陡坡及高填路堤稳定性分析计算及设计

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1、32道路交通城市道桥与防洪2015年6月第6期陡坡及高填路堤稳定性分析计算及设计刘毅(上海市政交通设计研究院有限公司，上海市200030)摘要：以广西钦州地区某拟建主干路一段高边坡与陡坡结合的路堤为工程实例，针对陡坡及高填路堤稳定性分别进行阐述计算，在计算论证基础上进行设计，并采取相应的技术措施以确保路堤的整体稳定性，可为类似的工程提供解决问题的思路。关键词：陡坡；高填路堤；稳定性分析；设计中图分类号：U416．1文献标志码：B文章编号：109—7716(2015)06—0032—041．2地质

2、条件1工程背景根据地质勘察资料，该采石坑由于是人工开拟建工程位于广西壮族自治区钦州市，工程挖，地质剖面明显，由上至下依次分布为：表面为范围内地貌特征主要为剥蚀微丘、田地、虾塘等单厚度O．20～3．70m填土层，为人工筑堤形成产物，元，局部剥蚀微丘被采石开挖，形成深约14m的下卧厚度1．1O一3．40m的强风化基岩。层下为风化采石坑。砂岩，节理裂隙较发育，岩芯多呈碎块和短柱状，道路设计中不可避免的遇到这些采石坑，形岩石坚硬。地下水为裂隙水，裂隙为泥质充填，透成陡坡、高填路基，这些路基的稳定、路基沿

3、基底水性弱。地下水与地表水相连通，水位受养殖和潮斜坡滑动的稳定性是亟待解决的问题。总结以往水涨落周期性影响。结合工程经验，各土层主要物类似高填、陡坡路堤的断面、路基填料、结构尺寸理力学参数取值见表1。的设计经验，定性分析判定路基的稳定性、寻求经1．3地震济合理的定量设计思路是非常有必要的，并为以该地区地质岩层连续性较好，构造简单，工程后类似工程提供借鉴。区抗震设防烈度6度，中风化岩剪切波速经验值1．1场地条件为500m／s，属坚硬土层；建筑场地类别为Ⅱ类，属本工程位于钦州市滨海新城沙井岛片区，道

4、抗震一般地段。工程抗震按7度设防。路等级为城市主干路，局部路段道路路基遇采石2高填陡坡路堤危害及原因分析坑，长约60m，受规划线位控制，道路平面线形无法避让采石坑，半幅道路位于采石坑范围。该处采高填陡坡路堤常见病害有路基不均匀沉降导石坑底高程约为一16．0m(85国家高程，下同)左致的纵横向开裂、路基滑动导致的工程滑坡或边右，道路设计高程约为4．8m左右，故路基边坡最坡坍塌等。大高度约为2O．8m。采石坑边缘距坑底距离约为针对前述工程现状，本工程路基底无软弱滑30m，高度为16．7m，原地面线边

5、坡平均坡率为动面，故可能的路堤病害发生主要原因有以下几1：1．8，最大坡率处接近1：0．85。根据《公路路基设点：计规范》3．6，该段路基属于高边坡及陡坡路堤，须(1)高填土路堤填土压实不足或路基填料为进行路堤稳定性验算，见图1。不良土质时，因路堤存在空隙，在雨水及行车荷载的作用下产生竖向压缩变形，路堤失稳破坏。(2)路堤边坡潜在的滑动面在雨水渗流或冲刷的作用下，存在滑动的趋势，从而引起路堤的侧向位移或沉降。(3)陡坡路基处于半填半挖地段，差异沉降造图1采石坑处剖面简面(单位：m)成路面裂缝或变

6、形。收稿日期：2015—03—12(4)斜坡路基填料选择不当和路基边缘压实作者简介：刘毅(1978一)，男，黑龙江宁安人，工程师，从事道路设度不够，边坡对季节性较为敏感。当坡面未封闭处计工作。2015年6月第6期城市道桥与防洪道路交通33理，雨季边坡水渗透，常在距路基边缘1．0～2．5m范围内的填方边坡上发生纵向裂缝。(5)高边坡路堤坡脚防护与加固不妥，导致坡脚处抗力不足导致的路基下滑，致使路基沉降开裂；(6)路基排水系统设计不完善导致的路基范围内排水不良会引起路基填土含水量大、土质松软、强度降

7、低、边坡坍塌、堤身沉陷或滑动。3高填陡坡路堤稳定性分析3．1软件初步分析针对路堤边坡较高且位于陡坡上的实际情图3简化Bishop法最不利滑动面(单位：m)况，如何选择安全合理的路基断面及结构形式，是(2)瑞典条分法检算简化Bishop法本段路基设计的重点。考虑到地基情况对计算结果有较大影响，本鉴于路堤基底为中风化岩层，承载力高，路堤次计算的非自然形成地质情况，路堤直接填筑在填筑施工过程中稳定性好，完工后的路堤断面在中风化岩上，地基平均固结度可按U=I考虑更加路堤自重及行车荷载作用下属最不利工况，

8、故本合理，即地基完全固结。文仅对运营期的路堤稳定性进行分析。根据上述简化Bishop法求得的滑动圆弧，按3．2经典方法验算分析瑞典条分法计算求得的安全系数为1．42，小于简3_2_1路堤整体稳定性分析化Bishop法求得的安全系数1．434，且结果相近，(1)最不利滑动面的确定与规范条文中说明中“简化Bishop计算结果比瑞按前述路基边坡建立模型，以边坡坡脚处为典条分法平均大6．5％”相符合，证明计算结果合坐标轴0点，采用瑞典条分法计算整体最不利滑理。动面，滑弧圆心位于X=13．143、Y=27