淺析城市道路路基邊坡計算的應用

贛州市城鄉規劃設計研究院

摘要：近幾年來經濟的快速發展帶動了城市建設的不斷發展，而其中道路是城市經濟的重要組成部分，也是人們出行必不可少的條件，所以在目前的城市建設過程中，對城市道路的要求不斷提高。道路質量的好壞與它的基礎密切相關，所以在城市的道路的修建過程中，一定要保證基礎工程的質量，路基是城市道路的基礎，它的質量優劣直接關系到城市道路的使用壽命和運行狀況，所以在城市道路施工中，控制好施工質量是至關重要的。所以會用到CASIO測量程序計算路基邊坡來控制道路的穩定性、

關鍵詞：路基邊坡；穩定性

1.道路路基邊坡的穩定性分析的計算

1.1邊坡的穩定性分析原理和方法

目前，城市道路邊坡會受到各種因素的破壞，分為土體強度的破壞、受水侵蝕、設計施工不當、荷載過大、地震或其他自然因素影響。其中設計施工不當屬于人為因素，在施工的時候必須對可能出現失穩或已出現失穩的路基進行分析，以保證路基設計既能達到了經濟性的要求，又滿足穩定性的要求。

可以根據道路邊坡的滑動面形狀來判斷出土質，出現平面性的情況，則可以判斷出道路用的是松散的砂型土及砂土；如果出現圓柱形或碗型的情況，則可判斷出是粘土。同樣的，也可以通過力學來求解滑動現象。如果遇到單一平面問題，可以根據靜力平衡的問題來解決；遇到兩個破壞面問題，則可以根據超靜定問題來解決；遇到多個破壞面問題，可以用多次超靜定問題來解決問題。用極限平衡原理來解決個問題，假設使求解靜不定向問題變為靜定問題，鋼塑體遇到滑動土體沿滑動面整體滑動，我們不應該考慮土體的相對運動，同時不考慮內應力，因為土體在滑動面上達到極限平衡，滑動面唯一，最不利滑動面，位置則要通過計算確定。這個其中有個缺點，這個方法不能分析下滑體中的真實內力和反力，不能從中得到其中的應力和變力，只有一個安全系數。

1.2路基穩定與變形計算

1.2.1填方路基穩定性的分析包括路堤堤身的路堤和路堤沿斜破地基或者軟弱層帶的穩定性、穩定性和地基的整體穩定性等內容。

1.2.2填方路基、地基的整體穩定性和填方路基和地基的整體穩定性最好采用簡化Bishop法來分析和計算，穩定安全系數Fx按照式子 計算。

式子中：Wi—第i土條重力

Qi-第i土條垂直方向外力

ai-第i土條底滑面的傾角

Ki-系數由土條滑弧所在位置分別按照式子

當土條i的滑弧位于地基中時

式中：Wdi-第i土條地基部分的重力

Wd-第i土條填方路基部分的重力

Bi-第i土條寬度

U-地基平均固結度；

Cdi，Qdi-第i土條滑弧所在地基土層的粘結力和內摩擦角；

Mai-系數，用式子計算。

當土條i滑弧位于路基中的時候

式子中：Cti、Qti-第i土條滑弧所在路基土的粘結力和內摩擦角。其余的符號意義和上面的一樣

式中：Qi-第i滑弧所在土層的內摩擦角，滑弧位于地基中時取地基土的內摩擦角位于路基中時取路堤土的內摩擦角。

2 填方路基沿著斜坡地基或者軟弱層帶滑動的穩定性可以采用不平衡推理法進行分析計算，穩定安全系數Fx利用下面兩個計算得到，計算圖示見圖

式中：Wqi-第i土條的重力與外加豎向的荷載之和

αi-第i土條底滑面傾角；

Ci Qi第i土條底的粘結力和內摩擦角

Li-第i土條底滑面長度

Ei-1-第i-1土條傳遞給第i土條的下滑力

用上面兩個式子逐條計算，一直到第n條的剩余推力為零，由此確定穩定安全系數Fx。

2.1 填方路基穩定性分析的強度參數應該根據填料場地的情況，選擇有代表性的土樣進行室內的實驗，并且結合現場的情況確定。

2.1.1 路基填土的強度參數C，Q的值，采用快剪或者三軸剪的固結不排水剪試驗獲得。式樣的制備要求以及穩定分析各個階段采用的實驗方法詳見表6.2.2當路堤填料為粗粒石或者填石料的時候，應該采用大型的三軸試驗儀進行試驗。

2.1.2 地基土的強度參數c，q值，最好采用直剪的固結快剪或者三軸剪的固結不排水剪試驗獲得。

2.1.3在分析路沿著軟弱層帶滑動的穩定性或者斜披路基水的時候，應結合場地的條件，選擇控制性層面的土層試驗獲得強度參數C，Q值，可采用直剪快剪或者三軸不固結不排水剪試驗。當可能存在地下水的時候，應該采用飽水試件進行試驗。

2.2 對于挖方路基邊坡的穩定性評價，適合采用數值分析法、工程地質類比法、圖解分析法和極限平衡法進行判斷。一定量的計算方法應該考慮邊坡破壞形式，按照以下方式確定。

2.2.1 規模較大的碎裂結構巖質邊坡和土質邊坡較適合采用Bishop計算；

2.2.2 對于那些可能出現的折線形的破壞邊坡盡量采用不平衡推力計算；

2.2.3 對于那些可能出現的直線型的破壞邊坡盡量采用平面滑動面解析的方法進行計算；

2.2.4 對于那種結構的比價復雜的巖質邊坡來講，可以配合實體比例投影的方法和赤平投影的方法來分析及鍥行滑動面來進行計算；

2.2.5 如果邊坡破壞機制比較復雜的時候，適當結合數值分析的方法來進行分析。

2.2.6 挖方路基邊坡穩定性計算的時候應當分成以下三種工況，其中穩定安全系數不得小于以下圖標所列值。

1.正常的工況：邊坡處于天然狀態下的一種工況；

2.非正常的工況Ⅰ：邊坡處于連續降雨或暴雨狀態下的一種工況；

3.非正常的工況Ⅱ：邊坡處于地震等荷載作用狀態下的一種工況。

3 路基防護

3.1 坡面防護設計應符合以下規定

3.1.1 對于受到自然因素作用下出現破壞的邊坡坡面現象，應該根據邊坡水土保持要求、環境保護、高度和邊坡坡率、水文地質條件、巖性、土質、等，應該選適合的防護措施。

3.1.2 軟硬巖層相見的挖方邊坡應該根據巖層自身情況采用全部防護或者是局部防護措施。

3.1.3 當漿砌片石護墻高度大于12m、骨架護坡高度和漿砌片石護坡大于15m時，應該在適當高度處設平臺，平臺寬度小于2m。

3.1.4 在采用植物或者是噴護、掛網噴護等挖方邊坡防護和在年平均降水量大于4oomm地區較高的土質玩方邊坡地段，適合在坡腳處設高1—2m漿砌片石護墻或者是護坡。

3.1.5 護墻的基礎、漿砌片石護坡應當埋置在路肩線以下不小于1m，而且不應該高于側溝砌體的底面；當地基為凍脹土時，應該埋置在凍結深度以下不小于0.25m。

3.1.6 用細粒土、砂類土等填料填筑的路堤，應該根據具體情況采取防護措施。

3.1.7 土質和易風化巖石的高挖方邊坡，適合在坡腳處設置擋土墻，以降低邊坡高度。當遇到擋土墻墻頂上方坡面設有漿砌片石護坡、護墻的時候，墻頂應該設置邊坡平臺，其中平臺的寬度不應該小于2m。

3.1.8 封閉式的坡面應該在防護的砌體上設泄水孔和伸縮縫。當坡面有地下水時，應該采取措施將水引排。

4.支擋結構

1 城市路基邊坡的穩定性不滿足要求，或者因條件限制（紅線、管線及建筑物等）以及路基收腳等時，應該設置邊坡支擋工程。

2 城市路基邊坡工程支擋設計應考慮對周邊環境的影響，做到體現生態保護和美化環境的要求。

3 還有要注意的是，在進行城市路基邊坡的支擋工程設計的時候，應該查明支擋工程地基的工程地質、水文地質條件、環境條件和路基邊坡等，并且從中取得設計必要的巖土物理力學參數。

5 路基邊坡的支擋工程的使用的年限應該不低于為其服務的城市路基工程和受其影響的相鄰建筑物的使用年限。

路基邊坡工程勘察應符合以下規定：

1 應該查明邊坡的長度、高度，邊坡巖土、地形地貌分布及形狀，水文地質條件以及擋墻地基地質條件，與邊坡有關的臨近建筑物及管線的關系和基礎型式、滑坡、埋深等不良地質的分布、穩定性、規模、破壞模式及變化趨勢等情況；提出各段邊坡的典型地質剖面圖、對高開挖和填方邊坡應該提出沿邊坡位置走向的地質縱坡面圖；提出支擋邊坡穩定性和變形驗算以及治理設計所需的有關巖土參數值。

2 對于高度較小、地質及環境條件簡單的路基邊坡的勘察可與道路工程勘察一并進行，但是還應該滿足邊坡工程勘察的要求和深度。對于高開挖和深填方路基區段的邊坡應進行專門的巖土工程勘察。

結束語

總之，隨著經濟的迅速發展，城市道路燈大量工程項目建成或正在建設，在建設過程中會產生各種類型的邊坡和遇到的一些問題，這些邊坡質量成為影響道路營運的主要因素。因此，如何設計經濟、安全可靠地邊坡工程其重要意義顯得越來突發。搞好鐵路的建設，確保路基邊坡的安全和穩定，就要深入的了解現場，針對不一樣的土質、工程水文等特點設計靈活的防護形式，并且加強施工管理，這樣才能夠真正保證安全快速的發展。

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