內(nèi)蒙古地區(qū)路基邊坡坡度設(shè)計(jì)方案分析與探討

1、內(nèi)蒙古地區(qū)路基邊坡坡度設(shè)計(jì)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(jì)分析與探討岳秀梅（呼倫貝爾市公路勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司）摘要：本文結(jié)合內(nèi)蒙古地區(qū)自然狀況，對(duì)不良地質(zhì)地段路基填筑高度進(jìn)行分析，介紹了合理路基高度確定原則，通過(guò)對(duì)已建公路路基高度調(diào)查統(tǒng)計(jì)，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(jiàn)病害之一，在路基設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)于矮路基土質(zhì)如果不超過(guò)8m路基或者石質(zhì)不超過(guò)12m通常按照一般路基設(shè)計(jì)，采用規(guī)范規(guī)定坡度，不進(jìn)行穩(wěn)定性分析與驗(yàn)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，抗剪切能力比較低

2、，該地區(qū)進(jìn)行路基設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)于高填方路基或者路基邊坡比較陡時(shí)容易沿著滑動(dòng)面失穩(wěn)破壞，路基強(qiáng)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(duì)內(nèi)蒙古地區(qū)現(xiàn)有多條公路路基邊坡坡度進(jìn)行調(diào)查分析，同時(shí)驗(yàn)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(jì)原則路基邊坡設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該根據(jù)當(dāng)?shù)氐匦蔚孛?、風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)特征等因素來(lái)選擇適合于本地區(qū)的邊坡形式及邊坡坡度及邊坡防護(hù)類(lèi)型。邊坡防護(hù)包括路基主體防護(hù)和路基兩側(cè)占地范圍內(nèi)的保護(hù)帶防護(hù)兩部分，不同公路等級(jí)路基寬度也不同，等級(jí)越高寬度越寬，根據(jù)公路等級(jí)科學(xué)合理確定邊坡主體結(jié)構(gòu)及邊坡防護(hù)要求，保證邊

3、坡設(shè)計(jì)的合理性及與路線(xiàn)沿途景觀(guān)的和諧性。路基邊坡設(shè)計(jì)與防護(hù)同時(shí)要考慮沿線(xiàn)地質(zhì)特點(diǎn)，根據(jù)不同地質(zhì)條件科學(xué)合理進(jìn)行設(shè)計(jì)確保路基邊坡力學(xué)性能滿(mǎn)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(jí)公路路基邊坡坡度問(wèn)題，本文對(duì)內(nèi)蒙古地區(qū)工程沿線(xiàn)十二條不同等級(jí)公路有針對(duì)性進(jìn)行調(diào)查統(tǒng)計(jì)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(hào)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(jì) 83.4% ，由此可以看出

4、在調(diào)查路基邊坡1:3-1:6占較大部分比例，說(shuō)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(duì)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(xiàn)型邊坡失穩(wěn)破壞，失穩(wěn)破壞主要包括直線(xiàn)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(jìn)一步驗(yàn)算風(fēng)沙區(qū)高填方路堤邊坡的穩(wěn)定性，對(duì)于砂性土路基邊坡來(lái)說(shuō)，其滲水性比較強(qiáng)、粘性比較差，通過(guò)內(nèi)摩擦力確保邊坡的穩(wěn)定性。對(duì)于失穩(wěn)土體來(lái)說(shuō)，其滑動(dòng)面幾乎接近直線(xiàn)。對(duì)于原地面為近似直線(xiàn)陡坡的路堤來(lái)說(shuō)，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(xiàn)形下滑，對(duì)直線(xiàn)型邊坡失穩(wěn)進(jìn)行建模，計(jì)算模型分為填料為均

5、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(shí)度分區(qū)路基邊坡穩(wěn)定性分析兩種情況，對(duì)該地區(qū)高填方路基進(jìn)行實(shí)體工程計(jì)算，驗(yàn)算過(guò)程中采用極限方式即認(rèn)為邊坡在最外側(cè)失穩(wěn)。對(duì)于砂性土路基邊坡來(lái)說(shuō)，由于滲水性強(qiáng)、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(dòng)面近似直線(xiàn)形態(tài)。原地面為近似直線(xiàn)的陡坡路堤，如果接觸面的摩擦力不足，整個(gè)路堤亦可能沿原地面成直線(xiàn)形態(tài)下滑，在穩(wěn)定性分析時(shí)采用直線(xiàn)破裂面法：采用上述公式進(jìn)行計(jì)算，由于砂性土具有較小的粘聚力、較大內(nèi)摩擦角，故在計(jì)算中可以將粘聚力忽略不計(jì)，只考慮內(nèi)摩擦角作用，c=0則上式為K=tg 茵/tg 。當(dāng)計(jì)算 K 值 K=1時(shí)路基邊坡處于極限平衡狀態(tài)；計(jì)

6、算K 值 K1時(shí)說(shuō)明路基邊坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)；計(jì)算K 值 K1 時(shí)路基邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)。在路基設(shè)計(jì)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(chǔ)備，取路基土內(nèi)摩擦角最低值35.0 毅，當(dāng)邊坡坡度 m=1:1.5時(shí) =33.69毅，計(jì)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(jì)算不同坡度時(shí)的路基穩(wěn)定系數(shù)K 值，當(dāng)邊坡坡度m=1:2.0 ，=26.57毅時(shí) 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(shí) K=1.75 1.0 ，路基邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)；取邊坡坡度m=1:3

7、.5 ， =15.95毅時(shí) K=2.45 1.0 ，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(dāng)邊坡坡度繼續(xù)變緩時(shí)， 值繼續(xù)變小導(dǎo)致穩(wěn)定系數(shù)K逐漸增大，說(shuō)明繼續(xù)增加路基高度邊坡穩(wěn)定性與路基高度無(wú)關(guān)，國(guó)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(shí)需要對(duì)風(fēng)沙區(qū)公路路基特性、自然因素的影響等進(jìn)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(jì)風(fēng)沙區(qū)路基的過(guò)程中，對(duì)于科學(xué)合理的路基邊坡坡度來(lái)說(shuō)，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(qiáng)度，進(jìn)而在一定程度上可以減小工程量，同時(shí)可以降低工程

8、造價(jià)等。如果路基邊坡比較陡，將會(huì)難以控制路基邊坡的穩(wěn)定性，進(jìn)一步容易造成邊坡發(fā)生滑塌破壞，在路基較陡時(shí)，貼地層氣流容易發(fā)生明顯的分離現(xiàn)象。對(duì)于路基橫斷面來(lái)說(shuō)，為了適應(yīng)風(fēng)沙流活動(dòng)特點(diǎn)，通常情況下，需要具備良好氣流附體運(yùn)動(dòng)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(guò)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(shí)結(jié)合實(shí)際的工程經(jīng)驗(yàn)，在設(shè)計(jì)內(nèi)蒙古東部風(fēng)沙區(qū)高等級(jí)公路路基邊坡坡度的過(guò)程中，提出：在 1.0m以?xún)?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(shí)適當(dāng)放緩流動(dòng)沙丘區(qū)路基邊坡坡度，將流動(dòng)沙丘地區(qū)路基高度控制在 1.0-2.0m ，其

9、坡度控制在 1:4-1:8 。 6 路基合理邊坡坡度推薦通過(guò)對(duì)內(nèi)蒙古地區(qū)多條公路進(jìn)行調(diào)查統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)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(jìn)行驗(yàn)算分析，推薦適用于內(nèi)蒙古地區(qū)高等級(jí)公路路基邊坡坡度值范圍；當(dāng)路基高度小于1.0m時(shí)，緩坡式邊坡坡度推薦值范圍在1:4.0-1:10.0時(shí)適用于平坦或流動(dòng)沙地且路側(cè)無(wú)防護(hù)措施；一般式邊坡坡度推薦值范圍在 1:1.5-1:2.5時(shí)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(dāng)路基高度大于1m小于 2m時(shí)，緩坡式邊坡坡度推薦值范圍在1:4.0-1:8.0時(shí)適用于地形起伏較大流動(dòng)沙丘，路側(cè)無(wú)防護(hù)措施。一般式邊坡坡度推薦值范圍在1:1.5-1:2.5時(shí)適用于起伏較大流動(dòng)沙地，路側(cè)設(shè)有防護(hù)措施，適用于沖洪積平原潮濕區(qū)。7 結(jié)論通過(guò)調(diào)查分析多條已建公路路基邊坡坡度，并驗(yàn)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(jí)公路路基邊坡合理坡度值范圍，為設(shè)計(jì)人員在路基邊坡設(shè)計(jì)中提供一定參數(shù)。參考文獻(xiàn)：1 黃琴龍 .路基工作區(qū)的確定方法研究J. 同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)，2011 ，39(4):554-555.2 袁玉卿，王選倉(cāng) .風(fēng)積沙壓實(shí)特性實(shí)驗(yàn)研究 J.巖土工程學(xué)報(bào)， 2007 ，29(3):360-365.