摘要:在本文中,主要从道路填土边坡的施工环境、相应的地质条件、填土深度和填土边坡岩面坡度以及道路设计参数等特点入手,全面分析了填土边坡以及形成的填方路堤边坡的稳定性,在加强填土边坡稳定性的基础制定了相应的预防措施,以此促进工程稳定开展。
关键词:道路路堤边坡;稳定性;治理措施
当前,伴随着社会经济的快速发展,城市化建设进程逐渐加快,特别是在机械化发展期间,大型土石方边坡工程已经不是什么难题。在城市建设过程中,周围大多数是丘陵地貌,土石方工程极多,局部区域由于受到山地地形地貌的影响,普遍采取放坡或者深填的方式,如此一来,便形成了填土边坡。本文以城市建设期间形成的路堤填土边坡举例说明,详细分析了填土边坡段对于路堤边坡的稳定性情况,提出了相应的措施。
1、有关道路路堤边坡稳定性的实际工程情况
当前,所拟建的道路位于某城市范围内,道路长度达到500m,它是城市次干道的Ⅱ级,其中道路标准的宽度为22m。相应的拟建场地东侧已经挖填整平,主要适用于开发区建设用地中,西侧则是公园用地,拟建道路沿着西侧填土边坡盖5-42m。另外,南北侧的全部属于开发建设用地,并且地貌起伏不是很大,从整体情况来看,处于东高西低的发展趋势。
2、对于边坡稳定性的具体分析方法
2.1 数值方法
其实在运用数值法的时候,它就是为了可以分析路堤边坡的稳定性,第一需要先根据建设的路堤土体的结构模型进行分析,然后根据试验直接验证,并且还需要取出土体的物理力学的各种数据,更要设置边界条件,这样在应用有限单元法的时候,还需要求出对路基内部各个环节点的应力关系。但是在某些间接的手段上可以看出来,地基或者是边坡有着比较强的稳定性。当然还要对数值方法的优点进行相应的分析,主要是全面了解到各个不同的施工情况,更要正确的模拟路基上受力的形态,所以参数的测量或者是分析在计算过程中相对比较复杂,主要是缺少相应的工程实践过程中需要被统一接受的评价体系。另外,还需要考虑到岩土自身的特点,并且数值法在使用中弹粘塑性块体元分析是边坡施工中常用到的方法。
2.2 极限平衡方法
通常情况下,根据我国公路设计规定来讲,还需要推荐根据刚性极限平衡离乱的安全系数分析方式,所以该测算方法比较简单,容易掌握,可以适用在工程实践过程中。但是极限平衡方法的原理内容就是对摩尔库仑破坏的原则,先假设一个潜在的路基不断滑动,之后要根据滑动面上的土体对静力平衡进行分析,以此可以求出在滑动面上的剪应力以及预应力。另外,滑动面上平均的抗剪力需要和剪应力称作为滑动面的安全系数。当然还需要测算出无数个滑动面,取出相应滑动面中比较安全系数也比较小的滑动危险面,反之,相应的就是安全系数小的也就是稳定的安全系数。
按照道路路基性质以及物理力学反应的情况可以看出来,滑动面会直接产生直线、析线以及曲线三种不同的形式。
①直线滑动面方式:如果路基填料为砂类的时候,那么在这个阶段中,边坡的渗水性会比较强,粘聚力相对比较弱,所以路堤边坡需要保持一定的摩擦力。反之,粘聚力越弱,那么滑动面会接近直线。因此,如果当地基断面形式接近陡坡直线的话,而且摩擦力不够时,当然也会发生使得路基沿着斜体不断下滑。另外,关于直线滑动面稳定性而言,所分析方法仅仅用在砂类路基的施工情况中。
②折线滑动面方式:在该过程中,其主要的方式是根据滑动面为基底的形式来进行施工。当然,在分析的时候,还需要将滑动面的上端按照折线形式划分为很多个条块,并且是由上而下测算出下滑力以及抗滑力之间的差距,另外要想防止差距过大,这个时候需要使用边坡稳定性的手段,需要对条块的划分进行在管理。
③曲线滑动面方式:一般在出现边坡滑移问题的时候,可能会因为滑动面为曲面,在这样的情况下,就说明其具有一定的粘聚力。所以,因为土体工程本身的原因,物理力学性质以及 含水率等差异性会比较大,其中比较危险滑动位置是没有办法预知的。
整体上来讲,对于路堤边坡问题理解还是需要逐步进行研究,即使是认识到任何一种方法的重要性时,或多或少都存在一定的约束性,因此要想使得工程方便,那么需要选择使用假设条件,简化不利因素,这样一来,这些方式都是属于近似法。另外,在路基进行设计以前,需要加强对交通的调查以及对岩土的勘察等,这些都是为了可以获取准确参数而设定的,比如车辆重量以及并行车数量等。
另外,需要注意的是,在拟建道路的时候,其主要处于断层构造中。按照以往的研究调查表明,产地区域内大部分地区地表被填土覆盖,而在线路低端中也会出现有一定的基岩,从实际情况来看,在线路低端中,经常会出现基岩外露的情况,而且还可以在岩体中发现两种缝隙:分别是产状100°以及45°缝隙的平整面,而这个时候的张开度需要保持在1.2mm,不需要填充,缝隙还需要保持在1.0-2.5m之间,利用一定的高度进行运行;产状在330°或者是75°中,缝隙比较平整,张开的宽度需要在1--3mm,没有填充的现象,因此缝隙之间的距离需要保持在0.8-3.5m范围内,结合程度一般。
3、对于边坡特点以及稳定性分析
3.1 路堤边的特点分析
从该城市的道路运行情况可以看出,斜坡坡度应当保持在20°以上。当前,在附近干道和东侧场地平场修建过程中,因为很多的块以及碎石,相应的会形成填土边坡,其实在填土边坡在最高处可以看出,其达到了43m,当前边坡坡度处于35°左右。现阶段,由于在堆积前就需要对道路进行相应的处理,并且填土是属于机械回填,并没有进行分层碾压,所以填土层的稳定性会关系到填土边坡界面的粘土。
3.2 边坡稳定性的测算以及分析
①在一些滑动法公式测算中,参数的选取以及粉质粘土或者是饱和状态的填土等这些内容都需要加强管理。当计算剖面的时候,需要结合道路设计施工实际情况进行分析,道路施工荷载和道路应用荷载可能会直接变为可以变的荷载。具体如下图:
图一 计算剖面示意图
因此在计算完成以后,该路段边坡需要在暴雨施工情况下,还要不断加强整项填土层的稳定性。
②填土层内部稳定性分析
表一 稳定性计算结果
结语:以上所述,因为在该阶段中,特别是在填土层中,这个时候就需要先将道路施工前的边坡进行填筑,并且在一定程度上边坡的坡度大,岩土周围也会存在一定的地下水聚集,因此基岩周围的粉质粘土强弱城市会关系到边坡整体稳定性的重要因素之一,而从勘察的过程中可以看出来,就需要先对粉质粘土的深度和岩土的力学数据进行相应的分析,主要是制定有效的解决措施进行研究,然后填土完成以后,需要对道路路基采取合理的措施进行解决。
参考文献:
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论文作者:吴有胜
论文发表刊物:《基层建设》2018年第34期
论文发表时间:2019/1/7
标签:路堤论文; 稳定性论文; 道路论文; 填土论文; 路基论文; 安全系数论文; 方法论文; 《基层建设》2018年第34期论文;