保护的和谐统一路基防护设计应遵循安全可靠、因地制宜、技术先进、经济合理的原则在确保安全的前提下，根据当地气候、地质、水文等条件选择最适宜的防护方式，并充分考虑施工条件和后期维护因素路基防护的主要类型硬质防护采用混凝土、浆砌石等刚性材料构筑的防护结构，如护面墙、护坡道、挡墙等具有强度高、耐久性好等特点植被防护柔性防护利用植物根系固土及枝叶覆盖保护路基表面，如喷播植草、植树、种灌木等具有生态环保、景观良好、造价低等优点在实际工程中，这三类防护方式常根据地形地质条件、边坡稳定性要求和环境保护需求进行组合应用对于不同坡度、不同地质条件的路基边坡，应选择不同的防护类型，以达到最佳防护效果近年来，随着新材料、新工艺的发展，复合型防护结构应用日益广泛，在发挥各类防护结构优势的同时，有效克服了单一防护形式的局限性植被防护结构概述适用范围一般适用于稳定性较好、坡度较缓（通常小于1:

1.5）的土质边坡在降雨量适中、土壤条件良好的地区效果最佳常用植被种类草本植物狗牙根、百喜草、结缕草等；灌木紫穗槐、胡枝子、锦鸡儿；乔木刺槐、松树、柏树等优点特性生态环保，景观效果好，造价低，后期维护简单，根系可加强土体强度，减少雨水冲刷局限性防护效果形成较慢，抗冲刷能力有限，受气候和季节影响大，干旱地区成活率低植被防护是最为经济环保的路基防护方式，通常与其他防护措施结合使用，既能保持路基稳定，又能恢复生态环境植被防护不仅具有防护功能，还能改善公路景观，减少粉尘，降低噪音，创造良好的行车环境植被防护结构案例贵广高铁北段边坡植被网复合防护客土喷播技术贵广高铁北段采用了复合生态袋与植草喷播采用三维植被网与土工格栅复合防护技术，针对岩质边坡土壤贫瘠问题，采用客土喷播结合的防护方式，在保证边坡稳定的同时，有效解决了传统植被防护前期稳定性不足的技术进行植被防护通过添加保水剂、粘合通过种植当地适生植物，使边坡迅速绿化问题三维植被网固定土壤层，减少雨水冲剂、肥料等辅助材料，提高种子发芽率和植该段边坡坡度为1:

1.75，植被覆盖率在工程完刷，为植物根系提供生长空间，土工格栅增物存活率，显著改善岩质边坡的绿化效果工后第一年即达到85%以上强边坡整体稳定性监测数据显示该技术比传统植草方法提高绿化成活率40%护坡道设计与应用护坡道布置原则护坡道一般沿等高线方向布置，坡高超过8米时应设置护坡道护坡道宽度不应小于1米，每隔20-30米应设置横向排水沟护坡道之间的坡面高度宜控制在5-8米之间护坡道结构设计护坡道基础应设置在坚实地层上，基底宽度应满足稳定性要求护坡道外侧应设置防护栏杆或挡墙，内侧应与边坡平顺衔接排水沟横断面尺寸应根据汇水量确定施工要点施工时应先开挖护坡道平台，然后再进行护坡道结构施工回填材料应分层压实，压实度不小于95%护坡道混凝土应一次浇筑成型，避免冷缝排水系统应与整体排水设施协调配合护坡道是高路堑边坡重要的防护设施，不仅能截断坡面汇水，减少对边坡的冲刷，还能有效划分边坡高度，增强边坡整体稳定性同时，护坡道也为边坡维护和检查提供了便利条件护面墙结构设计结构型式选择常用的护面墙有浆砌石、现浇混凝土、喷射混凝土、预制块护面墙等选择应考虑工程规模、地形条件、材料来源、施工条件等因素基本尺寸确定护面墙厚度应满足强度和抗冻胀要求，一般土质边坡不小于10cm，岩质边坡不小于8cm坡面较陡时，厚度应适当增加墙高一般不超过3m稳定性计算主要包括抗滑移稳定性和结构强度验算抗滑移安全系数不应小于

1.3，岩质边坡可适当降低梯形截面护面墙应验算抗倾覆稳定性排水设计护面墙应设置排水孔，孔径5-10cm，纵横间距

1.5-2m，呈梅花形布置墙背应设置反滤层，厚度不小于20cm，防止土体流失护面墙是路基边坡常用的防护结构，其主要作用是防止边坡表层风化、剥落和冲刷，保持边坡整体稳定性与挡土墙不同，护面墙主要承受自重和少量土压力，厚度相对较小，结构相对简单警示桩与标示设施警示桩功能设置规范其他标示设施警示桩是设置在路基边缘的安全警示设施，警示桩高度通常为

1.0-

1.2米，间距根据公路除警示桩外，路基防护区域还应设置限速标主要用于提醒驾驶员路缘位置，防止车辆驶等级和线形确定，一般为5-20米在急弯、志、危险警告标志、路段里程标等，形成完出路面同时也作为路肩范围的标识，便于陡坡、高填深挖等危险路段应加密设置材整的安全提示系统关键路段可增设电子显养护人员判断公路用地范围质可采用混凝土、塑料或金属，应有反光材示屏，提供实时路况和安全提示料警示桩与标示设施是路基防护的重要辅助设施，为行车安全提供直观的视觉提示特别是在夜间、雨雪天气等能见度较低的情况下，这些设施能有效引导驾驶员安全行驶，避免交通事故排水设施在路基防护中的作用截水沟设计边沟系统盲沟应用截水沟布置在边坡上方，防止地表水流入路基断边沟设置在路基与边坡交界处，收集路面及边坡汇盲沟用于疏导地下水，防止路基浸泡软化盲沟由面形式常为梯形或矩形，尺寸应根据汇水面积和降水沟底纵坡不宜小于

0.3%，以确保排水顺畅在透水管和滤料组成，滤料应满足反滤要求盲沟深雨强度确定材料常用浆砌石或现浇混凝土，内表填方路段，边沟常与护坡道结合设置，形成完整的度应到达含水层，坡度不小于

0.5%，确保排水畅通面应光滑平整以减小水流阻力排水系统硬质防护的应用情景防护类型适用坡度建议厚度主要特点水泥混凝土护坡1:

1.0～1:

1.58-12cm抗冲刷能力强，耐久性好浆砌片石护坡1:

0.75～1:

1.2520-30cm施工简便，与环境协调预制混凝土块1:

1.25～1:

2.06-10cm安装速度快，造价适中干砌片石护坡1:

1.5～1:

2.025-40cm透水性好，生态环保硬质防护适用于坡度较陡、受水流冲刷严重或地质条件复杂的边坡在选择硬质防护类型时，应综合考虑边坡稳定性、地质条件、气候特点、施工条件及经济因素特别是在高寒地区，应充分考虑冻融作用对结构的影响柔性防护结构类型钢丝网防护加筋土结构土工布应用由高强度钢丝编织而成，与锚杆或利用土工合成材料（如格栅、格室）主要用于分隔、过滤、排水和加固柔性连接件固定在边坡上常用类与土体形成复合体，提高土体的抗等功能土工布可防止细粒土流失，型包括主动防护网和被动防护网拉、抗剪性能常用于路堤边坡加保持反滤层功能，同时具有良好的主动防护网直接覆盖在边坡表面，固和挡土墙结构中具有重量轻、透水性常与其他防护措施结合使被动防护网则设置在边坡外围形成施工简便、适应变形能力强等特点用，如在干砌石护坡下铺设土工布拦截系统格宾石笼由高强度钢丝网箱内填充石料组成，具有良好的柔性和渗透性适用于水流冲刷严重的路段，可随地基变形而变形，不易破坏，且维修方便常用于河岸路基防护柔性防护结构设计要点材料性能指标钢丝网的强度等级应根据边坡可能产生的推力确定，一般拉断力不小于45kN/m土工格栅的抗拉强度通常为20-200kN/m，应根据设计荷载选择土工布的透水性、断裂强力、CBR顶破强力等参数应满足工程要求在高寒地区，材料应具有良好的抗老化性能和耐低温性能在酸碱性土壤中，应选择具有耐腐蚀性能的材料，如包塑钢丝网或特殊处理的土工合成材料节点处理技术柔性防护结构的连接节点是设计的关键环节钢丝网与锚杆连接应采用专用连接件，确保连接可靠网片之间的搭接宽度不应小于20cm，并用连接钢丝或卡扣紧固土工格栅连接可采用搭接、缝合或专用连接件在结构变化处、转角处等应加强处理，避免应力集中边缘处理应确保结构整体性，防止松动和损坏对于土工布，接缝部位应有15-30cm的搭接，并视具体情况采用缝合或粘结防护结构抗冻胀与排水设计保温隔热层设计在冻土区路基中设置隔热层反滤排水层配置设置分层排水系统防积水冻胀结构柔性化处理增强防护结构适应变形能力材料抗冻融性能选择选用耐低温、抗冻融循环材料在北方高寒地区，冻胀作用是影响路基防护结构稳定性的主要因素防护结构设计应充分考虑冻胀力的作用，采取有效措施减轻冻胀对结构的损害实践证明，排水是防冻胀的关键措施，应确保路基内无积水或少积水防护结构维护与管养定期检查防护结构应纳入常规养护检查范围，一般路段每季度检查一次，重点路段和雨季前后应加密检查检查内容包括结构表观状态、变形情况、排水系统功能等常见病害处理植被防护中的植被枯萎、覆盖不足应及时补植；硬质防护中的裂缝、脱落、松动应及时修补；柔性防护中的锚固松动、网面变形应及时加固排水设施堵塞应立即疏通预防性养护在雨季前进行排水系统疏通，冬季前对易受冻害结构进行保护处理，定期对钢构件进行防锈处理，对混凝土结构进行表面防护处理等养护档案建立建立防护结构养护电子档案，记录检查情况、维修历史、技术状态变化等信息，为长期养护和技术评估提供依据防护结构的维护管理是确保其长期发挥功能的关键环节良好的养护管理不仅能延长防护结构的使用寿命，还能减少重大修复的需求，降低总体维护成本特别是对于植被防护，前期养护质量直接关系到防护效果的形成路基防护结构设计评价方法现场调查评估水土保持监测通过实地勘察、测量、取样等方式评估防护效果监测水土流失量、植被覆盖率等指标效益分析评价稳定性分析综合评估防护措施的技术、经济、环境和社会效采用物理力学方法对防护结构稳定性进行评价益路基防护结构设计评价是一个系统工程，应从技术可行性、经济合理性、环境适应性和社会可接受性四个方面进行综合评价其中，技术评价主要考察防护结构的安全性、适用性和耐久性；经济评价考察全寿命周期成本；环境评价关注对生态环境的影响；社会评价则考察与周边环境的协调性现行标准与规范应用实例JTG D30路基设计规范适用于各级公路路基设计JTG/T D31路基支挡结构设计细则详细指导支挡结构设计JTG D22公路隧道设计规范适用于隧道洞口及路基过渡段JTG/T3610公路路基施工技术规范指导防护结构施工以《公路路基设计规范》（JTG D30-2015）为例，该规范第七章详细规定了路基防护与支挡结构的设计要求在实际应用中，设计人员需要结合工程实际情况，准确理解和应用规范条文如规范

7.

1.3条规定:支挡结构型式应根据路基高度、地形地质条件、施工条件、用地条件和环境保护要求等因素经技术经济比较确定支挡结构的功能与分类按受力方式分类重力式支挡结构主要依靠自重抵抗土压力，如重力式挡土墙、加筋土挡墙等柔性支挡结构能适应一定变形的支挡结构，如板桩墙、土钉墙等刚性支挡结构变形很小的支挡结构，如钢筋混凝土挡墙、桩板墙等按结构形式分类墙式支挡结构各类挡土墙，如重力式、悬臂式、扶壁式等桩式支挡结构抗滑桩、排桩等锚固支挡结构土钉墙、锚杆（索）挡墙等组合式支挡结构桩锚结合、墙锚结合等多种形式组合支挡结构是路基工程中用于承受和传递土压力和水压力的结构物，既能防止路基土体侧向移动，又能有效利用有限的公路用地随着公路等级提高和建设条件复杂化，支挡结构在公路工程中的应用越来越广泛常用挡土墙结构介绍片石混凝土重力式挡土墙浆砌片石挡土墙钢筋混凝土悬臂式挡土墙由片石与混凝土浇筑而成，结构厚重，主要由片石与水泥砂浆砌筑而成，外观自然，与由墙身和基础板组成的L形或倒T形结构，通依靠自重抵抗土压力适用于边坡稳定、地周围环境协调适用于乡村公路和景观要求过杠杆原理利用填土自重增加抗倾覆能力基承载力较好的路段造价适中，施工简较高的公路，特别是在石材资源丰富的地区结构较轻，占地少，材料用量省，适用于地便，是公路工程中应用最广泛的支挡结构之经济效益显著施工相对简单，但对砌筑工基条件较好、高度在8米以内的路段一艺要求较高挡土墙设计的力学原理土压力计算方法库伦土压力理论朗肯土压力理论库伦理论假设土体破坏时沿着一个平面滑动面发生，根据极限平朗肯理论基于莫尔-库伦强度理论和平面应变条件，假设墙背土衡条件求解土压力计算公式为体处于极限平衡状态Ea=1/2γH2Ka，主动土压力系数Ka=tan245°-φ/2其中Ka=1-sinφ/1+sinφ，φ为土的内摩擦角被动土压力系数Kp=tan245°+φ/2库伦理论计算简便，适用于考虑墙背土为均质体、地表为水平或朗肯理论适用于墙背垂直、地表水平、无摩擦的理想状态，实际倾斜的简单工况工程中常需进行修正挡土墙稳定性验算抗滑移验算抗滑安全系数K=f·∑V/∑H≥[K]，其中f为摩擦系数，∑V为垂直力总和，∑H为水平力总和，[K]为允许安全系数，一般不小于

1.3抗倾覆验算抗倾覆安全系数K=∑MR/∑MO≥[K]，其中∑MR为抗倾矩，∑MO为倾覆矩，[K]一般不小于

1.5地基承载力验算最大地基反力σmax=∑V/B1+6e/B≤[σ]，其中e为偏心距，B为基础宽度，[σ]为地基允许承载力挡土墙稳定性验算是支挡结构设计的核心环节，必须确保各项指标满足规范要求在验算过程中，应注意荷载工况的选择，包括正常使用工况和特殊工况（如地震工况）对于重要工程，还应进行敏感性分析，评估参数变化对稳定性的影响地基与基础设计要点地基类型特征描述承载力范围kPa设计要点岩石地基坚硬、微风化800-1500处理风化层，确保接触紧密砂砾地基密实、透水性好300-600加强排水，防止冲刷粘性土地基强度低、易变形150-300控制含水量，加强排水软土地基承载力低、压缩性80-150需处理加固，控制高沉降挡土墙基础设计是整体设计的重要组成部分，良好的地基条件是确保支挡结构安全稳定的基础在设计前应进行详细的地质勘察，掌握地基土的物理力学性质，为设计提供可靠依据基础埋深应考虑冻土深度、地下水位和地基土性质等因素，一般不小于

0.5米，在冻土区应埋至冻土层以下配筋式挡土墙配筋原则常用钢筋选型墙身立筋布置在迎土面，主要承受弯矩；常采用HRB400级钢筋，立筋直径一般为横向水平筋主要控制裂缝；两侧立筋应12-25mm，间距150-200mm；分布筋错位布置；基础通常双向配筋配筋率直径8-12mm，间距200-250mm墙趾、应满足规范最小配筋率要求，一般为墙踵及墙身与基础连接处应加强配筋，

0.15%-

0.3%防止应力集中钢筋施工要点钢筋绑扎要牢固，保护层厚度应符合规范要求，一般为30-50mm墙身与基础连接处钢筋应连续通过或采用锚固方式，确保结构整体性施工缝处应做好钢筋连接配筋式挡土墙是一种结合了钢筋混凝土技术的支挡结构，通过合理配置钢筋提高结构的抗弯、抗剪能力，使挡土墙能够承受更大的土压力，同时减小墙体截面，节约材料和空间配筋式挡土墙主要包括钢筋混凝土悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙和肋板式挡土墙等类型重力式挡土墙结构详解结构尺寸确定施工工艺要点重力式挡土墙的厚度与高度比一般为

0.5-

0.7，顶宽不小于

0.5m，底宽为高度的基础开挖应平整、密实，避免扰动；混凝土浇筑应分层进行，每层厚度30-

0.5-

0.7倍墙背一般呈阶梯状或斜面，墙前面可做成垂直面或小于5°的仰斜50cm，振捣密实；墙背回填应对称、分层进行，压实度不小于95%；每隔10-面，以增强视觉稳定感墙高超过5m时，宜分段设计，避免过厚的一次浇筑20m应设置伸缩缝，缝宽2-3cm，填塞沥青麻絮等柔性材料；排水孔应按设计要求布置，内设反滤材料悬臂式挡土墙结构8m30%最适宜高度材料节约经济高度范围4-8米比同高重力式墙省材料

2.5:1强度比墙踵与墙趾长度比例悬臂式挡土墙是一种利用杠杆原理和土体自重增加抗倾覆能力的支挡结构其特点是墙身较薄，基础分为墙趾和墙踵两部分，墙踵上的填土重量增加了墙体的稳定性悬臂式挡土墙主要由墙身和基础板组成，整体呈L形或倒T形，是一种受弯构件，需要合理配置钢筋以承受弯矩和剪力生态型支挡结构植被挂网墙植被挂网墙是一种将钢丝网、土工格室等与植物种植相结合的支挡结构钢丝网固定在边坡上，内填种植土，种植适宜植物随着植物生长，根系与土体、钢丝网形成整体，既能承受土压力，又能实现生态绿化该结构透水性好，有利于排除地下水，减小水压力对墙体的影响加筋土挡墙结构原理结构组成加筋土挡墙主要由筋材（如土工格栅、钢筋带等）、填料和墙面板（如混凝土板、金属板等）组成筋材在填料中形成张拉区，增强填料的整体强度，墙面板则用于保持墙面形态和防止填料流失力学原理加筋土技术利用筋材的抗拉强度提高土体的整体性能当土体受到水平推力时，产生水平位移，与筋材之间产生摩擦力，将推力传递给筋材，筋材则以拉力方式承担这一作用，大大提高了土体的抗剪强度和整体稳定性填料要求填料应选用透水性好、粒径适中（砂砾、碎石等）、压实后性能稳定的材料填料的内摩擦角对加筋效果影响很大，一般要求不小于30°填料与筋材的摩擦系数也是关键参数，影响筋材的锚固效果加筋土挡墙是一种轻型柔性支挡结构，具有适应变形能力强、对地基要求低、施工简便、造价经济等优点特别适用于软弱地基和地震区，因其具有良好的抗震性能在结构形式上，常见有直立式加筋土墙和台阶式加筋土墙两种类型，可根据场地条件和景观要求选择锚杆及锚索支挡锚杆布置锚杆长度通常以梅花形或矩形网格布置，水平间距

1.5-应超过潜在滑动面，进入稳定层，一般为墙高

2.5m，竖向间距

1.0-

2.0m，外层加密，内层2的

0.7-

1.2倍，最小不小于3m可适当增大预应力控制锚杆倾角锚索常施加预应力，设计锚固力的60%-一般为水平向下10°-15°，以利于注浆和排水，80%，提高支挡效果特殊情况可调整锚杆及锚索支挡是利用锚固构件将作用于支挡面的荷载传递到深层稳定岩土体的支挡结构与传统的重力式或悬臂式挡土墙相比，锚杆支挡结构占地小、材料用量少、适应性强，特别适用于山区陡坡地形和深路堑支挡桩板墙与连续墙应用桩板墙特点连续墙优势桩板墙由排桩和连接板组成，排桩可为钻孔灌注桩或预制桩，板可为连续墙是由钢筋混凝土制成的连续板墙，采用泥浆护壁开挖槽段，然现浇或预制桩间距一般为2-3倍桩径，板厚为桩径的1/5-1/4具有后下放钢筋笼，浇筑混凝土具有整体性好、刚度高、防水性强等优施工便捷、适应性强等特点，适用于土质较好的地段点，适用于地下水位高、土质复杂的场合组合式支挡结构柔性挡墙+锚固系统将格宾挡墙、钢筋网喷混挡墙等柔性结构与锚杆（索）系统组合，既发挥柔性结构的适应变形能力，又利用锚固系统提供附加的抗力，适用于变形敏感区域重力式挡墙+加筋土墙前部分采用重力式结构，墙后采用加筋土技术，形成复合支挡体系这种组合既有重力式挡墙的刚度和耐久性，又利用加筋土降低了土压力，减小了墙体尺寸，节约了材料和造价桩墙+抗滑桩在桩板墙前方增设抗滑桩，形成双重防护系统抗滑桩承担主要抗滑作用，桩板墙则用于防止土体流失和保持边坡形态这种组合适用于需要特别加强抗滑稳定性的重要工程组合式支挡结构是将不同类型的支挡形式有机结合，取长补短，发挥各自优势的现代支挡技术这种结构特别适用于地质条件复杂、荷载变化大、支挡高度较大的工程，能够更有效地抑制变形，提高整体稳定性，优化经济性支挡结构抗震设计要点地震力计算采用拟静力法计算地震作用结构选型调整2优先选用韧性好的柔性结构尺寸适当加强增加墙体厚度和基础宽度变形容量考虑预留足够的变形空间支挡结构抗震设计是高烈度地区公路工程的重要内容地震作用下，除静态土压力外，还会产生附加的地震土压力和结构惯性力，显著增加支挡结构的内力和变形《公路工程抗震设计规范》JTG B02规定，地震烈度为7度及以上地区的支挡结构应进行抗震验算支挡结构排水与渗透控制反滤层设计排水设施布置反滤层是控制渗透的关键设施，通常由支挡结构应设置完善的排水系统，包括粒径由细到粗的多层材料组成设计应墙背排水层、排水孔、截水沟等排水遵循不冲不堵原则，即细料不被冲孔直径一般为10cm，间距

1.5-

2.0m，走，粗料不被堵塞一般采用3-5层构呈梅花形布置墙背排水层厚度不小于造，总厚度不小于30cm30cm，采用透水性好的砂砾材料防渗措施在地下水丰富区域，除设置排水设施外，还应采取防渗措施，如墙背设置防渗膜、填缝料防渗、墙面防水处理等，防止水渗入结构，造成材料劣化和冻融损害支挡结构的排水与渗透控制是确保结构长期稳定的关键地下水是引起支挡结构失稳的主要因素之一，它不仅产生静水压力，还会软化土体，降低强度，增加墙后土压力有效的排水系统能降低孔隙水压力，减小土压力，提高支挡结构的安全系数支挡结构施工与安全管理施工准备包括施工方案编制、材料准备、机械设备调试、测量放样等工作方案应详细说明施工工艺、质量控制措施和安全保障措施，经专家论证后实施基础开挖与处理基础开挖应注意保持基底原状土不扰动，若发现软弱层应及时处理开挖时应采取临时支护措施，防止坍塌基础验收合格后，及时进行下一道工序，避免风化和雨水侵蚀主体结构施工支挡主体施工应按设计图纸和规范要求进行，重视模板支设、钢筋绑扎和混凝土浇筑质量高大支挡墙应分段施工，控制温度应力施工缝和伸缩缝处理要符合设计要求墙背回填墙背回填前应先完成排水设施安装回填应分层进行，每层厚度控制在30cm以内，压实度不低于95%回填材料和压实方法应符合设计要求，避免对墙体造成过大侧压力支挡结构施工是公路工程中的高风险作业，涉及高处作业、深基坑、大型机械等多种危险因素安全管理应贯穿施工全过程，落实责任制，制定专项安全方案，配备专业安全人员，定期进行安全教育和检查，建立应急救援预案工程案例山区高速公路重力式挡土墙1工程概况设计思路该项目位于西南山区，属于山区高速公路，地形起伏大，边坡高考虑到工程地质条件复杂，地下水丰富，设计时特别强化了排水差显著为保证路基稳定，在K45+200至K46+500段采用了总系统墙背设置垂直排水层，厚度50cm；排水孔直径10cm，长约1300米的重力式挡土墙墙高从3米到12米不等，采用片石间距

1.5米，呈梅花形布置；每隔50米设置一处集水井和横向排混凝土结构，基础埋深

1.5-

2.5米，设置倒滤层和排水孔水管，确保排水通畅墙体结构采用分段设计，高度超过8米的部分设置护坡道，减小单段墙高工程案例深厚填方路基加筋土墙2施工工艺地基处理墙面处理该加筋土墙采用逐层铺设工艺，先安装临时墙面支项目区域为软土地基，承载力不足，沉降量大采墙面采用混凝土预制块，厚度14cm，尺寸架和预制面板，然后铺设土工格栅，再回填并压实用了复合地基处理技术，在基础下部打设水泥搅拌

1.5m×

0.6m，表面采用仿石纹理，既美观又耐久填料每层高度控制在40cm，压实度要求95%以桩，桩长8-12米，桩径50cm，间距

1.5米，形成桩预制块之间采用柔性连接，能适应一定的差异沉上土工格栅长度为墙高的

0.7倍，最短不小于5米，网复合地基同时设置排水砂垫层，厚度50cm，降，避免开裂墙面每隔3米设置一道变形缝，预水平间距60cm，竖向间距40cm加速软土固结留沉降空间工程案例城市快速路路基支挡3工程背景技术方案该项目为城市快速路高架桥引道段，位于城市密支挡结构采用预制L型钢筋混凝土挡墙，分为4种集区，用地紧张，邻近建筑物较多引道总长约高度规格，工厂预制，现场吊装墙体厚度25-500米，高度从3米逐渐升至12米为节约用地并40cm，底板宽度为高度的

0.7倍墙背设置土工保证周边建筑安全，采用了预制型挡墙支挡系统布包裹的碎石排水层，每隔5米设置PVC排水管基础采用10cm厚C15混凝土垫层，下设20cm厚级配碎石施工特点采用吊装施工工艺，单元重量控制在10吨以内，便于运输和安装基础处理后，墙体就位，调整垂直度，然后墙体间进行灌缝密封回填采用轻型压实设备，防止对墙体造成过大侧向力施工全过程进行变形监测，控制周边建筑沉降和倾斜该工程的特点是施工场地受限，周边环境敏感，工期要求紧预制挡墙技术的应用有效解决了这些问题与现浇结构相比，预制挡墙施工速度快，现场作业少，噪音和扬尘污染小，适合城市环境施工同时，预制构件质量更有保障，外观效果好，维护成本低工程案例高寒冻土区护坡与支挡4工程案例滑坡体治理与综合防护5滑坡监测系统组合支挡措施排水系统该滑坡体治理工程采用了全方位监测系统，包括根据滑坡体不同部位特点，采用分区治理策略滑排水系统包括表面排水和地下排水两部分表面排GNSS位移监测、深部倾斜管、孔隙水压力计、雨坡上部采用排水+植被防护，中部采用抗滑桩+预应水采用人字形截水沟系统，截断外部汇水；地下量计等监测数据实时上传至云平台，通过大数据力锚索组合支挡，下部采用重力式挡土墙+基底排排水采用深层排水廊道和放射状排水孔，降低滑带分析预警模型，实现滑坡预警系统设置三级预警水抗滑桩直径

1.2米，长度15-20米，间距3米，水位排水廊道长80米，横断面

2.5×

2.0米，每隔机制，确保及时发现异常并采取应对措施配合20米长预应力锚索，形成桩锚结合的刚柔并5米设置一组放射状排水孔，共60组，有效疏干了济支挡体系滑带附近地下水工程案例高速公路生态型支挡6生态设计理念绿色施工工艺该高速公路位于风景名胜区，对环境保护和景观协调要求高设计采用近自然、少施工过程注重生态保护，采用微爆破和机械开挖相结合的方式，减少对周边环境的干扰的生态理念，支挡结构以柔性生态型为主，包括格宾石笼挡墙、三维植被网复扰动边坡防护采用客土喷播技术，添加有机肥、保水剂和粘合剂等，提高植物成合系统、生态袋挡墙等这些结构既能满足支挡要求，又能实现植被恢复和景观协活率施工中严格控制水土流失，设置临时排水沟和沉砂池，最大限度保护周边植调被和水体工程案例桥头跳车处理用挡墙7工程案例堆载作用下的路基支挡8工程挑战创新解决方案该案例为一高速公路临近山体滑坡地段的路基工程，面临的主要项目采用了主动卸载+锚固桩墙的组合支挡方案首先对山体挑战是山体堆载作用下的巨大侧向推力传统挡墙难以抵抗如此滑坡进行局部开挖，减轻堆载；然后在路基边缘设置直径

1.5米大的推力，且地形狭窄，无法采用大体量支挡结构需要创新支的大直径钻孔桩，桩长30米，穿过软弱层进入基岩10米桩间挡方案，在有限空间内提供足够的抗力采用钢筋混凝土连系梁连接，形成整体桩墙系统地质勘察显示，该段路基下伏20米厚的软弱粘土层，地下水位进一步提高抗力，在桩后设置3排预应力锚索，长度40-50米，高，存在明显的蠕变现象山体滑坡体积约50万立方米，产生锚固于稳定基岩，预应力为1000kN通过桩-锚协同作用，有的侧向推力估计达到500kPa，远超常规挡墙的承载能力效抵抗了山体推力，确保路基稳定工程案例排水与土压协同控制9截断水源降低水位坡顶设置深截水沟，切断地表汇水设置深井排水，降低地下水位监测预警4及时排导安装水压力监测设备实时监控墙背设置排水层和排水孔网络该工程位于湿润多雨地区，年降雨量超过1500mm，地下水丰富，是典型的水土压协同控制案例以往类似工程中，常因排水不畅导致墙后水压力增大，造成支挡结构变形甚至失稳针对这一问题，项目采用了全方位、多层次的排水设计理念，形成了立体排水网络工程案例特殊地质条件下的支挡创新1065%12°含水率内摩擦角红粘土天然含水率饱和状态强度参数18kPa粘聚力饱和状态强度参数该工程位于南方红粘土分布区，红粘土具有高含水率、高塑性、遇水强度急剧下降等特点，给支挡结构设计带来特殊挑战传统挡墙在此类地区常因基础承载力不足或土压力过大而失效项目组通过深入研究红粘土特性，创新设计了内部加固+外部支挡的复合支挡系统路基防护与支挡的最新技术三维植被网技术复合土工材料新型混凝土技术三维植被网是一种具有立体空间结构的高分子材料网新型复合土工材料集防护、排水、加筋、防污等多功超高性能混凝土UHPC和活性粉末混凝土RPC等垫，能有效固定坡面土体和植物根系新型三维植被能于一体如多向拉伸土工格栅提高了抗拉强度和与新型混凝土材料在支挡结构中的应用越来越广泛这网采用生物可降解材料，使用寿命与植被生长周期相土体的咬合性；三维复合排水网具有超高的排水能力些材料强度高、耐久性好、自重轻，可制作超薄预制匹配，完全生长后自然降解，减少环境影响结合特和抗压强度；纳米改性土工膜显著提高了耐老化性能构件，既节约材料又便于运输安装特别是在高寒地殊保水剂和生物基肥料，显著提高了恶劣环境下的植和抗穿刺能力这些材料的应用大大拓展了柔性防护区，其优异的抗冻融性能显著延长了结构使用寿命被存活率结构的应用范围智能化设计与监测技术BIM技术应用物联网监测人工智能辅助决策建筑信息模型BIM技术在路基防护基于物联网的结构健康监测系统通过人工智能技术在支挡结构设计和评价与支挡结构中的应用日益广泛通过各类传感器实时采集支挡结构的受力、中的应用方兴未艾通过机器学习算建立三维数字模型，实现设计、施工、变形、位移等数据，经无线传输上传法分析大量工程案例，建立智能辅助运维全生命周期信息共享BIM技术至云平台进行分析处理系统能及时设计系统，能根据地形地质条件、荷能直观显示复杂地形条件下的支挡结发现结构异常，预警潜在风险，为养载要求等参数，自动生成最优设计方构，优化结构布置，检测碰撞冲突，护维修提供科学依据，实现从被动修案，大大提高设计效率和方案质量提高设计精度和效率复到主动预防的转变无人机巡检无人机结合高精度摄影测量和激光雷达技术，能快速获取防护支挡结构的三维信息，通过对比分析发现变形、裂缝等异常情况这一技术特别适用于山区公路等难以直接到达的区域，显著提高了巡检效率和安全性相关规范与标准最新动态JTG D30-2015《公路路基设计规范》是路基工程设计的基本依据2015版在防护支挡结构设计方面增加了环境适应性要求，强化了排水设计条款，细化了各类防护结构的设计参数和构造要求近期行业内正在讨论修订，拟进一步完善高寒地区、软土地区等特殊区域的设计指导JTG/T D31-05《公路路基支挡结构设计细则》对各类支挡结构的设计计算、构造要求和验算方法进行了详细规定目前正在修订中，拟增加新型支挡结构章节，完善抗震设计内容，加强与其他规范的协调统一3JTS3360-2021《水运工程土工合成材料应用技术规范》虽主要针对水运工程，但其对土工合成材料性能要求和应用技术的规定，对公路工程同样具有重要参考价值，特别是在加筋土技术和柔性防护结构方面近年来，随着新材料、新技术的发展和应用，公路工程技术标准体系也在不断完善2020年发布的《公路工程质量检验评定标准》JTG F80/1对路基防护与支挡结构的质量检验方法和评定标准进行了修订，增加了新型结构的检验项目和方法课程总结与知识回顾基础理论知识掌握支挡防护基本概念和原理结构设计方法学习各类结构的设计计算技术工程实践案例分析典型工程经验与解决方案技术发展趋势了解行业最新技术与未来方向本课程系统介绍了公路路基防护与支挡结构的设计理论、方法和实践应用从基础概念入手，详细讲解了各类防护结构和支挡结构的特点、适用条件和设计计算方法，并通过典型工程案例加深理解和巩固应用能力未来发展与综合能力提升创新思维开拓新技术和解决方案跨学科整合融合地质、材料、环保等知识数字化技能掌握BIM、GIS等现代工具专业基础扎实的工程力学和土力学知识随着公路建设向高质量发展转变，路基防护与支挡结构技术正面临新的发展机遇和挑战未来发展主要体现在以下几个方向一是绿色环保技术的普及应用，如生态型支挡结构、可再生材料利用等；二是智能化技术的深度融合，如数字设计、智能监测、远程管理等；三是全寿命周期理念的实践，强调从设计到维护的整体考量。