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1、第32卷第2期广西大学学报(自然科学版)Vol.32,No.22007年6月JournalofGuangxiUniversity(NatSciEd)June,2007文章编号:1001-7445(2007)02-0194-06山区高速公路边坡设计探讨1121蓝日彦,周铮,孙义刚,叶琼瑶(1.广西交通规划勘察设计研究院,广西南宁530011;2.广西大学,广西南宁530004)摘要:针对山区高速公路边坡设计的特殊性,提出其设计应遵循的原则,边坡稳定分析方法及主要设计内容,并通过一工程实例说明,山区公路边坡设计具有预测性、风险性
2、和动态性等特点,应在综合运用各种定性定量分析方法对场地工程地质条件进行分析评价的基础上,选择合理的边坡形态、坡率和适用的加固防护措施.关键词:山区;高速公路;边坡;设计中图分类号:U412文献标识码:A山区高等级公路建设不可避免地会出现大量的高填路堤和深挖路堑边坡,其坍塌、滑移,常造成交通中断,投资增加,严重影响公路的运行效率.为尽可能消除或抑制各种边坡地质病害,对山区高等级公路边坡设计进行研究是有必要的.1山区公路边坡设计的特殊性山区公路边坡设计具有以下特点:(1)详细的地质资料是设计的前提.边坡是将地质体的一部分改造为人
3、为工程,其稳定性受控于地质条件和人为改造程度,设计的边坡只有符合岩土体的地层岩性、结构、构造、风化程度及强度特征才能保持稳定.(2)边坡设计是预测性设计.由于线长、点多,而且变形尚未发生,因此其设计是在对开挖后可能产生的变形类型、规模、部位的预测来设计的.(3)边坡设计是风险性设计.山区地质条件的复杂多变,前期难以勘察清楚,从而使设计依据不充分,具有一定的风险性.同时,土方开挖必然改变坡体内的应力状态,造成坡体松弛变形、地表水下渗,对此该如何控制,目前在认识上还存在差距,从而也使设计具有较大的风险性.(4)边坡设计是动态的.
4、由于开挖前对边坡的地质情况难以摸透,使设计难以完全符合实际,因此有必要把地质工作延伸到施工过程中,根据地质条件的变化,进行设计变更,即所谓的“动态设计,信息化施工”.(5)边坡设计对施工程序和方法应提出严格要求.边坡变形破坏,既有设计上的原因,也有施工程序和方法不当的原因.如雨季施工大量雨水渗入坡体软弱结构面;大药量爆破造成岩体破碎、软弱面松动甚至滑坡等.因此在设计文件中对施工程序和方法应提出严格的要求.2边坡设计应遵循的原则山区公路边坡设计的上述特点决定了其设计必须遵循以下原则和思路:(1)并行设计.由于边坡工程地质条件复
5、杂,因此严格按照岩土工程要求将滑坡治理工程明确划分为勘察、设计和施工三个阶段是不现实的,常常相互交织在一起,亦即并行设计.并行设计必须建立在非常充分的可行性研究基础上,长江三峡链子崖治理工程即是成功的并行设计范例.(2)反馈设计.反馈设计又可称为监控设计、动态设计或信息设计,它建立于监测基础上.主要基于施工期逐步明朗的地质条件及监测结果,对岩体工程进行动态设计,达到优化设计结果,反馈设计的关键是根据现场施工监测资料对原设计进行正确的反分析.(3)绿色设计.绿色设计已成为现代边坡工程设计的重要组成部分.生物环境工程是公路环境治
6、理a收稿日期:2007-04-15;修订日期:2007-04-25基金项目:广西自然科学基金项目(桂科自0339006)作者简介:蓝日彦(1976-),男,广西马山县人,广西交通规划勘察设计研究院工程师,硕士.a第2期蓝日彦等:山区高速公路边坡设计探讨195工程的主体,其内涵是应用先进的绿化工程技术恢复与重建植被.因此在路基边坡设计时,应结合公路沿线的地形、地貌、地质和气候特征,正确设计边坡植被防护与加固工程.(4)智能性设计.智能科学应用于边坡工程领域是一个具有重要意义的研究方向,目前正处于开创性阶段.对复杂边坡工程系统,
7、通过智能科学方法进行规划、决策和设计是21世纪的发展方向.3边坡稳定分析方法边坡稳定分析方法在不断发展,由定性逐步走向定量.定性方法主要包括自然历史分析法、工程类比法及图解法,定量方法主要包括刚体极限平衡分析法及数值分析方法.3.1定性分析法定性分析方法主要是通过工程地质勘察,对影响边坡稳定性的主要因素,可能的变形破坏方式及失稳的力学机制、已变形地质体的成因及其演化史等进行分析,给出被评价边坡一个稳定性状况及其可能发展趋势的定性说明和解释.其优点是能综合考虑影响边坡稳定性的多种因素,快速地对边坡的稳定状况及其发展趋势做出评价
8、.(1)自然(成因)历史分析法.该方法主要根据边坡发育的地质环境、边坡发育历史中的各种变形破坏迹象及其基本规律和稳定性影响因素等的分析,追溯边坡演变的全过程,对边坡稳定性的总体状况、趋势和区域性特征做出评价和预测,对已发生的滑坡,判断其能否复活或转化,主要用于天然边坡的稳定性评价.(2)工
