內(nèi)蒙古地區(qū)路基邊坡坡度設(shè)計方案分析與探討

1、內(nèi)蒙古地區(qū)路基邊坡坡度設(shè)計分析與探討- 企業(yè)管理論文內(nèi)蒙古地區(qū)路基邊坡坡度設(shè)計分析與探討岳秀梅（呼倫貝爾市公路勘測規(guī)劃設(shè)計有限公司）摘要：本文結(jié)合內(nèi)蒙古地區(qū)自然狀況，對不良地質(zhì)地段路基填筑高度進行分析，介紹了合理路基高度確定原則，通過對已建公路路基高度調(diào)查統(tǒng)計，確定路基高度與路基功能關(guān)系，最終推薦路基合理高度。關(guān)鍵詞：路基高度邊坡坡度1 概述路基沉陷、路基邊坡滑塌是公路路基常見病害之一，在路基設(shè)計過程中對于矮路基土質(zhì)如果不超過8m路基或者石質(zhì)不超過12m通常按照一般路基設(shè)計，采用規(guī)范規(guī)定坡度， 不進行穩(wěn)定性分析與驗算， 但內(nèi)蒙古地區(qū)土質(zhì)比較特殊，以砂性土為主，由于砂性土塑性較差，抗剪切能力比較

2、低，該地區(qū)進行路基設(shè)計時對于高填方路基或者路基邊坡比較陡時容易沿著滑動面失穩(wěn)破壞，路基強度和穩(wěn)定性直接影響路基結(jié)構(gòu)功能和使用功能，因此本文針對內(nèi)蒙古地區(qū)現(xiàn)有多條公路路基邊坡坡度進行調(diào)查分析，同時驗算風(fēng)沙區(qū)路基邊坡穩(wěn)定性與路基高度關(guān)系，最終推薦內(nèi)蒙古地區(qū)在不同條件下公路路基邊坡合理坡度值范圍，以供參考。2 路基邊坡坡度設(shè)計原則路基邊坡設(shè)計時應(yīng)該根據(jù)當?shù)氐匦蔚孛?、風(fēng)沙運動特征等因素來選擇適合于本地區(qū)的邊坡形式及邊坡坡度及邊坡防護類型。邊坡防護包括路基主體防護和路基兩側(cè)占地范圍內(nèi)的保護帶防護兩部分，不同公路等級路基寬度也不同，等級越高寬度越寬， 根據(jù)公路等級科學(xué)合理確定邊坡主體結(jié)構(gòu)及邊坡防護要求，保

3、證邊坡設(shè)計的合理性及與路線沿途景觀的和諧性。路基邊坡設(shè)計與防護同時要考慮沿線地質(zhì)特點，根據(jù)不同地質(zhì)條件科學(xué)合理進行設(shè)計確保路基邊坡力學(xué)性能滿足規(guī)范要求。3 已建公路路基邊坡坡度調(diào)查分析為了有效解決內(nèi)蒙古地區(qū)高等級公路路基邊坡坡度問題，本文對內(nèi)蒙古地區(qū)工程沿線十二條不同等級公路有針對性進行調(diào)查統(tǒng)計分析，其中最小路基邊坡坡度為 S214 金塔 - 酒泉公路路堤0.5m ，坡度為 1:1.5 ，最大路基邊坡坡度為古爾班通古特沙漠石西- 彩南沙漠公路里程樁號為K37+44左邊坡，路基形式路塹深為 2m ，坡度為 1:8.3 ，但大部分路基邊坡坡度在1:3-1:6之間，占調(diào)查統(tǒng)計83.4% ，由此可以看

4、出在調(diào)查路基邊坡1:3-1:6占較大部分比例，說明1:3-1:6坡度在該地區(qū)已經(jīng)取得廣泛應(yīng)用.4 風(fēng)沙區(qū)路基邊坡穩(wěn)定性分析對于風(fēng)沙區(qū)高填方路基，從受力方面考慮沙性土路基失穩(wěn)破壞主要呈現(xiàn)直線型邊坡失穩(wěn)破壞，失穩(wěn)破壞主要包括直線型邊坡失穩(wěn)、路堤連同地基失穩(wěn)、產(chǎn)生凹陷推擠變形三種破壞形式。 為了進一步驗算風(fēng)沙區(qū)高填方路堤邊坡的穩(wěn)定性，對于砂性土路基邊坡來說，其滲水性比較強、粘性比較差，通過內(nèi)摩擦力確保邊坡的穩(wěn)定性。 對于失穩(wěn)土體來說， 其滑動面幾乎接近直線。 對于原地面為近似直線陡坡的路堤來說， 如果接觸面摩擦力不足， 在這種情況下容易導(dǎo)致路堤沿原地面成直線形下滑， 對直線型邊坡失穩(wěn)進行建模， 計算

5、模型分為填料為均質(zhì)路基邊坡穩(wěn)定性分析和考慮路面材料性質(zhì)及壓實度分區(qū)路基邊坡穩(wěn)定性分析兩種情況，對該地區(qū)高填方路基進行實體工程計算，驗算過程中采用極限方式即認為邊坡在最外側(cè)失穩(wěn)。對于砂性土路基邊坡來說，由于滲水性強、粘性差，主要靠邊坡的內(nèi)摩擦力支承邊坡的穩(wěn)定性，失穩(wěn)土體的滑動面近似直線形態(tài)。原地面為近似直線的陡坡路堤， 如果接觸面的摩擦力不足， 整個路堤亦可能沿原地面成直線形態(tài)下滑，在穩(wěn)定性分析時采用直線破裂面法：采用上述公式進行計算， 由于砂性土具有較小的粘聚力、較大內(nèi)摩擦角，故在計算中可以將粘聚力忽略不計，只考慮內(nèi)摩擦角作用， c=0則上式為 K=tg茵 /tg 。當計算 K 值 K=1時路

6、基邊坡處于極限平衡狀態(tài)；計算K 值 K1 時說明路基邊坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)；計算K 值 K1 時路基邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)。在路基設(shè)計中通常風(fēng)沙區(qū)砂性土內(nèi)摩擦角取值范圍在35.0 毅 -39.5 毅之間。為使穩(wěn)定系數(shù) K 具有較高安全儲備，取路基土內(nèi)摩擦角最低值35.0 毅，當邊坡坡度 m=1:1.5時 =33.69毅，計算穩(wěn)定系數(shù)K=1.05 1.0 ，路基邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)。在路基填土高度相同情況下計算不同坡度時的路基穩(wěn)定系數(shù)K 值，當邊坡坡度 m=1:2.0 ，=26.57毅時 K=1.40 1.0，路基邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)；邊坡坡度 m=1:2.5，=21.80毅時 K=1.751.0 ，路基邊坡處于

7、穩(wěn)定狀態(tài)；取邊坡坡度 m=1:3.5，=15.95毅時 K=2.451.0 ，路基邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)；根據(jù)變化規(guī)律可以看出當邊坡坡度繼續(xù)變緩時， 值繼續(xù)變小導(dǎo)致穩(wěn)定系數(shù) K 逐漸增大，說明繼續(xù)增加路基高度邊坡穩(wěn)定性與路基高度無關(guān)，國內(nèi)學(xué)者建議穩(wěn)定系數(shù)K 取值較為合理的區(qū)間為1.05-1.50 。同時需要對風(fēng)沙區(qū)公路路基特性、自然因素的影響等進行綜合考慮。因此，比較合理的m 為 1:1.5-1:2.5 。5 風(fēng)沙區(qū)路基邊坡坡度與路基高度關(guān)系在設(shè)計風(fēng)沙區(qū)路基的過程中，對于科學(xué)合理的路基邊坡坡度來說，一方面能夠減少路基邊坡發(fā)生病害的概率，另一方面能夠確保路基具有良好的穩(wěn)定性能和強度，進而在一定程度上可

8、以減小工程量，同時可以降低工程造價等。如果路基邊坡比較陡， 將會難以控制路基邊坡的穩(wěn)定性，進一步容易造成邊坡發(fā)生滑塌破壞，在路基較陡時， 貼地層氣流容易發(fā)生明顯的分離現(xiàn)象。對于路基橫斷面來說，為了適應(yīng)風(fēng)沙流活動特點， 通常情況下，需要具備良好氣流附體運動條件。所以，相互協(xié)調(diào)的路基高度和邊坡坡度，在一定程度上可以有效減輕埋沙、風(fēng)蝕等。通過分析風(fēng)沙區(qū)路基邊坡坡度與路基高度之間的關(guān)系，同時結(jié)合實際的工程經(jīng)驗，在設(shè)計內(nèi)蒙古東部風(fēng)沙區(qū)高等級公路路基邊坡坡度的過程中，提出：在 1.0m 以內(nèi)固定、半固定沙丘區(qū)路基高度， 并且將路基邊坡坡度控制在 1:1.5 ，同時適當放緩流動沙丘區(qū)路基邊坡坡度，將流動沙丘

9、地區(qū)路基高度控制在1.0-2.0m ，其坡度控制在1:4-1:8 。6 路基合理邊坡坡度推薦通過對內(nèi)蒙古地區(qū)多條公路進行調(diào)查統(tǒng)計分析，對風(fēng)沙地區(qū)路基邊坡穩(wěn)定性及與路基高度相關(guān)關(guān)系進行驗算分析，推薦適用于內(nèi)蒙古地區(qū)高等級公路路基邊坡坡度值范圍；當路基高度小于1.0m時，緩坡式邊坡坡度推薦值范圍在1:4.0-1:10.0時適用于平坦或流動沙地且路側(cè)無防護措施；一般式邊坡坡度推薦值范圍在 1:1.5-1:2.5時適用于植被較好固定沙丘地區(qū)且路基施工后路側(cè)植被保持完整性，適用于工程地質(zhì)條件良好戈壁平原地區(qū)、沖洪積平原半干旱區(qū)、 工程地區(qū)條件良好低山丘陵區(qū)。當路基高度大于1m 小于 2m時，緩坡式邊坡坡

10、度推薦值范圍在 1:4.0-1:8.0時適用于地形起伏較大流動沙丘，路側(cè)無防護措施。一般式邊坡坡度推薦值范圍在1:1.5-1:2.5時適用于起伏較大流動沙地，路側(cè)設(shè)有防護措施，適用于沖洪積平原潮濕區(qū)。7 結(jié)論通過調(diào)查分析多條已建公路路基邊坡坡度，并驗算分析風(fēng)沙區(qū)路基邊坡穩(wěn)定性及與路基高度相關(guān)關(guān)系， 推薦適用于內(nèi)蒙古地區(qū)不同條件下高等級公路路基邊坡合理坡度值范圍，為設(shè)計人員在路基邊坡設(shè)計中提供一定參數(shù)。參考文獻：1 黃琴龍 .路基工作區(qū)的確定方法研究J. 同濟大學(xué)學(xué)報，2011 ，39(4):554-555.2 袁玉卿，王選倉 .風(fēng)積沙壓實特性試驗研究 J.巖土工程學(xué)報， 2007 ，29(3):360-365.