道路工程中的路基防护与支挡结构设计课件

道路工程中的路基防护与支挡结构设计课件欢迎各位学习道路工程中的路基防护与支挡结构设计课程本课程将系统介绍路基工程中的防护与支挡技术，从基础概念到设计计算、施工工艺及工程实例，全面阐述路基防护与支挡结构在道路工程中的关键作用目录基础概念部分防护技术部分路基工程概述、常见失稳问题、防护与支挡意义、结防护材料、边坡防护方法、排水系统设计、生态防护构分类支挡结构部分工程实践部分支挡结构类型、设计计算、稳定性验算、施工工艺路基工程概述路基的定义路基的作用路基工程挑战路基是道路工程的基础部分，是在路基作为道路的骨架，具有承重、路基工程常面临地形复杂、气候多原地面上经过挖方或填方而形成的传力、排水和稳定的基本功能良变、荷载要求高等挑战特别在山支撑路面结构层的建筑物它是道好的路基可确保道路使用寿命，减区、软土地区及高填深挖路段，如路的承重主体，直接承受路面传来少后期维护成本，同时为行车提供何确保路基稳定是工程设计的关键的荷载并将其传递到地基平顺、舒适的行驶条件难题路基常见失稳问题滑坡塌方沉降指大量土体沿着一定的滑动指路基边坡土体或岩体在重指路基在自重和外载作用下面整体向下滑动的现象常力作用下突然崩塌的现象产生的竖向变形不均匀沉发生在雨季，表现为路基出通常发生在陡峭边坡，表现降尤其危险，会导致路面开现弧形裂缝，路面下沉或移为大量土石快速垮塌，可能裂、积水，影响行车安全和位，危害极大导致道路中断舒适性侵蚀指水流冲刷作用下路基表层土体被剥离的现象雨水冲刷会形成冲沟，严重时可导致边坡失稳，威胁路基整体安全路基防护与支挡的意义确保道路安全延长使用寿命路基防护与支挡结构可有效预科学合理的防护与支挡措施能防滑坡、塌方等灾害，维护道减少路基侵蚀和破坏，降低维路结构完整性，保障车辆通行修频率和成本，有效延长道路安全，降低事故风险特别在使用寿命数据表明，适当的恶劣气候条件下，良好的防护防护措施可使道路使用寿命提结构是道路安全运营的关键保高以上30%障降低工程风险在山区、河谷等地形复杂区域，路基防护与支挡结构可显著降低地质灾害风险，减少工程损失，确保建设投资的有效性和工程建设的可持续性路基防护结构分类表层防护坡脚防护用于防止路基表面受雨水冲刷和风用于加固坡脚，防止坡脚失稳引起化，包括植被防护、喷浆防护、砌整体滑动，常用护脚墙、挡土墙等块防护等，主要应用于边坡坡面结构综合防护坡顶防护结合多种防护方式，如锚固网格+用于防止坡顶雨水下渗和冲刷，通植被、挡土墙排水系统等，针对+常采用截水沟、排水槽等设施复杂边坡提供全方位保护常见路基防护材料路基防护材料多样，各具特点护坡砖具有铺设简便、造价适中的特点；植被防护生态环保，适合低边坡；喷射混凝土强度高，适用于岩质边坡；土工格栅增强土体抗剪强度；石笼结构透水性好，适合水流冲刷区域材料选择需根据工程环境、气候条件及经济因素综合考虑土质边坡防护方法坡面绿化利用植物根系固土能力，结合喷播技术在边坡形成植被覆盖层，适用于坡度较缓的边坡土工格栅加筋在土体中埋设土工格栅，提高土体整体抗拉强度和抗剪能力，适用于高填方路基喷播植草将草种、肥料、粘合剂、纤维材料等混合后喷射到坡面，形成保护层，适用于中等坡度边坡植被混凝土网格在坡面构筑混凝土格室，格室内填土种植植物，兼具结构防护和生态功能护坡植被的设计要点草种选择选择适应当地气候环境、生长迅速、根系发达的植物品种种植密度根据植物种类、边坡条件确定合理种植密度，确保覆盖效果护坡层厚度根据植物根系需求和坡度设计适当土层厚度，通常15-30厘米灌溉排水考虑植被生长期灌溉需求，设计合理排水系统避免水土流失养护管理制定完善的养护计划，包括浇水、施肥、修剪及植被更新土工合成材料在防护中的应用土工布土工格室土工格栅非织造布状聚合物材料，具有分蜂窝状三维网格结构，通过约束填网格状高分子材料，主要提供加筋离、过滤、排水功能在路基中可充材料增强边坡稳定性可填充土功能埋入土体后通过摩擦力与土防止细粒土流失，保持排水通道畅壤、砂砾或混凝土，适用于坡度体共同工作，提高路基整体强度通，有效延缓边坡风化常用规格的边坡单元高度通常为常用双向拉伸塑料格栅，抗拉强度30°-60°，抗拉强度，抗拉强度，适合填方路基加固200-600g/m²8-75-200mm≥15kN/m20-80kN/m20kN/m喷锚支护技术适用地形适用于岩质或硬土质边坡，坡度较陡（）的边坡防护45°锚杆参数根据地质条件选择直径，长度的锚杆，纵横间距20-32mm2-6m

1.0-

1.5m喷射混凝土配比水泥砂石，厚度，强度等级::=1:

1.5:

1.58-12cm≥C20喷锚支护技术是一种有效的主动防护措施，通过锚杆与岩土体形成整体，再结合喷射混凝土形成外层防护面，能显著提高边坡稳定性施工时需先清理坡面，按设计布置锚杆，喷射混凝土前应铺设钢筋网增强整体性在寒冷地区应考虑混凝土抗冻性能，并设置排水孔防止水压力累积干砌片石护坡结构布局要点材料要求施工工艺干砌片石护坡通常用于高度小于3m的边选用坚硬、耐久、无风化的天然片石，施工前需夯实基础，铺设碎石垫层砌坡，坡度宜控制在1:

0.5至1:

0.75之间石料强度不低于30MPa，单块重量以筑时应选大石块作基础，确保稳固石护坡厚度一般为30-50cm，根据坡高逐10-25kg为宜石块应大小搭配，形状块应横平竖直，上下错缝，内外咬合，级加厚每10-15m应设置一道伸缩缝，以扁平为主，避免使用圆形石块接触保证结构整体稳定性砌体完成后需用宽度约2cm，并填充沥青麻絮等弹性材面应平整，增大摩擦力细料填塞缝隙，提高整体强度料生态防护与绿色道路建设生态效益植被护坡通过根系固土防止水土流失，同时改善路域环境质量，减少扬尘，净化空气，降低噪音多层次植被配置能创造生物多样性，形成稳定生态系统环保影响采用生态防护技术可减少混凝土等工业材料使用，降低碳排放，减轻对自然环境的干扰生态护坡能够与周围环境和谐共存，降低景观割裂感实施策略采用植物工程学理念，结合当地气候特点选择适宜植物浅根与深根植物合理搭配，草本与木本相结合，形成复合防护系统可结合三维植被网、植生袋等辅助措施提升效果水流与雨水下侵蚀危害面蚀沟蚀沉降管涌其他路基排水系统设计明沟排水设置于路基表面的开放式排水沟，用于收集和导出地表水暗管排水埋设于地下的管道系统，用于排除路基内部积水渗井排水垂直渗水井收集深层地下水，降低水位，提高路基稳定性盲沟排水填充透水材料的沟槽，用于收集并导出路基渗透水合理的排水系统设计是路基防护的关键设计时应综合考虑当地降雨量、地形条件和土质特性纵向排水沟坡度宜为

0.5%-3%，确保水流畅通；横向排水沟应每50-100米设置一道，及时将水导出路基范围排水沟断面应根据汇水量合理设计，一般采用梯形或矩形断面，深度30-60cm，底宽30-50cm反滤层的作用与设计作用原理反滤层位于细粒土体与排水层之间，防止细粒土随水流流失，同时保持排水通道畅通材料组成采用粒径由细到粗逐层过渡的砂砾材料，或采用透水性能好的土工布替代级配设计各层粒径符合d15/d855的反滤准则，确保过滤与排水双重功能层厚确定单层厚度一般为15-20cm，不小于最大粒径的4倍，确保形成均匀有效的过滤层在路基防护工程中，反滤层是保障排水系统长期有效工作的关键构造典型参数设计中，第一层反滤材料d15不大于被保护土体d85的5倍，第二层反滤材料d15不大于第一层材料d85的5倍，依此类推对于透水性要求，反滤层材料d15应大于被保护土体d15的5倍，确保水流畅通支挡结构简介定义功能常见形式支挡结构是用于支撑和稳定路基边支挡结构主要功能包括承受土体按结构特点可分为重力式支挡结坡的工程设施，能有效抵抗土体侧侧向压力，防止边坡滑动或坍塌；构（如重力式挡土墙、加筋土挡向压力，维护路基稳定支挡结构减少路基占地，适应复杂地形条墙）；柔性支挡结构（如桩板墙、是路基工程中的重要组成部分，特件；保护路基免受水流冲刷；在特土钉墙）；半刚性支挡结构（如悬别是在山区、高填深挖路段及空间殊情况下还能承担景观美化功能臂式挡土墙）不同类型适用于不受限区域的应用尤为广泛同工程条件，选择时需综合考虑地质条件、荷载情况、施工条件等因素重力式挡土墙基本结构重力式挡土墙主要依靠自身重量抵抗土压力，通常采用混凝土、浆砌片石或干砌石结构墙体断面呈梯形，底宽通常为高度的倍，顶宽

0.4-

0.7不小于，以保证足够的稳定性墙背倾斜设计有利于减小土压力

0.6m工作原理当土体产生水平推力时，墙体依靠自重产生的摩擦力和被动土压力提供抵抗，形成平衡墙体重心位置和基础处理对稳定性有重要影响重力式挡土墙设计需满足抗滑移、抗倾覆和地基承载力三项基本要求适用范围适用于高度不超过的支挡工程，特别适合于岩石丰富、施工机7m械难以进入的山区工程在地基条件较好、变形要求不严格的情况下，具有结构简单、造价经济、适应性强的优点悬臂式挡土墙结构特性平衡条件常用尺寸悬臂式挡土墙由墙身、底板（趾板悬臂式挡土墙利用填土重量和墙体墙高为基准，墙顶厚度通常为H

0.2-和踵板）组成形或形结构，采用自重共同抵抗土压力墙趾和墙踵，底部厚度约底T L

0.3H

0.1H+

0.3m钢筋混凝土建造墙身通常为变截处产生最大弯矩，需重点加强设板厚度为至，趾板长度约

0.1H

0.15H面，底板长度一般为墙高的计时应确保墙体重心落在底板中间倍墙高，踵板长度约

0.5-

0.

70.3-

0.

40.5-倍底板上的土重增加了墙体稳定范围内，并控制墙底压力分布均倍墙高对于以下的墙体，1/

30.610m性，提高了抗倾覆能力匀，防止产生拉应力混凝土强度等级一般采用C25-C30加筋土挡墙技术组成与原理通过在填土中有规律地设置土工格栅等加筋材料，形成复合体系面板设计采用混凝土预制块、金属网或绿化生态面板，保护填土并提供美观外观加筋材料布置筋材垂直间距通常，长度为墙高的倍，

0.3-

0.6m

0.7-

0.8拉力强度根据高度确定加筋土挡墙技术是土工合成材料与土体协同工作的典型应用其工作原理是利用加筋材料与土体间的摩擦力，提高土体的整体抗拉、抗剪能力，形成一个稳定的整体结构相比传统挡土墙，加筋土墙具有良好的柔性，能适应地基不均匀沉降；施工速度快，材料运输方便；墙体可垂直建造，节省用地；抗震性能优良，适合地震多发区域生态型支挡结构植被混凝土挡墙砌块式生态墙格宾石笼墙采用特殊结构的混凝土预制块，块体由特殊形状的混凝土砌块叠砌而成，用镀锌钢丝网箱装填石块，形成多孔之间留有空隙种植植物挡墙既具备砌块间形成种植槽挡墙结构简单，透水结构，可在缝隙中填土种植植支挡功能，同时通过植物生长形成绿施工便捷，植物根系发展可增强墙体物具有良好的透水性和柔性，适应色景观，提高生态适应性适用于高稳定性适合坡度较缓的边坡，高度变形能力强，特别适合河岸、水系附度米以下的支挡工程，特别适合城一般不超过米，维护管理便利近的道路工程，能有效防止水流冲64市道路和景观要求高的地区刷桩板墙与排桩结构适用场景施工流程适用于软土地基、高地下水位区先进行场地准备和测量放线，然域及空间受限地段尤其在城市后钻孔成桩（灌注桩）或打入预道路改扩建、边坡较陡路段，能制桩桩体硬化后开挖土方，逐有效减少占地，保护周边建筑层施工预应力锚杆或支撑最后物桩板墙能承受较大侧向土压安装预制板或现浇连接板，完成力，适合支挡高度在8-15米范围排水、防护等附属设施内的工程技术要点桩径一般为

0.8-

1.2m，桩距为桩径的2-3倍桩身配筋率约为1%-2%，混凝土强度不低于C25连接板厚度通常为15-20cm，采用钢筋混凝土结构设计时需注意控制位移，一般不超过墙高的

0.3%锚杆土钉墙支挡-原理利用土钉加固土体，形成复合重力式结构面层处理喷射混凝土面层结合钢筋网，提供表面保护土钉设计合理的长度、间距与角度，确保整体稳定性排水措施设置排水孔，防止水压累积影响稳定性锚杆-土钉墙是一种自上而下、分层开挖、随挖随支的支挡结构与传统支挡结构相比，它具有施工快捷、适应性强、造价经济等优点适用范围广泛，特别是在城市狭窄空间及临时支护中应用较多典型工程案例如杭州市钱江路高架桥土钉墙支护工程，高度达12米，采用长度6-8米的土钉，间距

1.2×

1.2米，成功解决了城市道路狭窄空间的支挡问题挡土墙抗滑稳定分析最小安全系数推荐安全系数挡土墙土压力计算静止土压力主动土压力被动土压力当墙体不发生水平位移时的土压当墙体向远离填土方向移动时，土当墙体向填土方向推进时，土体受力，计算公式为，其中体产生塑性变形，此时的土压力称压产生的抵抗力称为被动土压力，p₀=K₀·γ·h为静止土压力系数，通常取为主动土压力，是设计中最常用的计算公式为，其中K₀

0.4-p=K·γ·hₚₚ对于正常固结土，可采用计算值朗肯理论给出的计算公式为被动土压力系

0.6K=tan²45°+φ/2ₚ进行估算，为土的内摩为，其中数被动土压力通常作为抵抗力参K₀=1-sinφφpₐ=Kₐ·γ·h Kₐ=tan²45°-擦角静止土压力多用于地下结构为主动土压力系数库伦理论与计算，但由于需要较大变形才能φ/2的计算则考虑了墙背倾角和土体粘聚力的完全调动，设计中常取倍的

0.5-

0.7影响安全值挡土墙墙体结构设计

0.1h墙顶最小厚度h为墙高，不小于

0.3米

0.4h墙底最小宽度重力式挡土墙的稳定性保障5°墙背最小倾角减小土压力，增加稳定性C25混凝土最低标号保证结构强度和耐久性挡土墙墙体结构设计需考虑多种因素墙高直接影响结构尺寸，一般重力式挡土墙适用于7m以下，悬臂式适用于3-10m，扶壁式适用于10-15m高度墙体断面形状应根据力学要求确定，重力式挡土墙通常采用梯形断面，悬臂式则需进行受力分析确定变截面尺寸结构细部设计中，应注意设置伸缩缝（一般每15-20m一道）、沉降缝（地基条件变化处）和排水孔（直径不小于10cm，间距3-5m），确保结构安全可靠运行在寒冷地区，基础埋深应低于冰冻线，防止冻胀破坏挡土墙基础设计与验算地基承载力沉降控制根据挡土墙底面压力分布和挡土墙基础沉降应满足规范地基土类型，进行地基承载要求，一般控制在10-力验算最大底压应小于地范围内更重要的是30mm基允许承载力的软弱控制差异沉降，防止墙体开1/2地基上建造挡土墙时，应考裂和功能丧失对于软土地虑采用桩基础或进行地基处基，可通过预压、排水固结理，提高承载能力等方法减小后期沉降基础埋深基础埋深应考虑冻胀深度、冲刷深度和地基承载力要求，一般不小于在寒冷地区，基础底面应位于当地冰冻线以下至少

0.5m邻近水域的基础应考虑可能的冲刷影响，适当加深

0.3m墙背及墙底排水措施竖向排水系统墙背设置竖向排水体，如砂砾垫层或土工复合排水网，厚度20-30cm，宽度全覆盖墙背水平排水系统墙身设置排水孔，直径10cm，横向间距2-3m，竖向间距1-

1.5m，坡度5%向外倾斜基础排水系统墙底设置纵向排水管，直径15-20cm，坡度不小于1%，设检查井于每30-50m处地表水导排在墙顶设置截水沟，宽30-40cm，深20-30cm，及时将地表水导出墙体影响范围桩板结构设计关键点桩径选择桩距确定板厚配置桩径的选择取决于承载需求、土层桩距一般为桩径的倍，过大间距连接板厚度通常为，根据2-315-20cm条件和施工设备能力一般情况会增加连接板受力，过小则增加工桩距和土压力确定板体一般采用下，支护桩径常用，较大程造价设计中应结合土压力大钢筋混凝土结构，配置双层钢筋

0.8-

1.2m径桩可提供更大抗弯能力桩身混小、地质条件和支护高度综合确网，网格间距为板与桩15-20cm凝土强度不应低于，配筋率约为定对于土质较差或承载要求高的的连接应采用预埋钢筋或后植筋技C25，主筋采用级钢情况，宜采用较小桩距；反之则可术，确保整体性板背应设置排水1%-2%HRB400筋，直径适当增大孔，直径，间距22-32mm6-8cm1-

1.5m土钉墙设计及计算钉长设计土钉长度通常为墙高的

0.7-

1.0倍，以保证足够的锚固长度顶部土钉可适当短些（

0.7H），中部和底部应适当加长（

0.8-

1.0H）最小长度不宜小于3m，最大长度一般不超过12m，以保证施工质量和效率间距配置土钉的水平和垂直间距一般为

1.0-

1.5m，根据土体性质和支护高度调整土质较差时应减小间距，增加土钉密度第一排土钉宜距开挖面顶部

0.5-

1.0m，以控制顶部变形土钉的布置宜采用梅花形或方格形，提高加固效果插入角度土钉插入角度通常为水平向下10°-15°，有利于施工和排水角度过大会降低抗拔能力，角度过小则增加施工难度在特殊情况下，如地下水位高的区域，可适当增大下倾角至20°，改善排水条件包裹材料面层通常采用喷射混凝土，厚度为8-12cm，配合钢筋网φ6-8@150×150mm或钢纤维增强混凝土强度等级不低于C20，应采用早强型水泥，提高早期强度面层应设置排水孔，直径5cm，间距2m×2m支挡结构稳定性验算抗滑验算抗倾覆验算计算抗滑稳定系数抵抗力滑动计算抗倾覆稳定系数抗倾矩倾Ks=∑/∑Ko=∑/∑力，一般要求Ks≥

1.32覆矩，一般要求Ko≥

1.5整体稳定性验算地基承载力验算采用圆弧滑动法计算整体稳定系数计算最大底压，应满足σmax，一般要求，为地基允许承载力Kg Kg≥

1.2-

1.3σmax≤[R][R]支挡结构的稳定性验算是设计中必不可少的环节，直接关系到工程安全除基本验算外，对于特殊工程还需考虑地震作用下的稳定性，一般要求抗震设防烈度为度及以上地区的安全系数提高715%-20%整体稳定性分析常采用简化法或法等，通过寻找最危险滑动面确定最小稳定系数计算中需考虑地下水影响，Bishop Spencer必要时采用有限元方法进行更精确的应力变形分析路基支挡结构施工工艺挡土墙施工流程施工准备→基础开挖→基础处理→模板安装→钢筋绑扎→混凝土浇筑→养护→回填→附属设施安装土钉墙施工流程测量放线→分层开挖→钻孔→土钉安装→注浆→钢筋网铺设→喷射混凝土→排水系统安装桩板墙施工流程场地准备→桩位放样→成孔→钢筋笼安装→混凝土浇筑→开挖→板墙施工→排水设施安装加筋土墙施工流程基础处理→安装第一层面板→铺设土工格栅→回填压实→重复铺设直至设计高度→顶部处理支挡结构施工安全要点施工监测现场管理建立完善的监测系统，包括位移严格控制开挖速度和支护时序，监测、应力监测和地下水位监防止超挖和暴露时间过长基坑测采用全站仪、倾斜计、测斜开挖应分层分段进行，严禁超管等设备，定期观测支挡结构的挖确保临时排水设施完善，防变形情况重点监测项目包括墙止雨水积聚机械设备不得在支体水平位移、垂直沉降、倾斜角挡结构顶部或附近堆放，避免增度及周边地表沉降，发现异常应加荷载现场应有专人负责安全立即采取措施监督，确保施工按方案执行应急措施制定详细的应急预案，包括极端天气、变形过大、渗水等情况的处理流程准备足够的应急材料，如支撑材料、防水材料、回填材料等建立应急响应机制，明确责任人和联系方式，确保出现异常情况时能够迅速反应，将风险降到最低新型路基防护与支挡材料随着材料科学的发展，新型路基防护与支挡材料不断涌现高分子土工材料如三维复合排水网，具有优异的排水性能，重量轻，安装便捷，已在边坡排水系统中广泛应用生物纤维土工毯使用可降解天然纤维，能够提供临时护坡功能，随时间分解为有机质，促进植被生长在支挡结构方面，膨胀聚苯板挡墙系统利用轻质材料减小土压力，轻质泡沫混凝土用于回填减轻荷载，竹纤维生态护坡材料则结合了传统智慧与现代工艺，具有优良的强度和环保特性这些新材料共同特点是绿色环保、施工便捷、性能可靠，代表了行业发展方向施工监控与变形监测测斜监测测沉监测自动化监测使用测斜仪或倾角传采用水准仪或精密沉现代工程多采用自动感器监测墙体倾斜情降观测系统监测墙体化监测系统，包括多况，常规测量精度为及周边地表沉降沉点位移计、应变仪、测点布降监测点沿墙体顶部渗压计等，结合远程

0.01°-

0.02°置通常在墙高每米每米设置一个，数据传输和实时分析3-510-15设置一个，重点监测周边地表则根据影响软件系统可小时24部位可适当加密数范围布设沉降速率连续监测，设置多级据应实时采集，当日超过天或累计预警值，并通过手机3mm/变化超过或累计变沉降超过墙高的或电脑终端实时

0.1°

0.5%APP化超过时应立即时应进行预警查看数据，极大提高

0.5°预警了监测效率和安全保障常见病害分析与修复病害类型主要原因修复方法墙体裂缝温度变化、基础不均匀沉裂缝灌浆、增设锚杆、加固降、材料收缩基础墙体鼓胀土压力过大、排水不良、地增设支撑、改善排水、地基基承载力不足加固墙体渗漏施工缝处理不当、排水系统防水处理、清通排水系统、堵塞、混凝土质量问题表面防护墙体倾斜地基承载力不足、地下水侵基础加固、设置锚杆、抗滑蚀、土压力计算不当桩加固冻胀破坏寒冷地区冰冻融化循环作用更换抗冻材料、改善排水、增设保温层支挡结构病害修复应先进行详细勘察，确定病害原因和程度，再制定针对性修复方案对于轻微裂缝，可采用环氧树脂压力灌浆；严重变形或倾斜的结构可能需要增设抗滑桩或锚索进行加固修复后应进行持续监测，确保修复效果实际工程案例一高速公路边坡防护项目背景选用方案效果对比某高速公路穿越山区，路线总长最终采用复合防护系统

①坡顶设与原方案相比，复合防护系统初期125公里，约路段需要高填深挖置截水沟，断面为；

②投资增加约，但长期维护成本60%

0.8m×

0.6m15%其中一处高边坡高度达米，坡度坡面采用格构植被护坡，格构尺寸降低，生态效益显著提升工3230%为，地质为强风化花岗岩，降雨，厚；

③每隔高度程完工后第二年植被覆盖率达1:

1.53m×3m15cm6m90%量丰富，设计使用年限为年设置一道马道，宽；

④坡脚采用以上，边坡稳定监测数据显示位移1002m原设计采用常规混凝土护坡，但考浆砌片石护脚墙，高，顶宽量不到设计值的在经历多次

2.5m40%虑到生态环保要求和长期维护成，底宽；

⑤在坡面关键部强降雨后，该系统表现出优异的排

0.5m

1.5m本，需重新评估防护方案位设置长度为的锚杆加固水和抗冲刷能力，充分证明了复合6-8m防护系统的适用性和可靠性实际工程案例二山地道路支挡结构设计挑战某山区公路改建工程，一侧为陡峭山体，另一侧为深谷，可用宽度严重不足路段长

1.2公里，需支挡高度8-15米不等，地质条件为第四系残坡积层覆盖基岩，局部有地下水渗出工期要求紧，且不允许大规模开挖，交通不能完全中断解决方案采用桩板式挡墙结构，桩径

1.0米，间距

2.2米，桩长12-18米不等，部分深入基岩2-3米墙板采用15厘米厚钢筋混凝土预制板，背面设置土工布和碎石反滤层桩身配筋率

1.2%，混凝土强度等级C30，抗渗等级P6每50米设一道伸缩缝，墙背设置排水孔直径10厘米，间距2米施工与效果施工采用半幅作业方式，保障交通基本畅通先进行钻孔桩施工，待桩体强度达到设计要求后进行分层开挖和板墙安装全线工程在8个月内完成，比常规支挡结构节省工期约20%工程竣工后监测数据显示，墙体最大水平位移为12毫米，竖向沉降不超过15毫米，各项指标均在设计允许范围内，充分保障了山区道路的安全运行实际工程案例三城市道路加筋土挡墙空间受限解决方案优化设计方案工程成效城市某主干道扩建工程，路幅由原来的加筋材料选用双向拉伸聚丙烯格栅，抗拉相比传统混凝土挡土墙，该加筋土挡墙节24米拓宽至36米，一侧紧邻住宅区，距强度为40kN/m，铺设间距

0.4米面板省工期30%，降低造价约15%施工过程离最近建筑物仅10米支挡高度要求6-8采用

0.4m×

0.4m×

0.14m的装饰性混凝土中噪音和振动大幅减少，得到周边居民认米，且需要美观、占地少、施工扰民小砌块，背后设置200g/m²无纺土工布作为可工程完工后，挡墙与周边环境融合度最终选择采用加筋土挡墙技术，面板采用反滤层挡墙采用垂直面形式，最大限度高，面板绿植生长良好，形成了城市生态装饰性混凝土预制块，具有良好的景观效节省用地填料选用改良土，压实度要求景观带性能监测表明，墙体变形量小，果≥95%，每层填筑厚度20厘米最大水平位移仅为高度的

0.2%，远低于设计允许值工程设计规范与依据《公路路基设计规范》《公路工程抗滑支挡工程（）技术规范》（JTG D30-2015JTG/T）D32-2012该规范是公路路基工程设计的基本依据，详细规定了各类路基防该规范专门针对抗滑支挡工程，护与支挡结构的设计要求、计算详细介绍了锚固工程、土钉墙、方法和构造要点其中对边坡稳抗滑桩等支挡结构的设计理论、定分析、支挡结构选型、土压力计算方法和施工工艺对于地质计算等内容进行了详细规定，明条件复杂、滑坡隐患明显的路段确了不同支挡结构的适用条件和设计具有重要指导价值，是复杂技术要求地质条件下支挡工程设计的重要依据《公路排水设计规范》（）JTG/T D33-2012该规范针对公路排水系统设计，包括路基排水、边坡排水等内容规定了不同地区、不同等级公路的设计暴雨重现期，给出了明沟、暗管、渗沟等排水设施的设计参数和构造要求，是路基防护与支挡结构排水系统设计的重要依据路基防护与支挡结构的设计流程地质勘察收集地形地貌、地层岩性、地下水、不良地质等资料，进行必要的现场勘探和室内试验方案比选根据工程条件、地质条件和环境要求，提出多种可行方案并进行技术经济比较结构计算对选定方案进行荷载分析、土压力计算、稳定性验算和结构内力计算施工图设计绘制平面布置图、结构断面图、配筋图和构造详图，编写设计说明和工程量清单设计流程的每个环节都至关重要，其中地质勘察是基础，数据质量直接影响设计安全性；方案比选应从技术可行性、经济合理性、施工便捷性和环境友好性多方面考虑；结构计算需考虑正常使用、极限状态和地震作用等多种工况；施工图设计应确保图纸清晰、构造合理、标注完整，便于施工实施技术在支挡结构设计中的应用BIM三维建模优势碰撞检查应用BIM技术能创建支挡结构及周边环境在城市道路或复杂环境中，支挡结构的精确三维模型，直观显示复杂地形常与地下管线、临近建筑物等存在干与构筑物关系设计人员可从多角度涉风险BIM技术通过自动碰撞检测查看模型，更全面地理解结构布置功能，能迅速发现干涉点并及时调整三维建模特别适用于复杂地形条件下设计，避免施工过程中的返工和延误的支挡结构设计，能有效减少设计误实践表明，应用BIM技术能减少设计差，提高设计质量变更70%以上施工模拟功能BIM技术可模拟支挡结构的整个施工过程，包括工序安排、机械配置和施工进度，辅助优化施工组织设计通过施工模拟，可预见潜在问题并提前采取措施，降低施工风险同时，可向施工人员直观展示关键节点的施工方法，提高施工质量路基防护与支挡结构运营维护定期检查内容预警机制包括墙体外观、变形情况、裂缝发展、排水系统功能和周边环境变化等一般每建立监测数据库及预警系统，设定变形、位移、裂缝等多级预警值当监测数据季度进行一次常规检查，雨季前后应增加检查频次特殊情况如强降雨、地震后达到黄色预警值时，增加监测频次；达到橙色预警值时，制定应急处置方案；达应立即进行专项检查到红色预警值时，立即启动应急预案，确保安全维护措施定期清理排水设施，确保畅通；对墙面裂缝及时处理，防止扩展；加强绿化养护，保持植被良好生长状态；对局部损坏或变形部位进行修复加固，延长使用寿命常见维护包括排水沟清淤、裂缝灌浆、护坡植被养护等环境影响与可持续设计30%碳排放降低潜力采用生态防护替代传统混凝土结构85%本地材料利用率目标减少材料运输和资源消耗70%雨水收集利用率通过蓄水池系统收集边坡雨水95%边坡植被覆盖率应用生物多样性植被防护技术可持续设计理念已成为现代路基防护与支挡结构设计的重要考量通过采用生态型支挡结构，如植被混凝土挡墙、生态格宾石笼等，能有效降低混凝土使用量，减少碳排放选用本地材料不仅降低运输成本和能耗，还能更好地与周围环境融合边坡绿化采用乡土植物和多样化植被配置，能提高生态功能，增强生物多样性设计中融入雨水收集系统，将边坡径流引入蓄水设施，用于绿化灌溉，实现水资源循环利用这些可持续设计措施虽增加初期投资约10%-15%，但长期环境效益和社会效益显著典型设计实例分析典型设计实例展示了不同类型支挡结构的设计要点悬臂式挡土墙设计中，墙高8米，顶宽

0.4米，底宽

3.5米，底板厚

0.8米，趾板长

1.2米，踵板长

2.3米，墙背倾斜5°，采用C30混凝土，主筋Φ22@200，分布筋Φ12@200，设置Φ10PVC排水管，间距2米桩板墙设计中，桩径

1.0米，间距

2.2米，桩长15米，板厚15厘米，设置双层钢筋网片Φ8@150，排水孔Φ8@

1.5m加筋土挡墙面板采用厚14厘米的预制块，加筋材料为单向拉伸HDPE格栅，拉力强度为60kN/m，垂直间距40厘米，长度为6米，填料要求压实度不低于95%路基防护与支挡结构常见问题答疑问题解答在软土地基上建造挡土墙需要注意什么？软土地基上应避免采用重力式挡土墙，可考虑桩基础或地基处理；控制施工速度，防止过快加载；加密沉降观测点，及时监测变形高边坡防护应优先考虑哪种防护形式？高边坡应采用组合防护形式，如锚杆+网格植被或挡墙+格构护坡；应特别重视坡顶截水和分级防护，避免单一防护方式加筋土挡墙的填料有何特殊要求？填料宜选用摩擦性良好的粒料，如砂、砾石或细粒含量低的砂质土；有机质含量小于5%；压实度要求不低于95%；含水量应控制在最优含水量的±2%范围内支挡结构排水不良会导致哪些问题？排水不良导致墙背水压增大，增加土压力；使填料强度降低；加速材料劣化；造成墙底冲刷和地基软化；严重时可能引起整体失稳行业发展新技术展望智能监测技术可持续材料基于物联网的智能监测系统实现支挡结构利用工业废料、建筑垃圾再生材料制作生全生命周期监测，传感器集成温度、湿2态护坡砖、轻质填料等，减少资源消耗度、位移、应力等多种参数智能施工数字孪生技术采用机器人和自动化设备进行危险区域施建立支挡结构数字孪生模型，结合实时监工，提高安全性和效率测数据进行结构性能评估和寿命预测随着科技进步，路基防护与支挡结构领域正迎来技术革新智能监测系统已从单点监测发展为分布式网络监测，可实现毫米级位移监测和早期预警可持续材料研究方面，低碳水泥、纤维增强土、再生骨料等新材料显著降低了环境影响数字孪生技术将支挡结构的物理实体与虚拟模型结合，通过实时数据交互，实现了设计、施工和运维的全过程集成智能施工方面，3D打印技术已在小型支挡结构上取得突破，未来有望实现大规模应用这些新技术将从根本上改变传统路基防护与支挡结构的设计理念和实施方法总结与课程要点回顾基础概念理解路基工程定义、失稳机理与防护意义防护技术掌握边坡防护与排水系统设计方法支挡结构熟悉不同支挡结构的设计原理与计算方法工程实践通过案例分析提升综合设计与解决问题能力前沿技术了解行业发展趋势与新技术应用本课程系统讲解了路基防护与支挡结构设计的关键技术要点，建立了从理论到实践的完整知识体系学习过程中，我们强调了防护与支挡结构选型的科学性、设计计算的规范性以及施工实施的可行性，同时注重可持续发展理念的融入思考与讨论方案优化思考创新技术应用12假设你负责一条山区高速公路如何将BIM技术、智能监测系边坡防护设计，地质条件为强统与传统支挡结构设计有机结风化岩石，年降雨量合？这些新技术能否有效解决1500mm，边坡高度25米，如传统设计中的瓶颈问题？在你何结合生态理念设计最优防护接触的工程实践中，有哪些成方案？需要考虑哪些关键因功的技术创新案例值得分享？素？各种防护形式如何组合才能发挥最佳效果？经济效益分析3在支挡结构方案选择中，如何平衡初期建设成本与长期维护成本？生态型支挡结构虽前期投入较大，但从全寿命周期看是否更具经济性？请结合实际工程经验进行分析希望通过这些思考题，引导各位从多角度审视路基防护与支挡结构设计问题，培养综合分析与创新解决问题的能力欢迎在课后继续交流讨论，分享各自的见解与经验，共同提升专业水平参考文献与推荐阅读规范标准专业书籍《公路路基设计规范》JTG陈祖煜.《土力学与基础工程》.D30-2015中国建筑工业出版社,2018《公路工程抗滑支挡工程技术规邓学钧.《公路路基路面工程》.范》JTG/T D32-2012人民交通出版社,2017《公路排水设计规范》JTG/T何昌荣.《特殊地区公路路基设计D33-2012与施工技术》.人民交通出版社,2016前沿论文张明,王勇.生态型支挡结构在山区公路中的应用研究[J].公路交通科技,20223:118-124李强,刘洋.基于BIM技术的路基支挡结构全寿命周期管理[J].中国公路学报,20214:86-93赵刚,周涛.气候变化对路基边坡稳定性影响的数值模拟[J].岩土工程学报,20232:45-52。