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对高边坡路段市政道路设计的探讨

时间:2022-11-27 16:45:08 来源:网友投稿

摘要:在城市化进程不断加快的过程中,道路建设是城市建设的重要方面,有时候会在某些地形比较陡峭的区域布置市政道路。然而,这些特殊地形与普通地面有较大区别,主要体现为高边坡,而这种地形是导致道路建设病害的重要方面。因此,对于高边坡地形的道路设计在论述了高边坡地形道路建设影响因素的基础上,并对其设计方法进行了讨论。

关键词:高边坡;稳定性;道路设计

1 引言

随着国家将城市化作为一种战略规划以来,城市化的进程不断加快,市政道路作为基本的交通设施,在城市建设中的重要性逐渐体现出来。然而其中存在的问题也日益显著,特别是特殊地形如高边坡地形的道路问题,因此有关高边坡的道路设计有待规范。由于高边坡地质的复杂性、不均质性和多变性,加之其稳定性受边坡岩土体质的影响,使得高边坡设计极为复杂。因此,加快开展具有高边坡地形道路设计的研究,并将最新理论投入到实践中运用,逐步提高具有高边坡地形道路设计的科学合理高效性。

2高边坡设计的方法和特性

2.1高边坡设计的基本原则和方法

2.1.1设计的基本原则

(1)高边坡设计是应该注重考虑环境的保护,科学合理规划,美化环境。

(2)对于高度40m以下的边坡原则上以稳定坡率为主,大于40m的边坡,放缓边坡可能增加大量弃方,破坏大量植被,应采取较陡的坡率增加支挡加固工程以减小边坡高度。

(3)高边坡设计应该对地表和地下排水系统进行完善,减少水对边坡稳定的影响。

(4)高边坡根据其使用年限和保护对象的重要性,应是安全可靠的。

2.1.2高边坡的设计方法

高边坡设计目前尚无统一的方法,一般采用三种方法相结合:

(1)工程地质比拟法:从自然稳定坡的调查中寻找可供比拟的坡形、坡率和坡高。

(2)力学计算法:选择符合坡体结构和破坏模式的计算方法对设计的坡形进行稳定性计算,调整坡形或增加支挡工程以达到合理的设计。既保整体稳定,又保局部稳定。

(3)经验对比法:以类似地质条件下稳定的人工边坡作参考设计新的边坡。加固工程目前广泛采用的有预应力锚索框架(地梁、墩)、预应力锚索桩、普通抗滑桩和挡土墙等,应根据实际条件选用。

2.2高边坡设计的特殊性

(1)科学规划设计的基础是要求详细的高边坡的地形地质资料。将地质体的一部分改造为人为工程,地质条件和人为改造都将影响其稳定性,只有符合岩土土体的地层岩性、结构、风化程度才能保持稳定。

(2)高边坡设计是预测性设计。由于前期对地质调查和勘探中对高边坡的不够重视,并且由于线长、点多,而且变形尚未发生,因此在最初的设计对开挖后可能产生的变形、规模、部分的预测不充分,并且没有做出补救措施,导致开挖后出现意外情况,由于资料不够,不能够科学快速的做出相应的对策。

(3)高边坡设计是风险性设计。由于地质资料的不足,因此,在最初设计时,设计依据不充分,存在很大的盲目性。同时,复杂多变的地质条件也使得设计极具风险。自然斜坡是长期的历史形成的,而人工边坡是在几个月内开挖形成的,要想改变坡体的应力状态,加之开挖后坡体变形,地表水下渗,导致设计风险增大。

(4)高边坡设计应该是动态的。由于条件限制,开挖前难以对实际情况作出所有的估计,因此设计也难以符合实际。因此,只有在施工过程中,随着开挖的暴露,进一步了解地质的变化,进行设计的更改。

3 高边坡稳定性评价方法

3.1边坡稳定性的影响因素

影响高边坡稳定性因素及其复杂,但总结起来,有如下几点:

(1)土质边坡稳定性的影响因素

土坡作用力的变化、土抗剪强度的降低、静水力的作用、地下水在坝或基坑等边坡中渗流所引起的渗流力等都是影响土质边坡稳定性重要因素。如由于在坡顶堆放材料或建造建筑物使坡顶受荷;土体中含水率或孔隙水压力的增加等等。

(2)岩质边坡稳定性的影响因素

地形因素、地层岩性要素(石灰岩,砂、泥岩互层,泥岩和膨润土)、地质构造元素、气候因素等是影响岩质边坡稳定性的重要因素。

3.2高边坡的稳定性评价

3.2.1稳定性的划分及需要进行划分的边坡

对于市政道路建设来说,需要进行稳定性评价的边坡包括:施工期间出现不利于工程开展的边坡、选择建筑场地的自然斜坡、使用条件发生变化的边坡。

根据稳定等级,一般将稳定性划分为稳定边坡、基本稳定边坡、欠稳定边坡和不稳定边坡。

(1)稳定边坡:稳定系数大于与工程安全等级对应的安全系数。

(2)基本稳定边坡:边坡的坡形坡率符合岩土体的强度条件,无倾向临空面的不利结构面。

(3)欠稳定边坡:稳定系数为1.00 ~1.05 。

(4)不稳定边坡:稳定系数小于1.00 。

3.2.2高边坡的稳定性评价方法

在查明地质条件的基础上,以工程地质分析对比法为基础,根据边坡沿途类型和结构,将力学计算两者结合起来。

(1)工程地质分析对比法

第一,根据稳定坡的坡形、坡率、坡高等方面评价其稳定性;第二,根据自然山坡已发生的变形类型和规模判断人工边坡可能发生的情况。第三,从作用因素及其幅度分析,主要是开挖引起坡体松弛、地表水下渗、岩土(特别是软弱带)强度降低分析可能发生的变形类型及规模;

(2)力学计算法

力学计算法有多种,主要包括:对可能产生平面滑动的边坡宜采用平面滑动法进行计算;对可能产生折线滑动的边坡宜采用折线滑动法进行计算;对结构复杂的岩质边坡,可配合采用赤平极射投影法和实体比例投影法分析。

4 高边坡设计方案

在科学合理的布局规划地表和地下排水的基础上,针对不同类型边坡,采取思路如下:

(1)土质边坡:以设计稳定坡形为主,在某些情况下,坡形坡率设计使其与边坡的岩土特征相融合,尽量减少加固工程措施,加强坡面防护,以达到或提高边坡的稳定度。为了避免“剥山皮”式刷坡,必要时可进行坡体浅层加固,一般采用锚杆框架、钢花管注浆等。

(2)类土质边坡:只有土体强度和结构面共同满足规范要求,才能保证坡体的稳定。

(3)二元结构边坡:坡形坡率设计采用上缓下陡坡率,与上土下岩坡体结构相适应;上部与土质边坡或类土质边坡设计类似;下部以加固倾向临空结构面及上下分界面的滑动为主,选用锚固、注浆及其它支挡结构进行加固。

(4)岩石边坡:针对层面坡形,对顺倾层状边坡采用锚索框架、锚杆框架等综合比较。对反倾层状边坡,针对倾向临空贯通结构面采用多种支挡结构综合比选。

5 结束语

道路建设是城市建设的第一步,在高边坡区域设计市政道路,又有重重困难,因此加强高边坡区域道路设计的理论和实践研究具有极其重要的价值。只有科学合理的规划设计,充分考虑地质等因素,加强管理,将最新的研究成果应用到实践中才能保证高边坡道路的安全,稳定。

[参考文献]

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[2]袁兴无.公路边坡生态防护分析与设计方法.散装水泥,2008

[3]金仁祥,杨良策,任光明等. 三峡库区某公路顺层岩质边坡变形特征分析[J]. 地质灾害与环境保护, 2003, 14(2).

[4] GB50330 —2002 建筑边坡工程技术规范[S]. 北京:中国建筑工业出版社, 2002.

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