路堑边坡设计.docx
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路堑边坡设计
路堑边坡设计说明
1、路堑边坡概况
本次设计路堑边坡划分为两类：
深挖路堑边坡和一般路堑边坡。
2、路堑边坡设计原则及概要
2.1设计原则
设计将体现“以人为本”的设计理念，贯彻“安全、环保、经济”的指导方针，并遵循“减载、固脚、强腰、排水、绿化”相结合的原则，方便施工的原则。
1、综合治理，防治结合，一次根治、不留后患；
2、深入分析工程地质条件，增强工程预判，提高技术措施的针对性；
3、合理放坡、加固适度，尽量做到土石方填挖平衡，减小征地和弃方；
4、“减载、固脚、护腰、排水”提高边坡整体稳定性；
5、技术措施合理、实用可靠，施工方便、安全；
6、增强边坡绿化，加固防护工程实用与美观相结合，力求工程与环境协调，提高工程社会效益；
7、动态设计，信息化施工，力求设计—施工科学、合理。
2.2一般路堑边坡设计概要
本次设计密切结合工程地质情况，在合理设计坡率条件下，以防护为主、少加固或不加固的原则设计。
仅针对需要收陡边坡、不良岩土、地下水发育、边坡稳定性不够等情况采用加固措施。
一般路堑边坡坡形坡率设计如下：
一般路堑边坡坡坡率表表1
岩性
风化程度
分级坡高
边坡坡率
平台宽度
砂岩、泥岩、泥质粉砂岩，或砂泥岩互层
全风化
8~10m
1:
1.00~1:
1.25
2m
强风化
8~10m
1:
1.00~1:
1.25
2m
中风化
10m
1:
0.75~1:
1.00
2m
设计采用细则如下：
1、边坡高度H≤12m，根据边坡岩性按1:
1.00~1:
1.25一坡到顶。
2、边坡高度H>12m，采用台阶式设坡，单级坡高8m或10m，平台宽2m并设平台截水沟。
坡率跟
3、地形陡峻地段，按上述坡率设坡将增加边坡总高度时，可采用陡坡率收坡，并进行适当加固，避免剥山皮式放坡。
4、软质岩（如泥质岩类）和受构造影响强烈路段，或地形陡峻路段，采用锚杆或锚索框架进行加固。
5、立交范围内弧状边坡，可根据地形适当放坡缓坡，避免因节理裂隙发育、风化等因素造成局部溜塌、垮塌等。
6、顺层边坡，应综合产状要素及地形地貌，合理采用放坡或收坡加固处理。
2.3路堑高边坡设计
2.3.1路堑高边坡设计概要
1、路堑高边坡的工程地质特征
（1）地层岩性：
地层岩性及其组合是构成高边坡的物质基础，岩性决定岩石的强度，抗风化能力，岩体结构与所能保持的稳定边坡高度及坡度密切相关。
（2）地质构造：
地质构造决定岩层的产状，节理裂隙的性质及发育程度，断层破碎带的性质等，这些因素又决定了路堑边坡的岩体结构、破碎程度和地下水的赋存情况。
（3）边坡岩体的风化程度：
岩体风化一方面破坏了岩体的完整性，另一方面使岩石物质成份发生变化，导致岩石物理力学性质的改变，直接影响岩体的强度及其水稳性，进而影响路堑边坡的稳定性。
（4）水文地质条件：
水是造成边坡失稳的主要诱发因素，地下水软化岩土体，降低其强度，增大重度而增大了下滑力，有时还产生静、动水压力。
这些均不利于边坡的稳定。
是否存在地下水及其发育程度是评价边坡稳定的重要因素。
2、路堑边坡坡形、坡率、坡高及加固措施
路堑边坡的开挖是对山体应力状态的重大改变，如处理不当，将是造成边坡失稳的直接原因。
因此路堑边坡的设计是否合理是决定路堑边坡稳定的关键，它包括确定坡形、坡率、边坡高度和加固与防护结构的类型等。
故在一定的工程地质条件下，路堑边坡的稳定性取决于设计的坡形坡高及加固措施是否与地质条件相适应。
3、施工方法、工艺及施工顺序
施工方法、工艺及施工顺序对路堑边坡的稳定也有很大影响，故应结合不同地质条件及工程特性，在设计合理的前提下，做好施工组织，选择合理的施工方法及工艺，尤其做好开挖与支挡工程的有机配合。
如对稳定性风险较大的边坡，必须分级开挖，随即支挡，挖一级，支挡防护一级，再向下开挖。
若一挖到底再进行加固防护，或采用大爆破等不当施工方法，可能造成边坡失稳变形，轻则局部坍塌，重则引发工程滑坡，从而增加工程费用及影响施工进度。
4、其它
除上述因素以外，如破坏植被，生产、生活用水管理不善、边坡上部人为堆载等，均对边坡的稳定有不利的影响。
2.3.2路堑高边坡的变形类型和破坏模式
1、边坡深层变形
边坡所在山体或斜坡体工程地质条件差，有不良坡体结构或岩体结构，有贯通且延伸度长的倾向临空的不利结构面或软弱夹层，地下水发育，影响范围深、边坡较高，存在产生规模较大的滑坡、坍塌、错落等坡体整体失稳变形的可能，其范围常超出边坡范围。
针对此类坡体变形，结合坡形、坡率设计，必须采取支挡或加固措施，如预应力锚索框架、锚索框架等，用以固脚强腰，同时辅以必要的排水及减重等措施，确保坡体的稳定。
2、边坡浅层变形
在边坡范围内工程地质条件较差，或含水量高，或有倾向临空的不利结构面，变形破坏可以是一级或数级边坡的变形，但破坏深度一般不超过6～7m，如坍塌、浅层滑坡、局部契形体滑动等。
针对此类边坡变形病害，采用改变坡形、坡率或做一些如锚杆框架、仰斜排水孔等一般加固及排水措施，即可防止病害的发生及变形规模的进一步扩大。
3、坡面变形
当边坡稳定性不受其岩土强度、风化裂隙面和构造结构面的控制而自身稳定时，仅因坡面风化剥蚀和受水冲刷等产生坡面变形，如剥落、溜坍、冲沟等，破坏深度一般为坡体表层1～2m范围，此类变形只需采取防护措施（如护面墙、浆砌片石护坡、骨架内植草等），即可防止坡面的变形。
2.3.3稳定性评价及分类
路堑高边坡按稳定程度划分为四类。
1、稳定边坡：
工程地质条件较好，无不良地质特征和不利的构造面，边坡在设计坡率情况下能保持稳定，边坡不产生变形，不需要采取加固措施，稳定系数K≥1.20的边坡。
2、基本稳定边坡：
工程地质条件一般，无不良地质特征和不利的构造面，边坡在设计坡率情况下基本保持稳定，但在外部不利因素（雨水）影响下，坡面会出现较小的变形或局部破坏，但不会影响道路畅通，坡体不需要加固，只需适当调整边坡坡率、做好截排水措施和进行坡面防冲刷防护，稳定系数K＝1.10～1.20的边坡。
3、欠稳定边坡：
工程地质条件较差，有少量不利的构造面，但贯通性差，边坡在设计坡率情况下不足以保持稳定，边坡范围内可能产生明显变形或破坏，对道路安全有较大影响，需要调整边坡坡率或适当加固，稳定系数K＝1.0～1.10的边坡。
4、不稳定边坡：
工程地质条件差，有不良地质特征或不利的构造面，边坡在设计坡率情况下不能保持稳定，坡体可能出现严重变形、坍塌或其它破坏，对道路安全有严重影响，坡体需要进行加固和防护，稳定系数K≤1.0的边坡。
2.3.4高边坡加固防护设计思路
本线路堑高边坡设计遵循“减载、固脚、强腰、排水”的原则，贯彻“建绿色通道，走环保之路”、“恢复自然、水土保持、综合治理、因地制宜、技术先进、经济美观”的理念。
在卸载受限制，放坡对自然植被影响严重的路段，采取“强支挡、弱削方”的原则来加固边坡；部分工点具备放坡施工条件，采用放坡减载设计，以缩短工期和降低工程造价。
2.3.5坡形坡率设计
边坡的坡高及坡率根据工程地质类比、力学计算、生态环境保护、绿化的难易程度及行车视觉等综合考虑确定。
本次设计对地形地貌较缓的山坡，采用放坡减载设计；对地形地貌陡峻的路段采用弱削方、强支挡的原则，避免“剥山皮”式的刷坡，针对不同坡体岩土结构采用不同坡形坡率设计：
坡形设计：
设计统一采用台阶式边坡，最顶上一级坡高不大于12m，其余每级坡高为10m。
边坡平台一般宽2m，对于高度较大的边坡，如有卸载条件，常在坡体中部设计一个或多个6m的宽平台，以减少坡脚应力集中。
坡率设计：
根据各个坡体不同的情况，采用工程地质类比的方法，一般路堑边坡坡率值详见表2：
路堑高边坡坡坡率表表2
岩性
最大坡高
每级坡高
边坡坡率
平台宽度
砂岩、泥岩、泥质粉砂岩互层
25～45m
10m
第1级1:
0.75，其余1:
1.0
2m
45～60m
10m
第1、2级1:
0.75，其余1:
1.0
第2或3级6m，其余2m
＞60m
10m
第1、2级1:
0.75，其余1:
1.0
第2和4级6m，其余2m
2.3.6支挡加固工程设计
岩土边坡常用的支挡加固工程可分为支挡体系（如：
各种形式的挡土墙等）和锚式体系（如：
一般砂浆锚杆、预应力锚索等）。
不同体系的支挡加固技术措施，既具有各自的优势，也存在一定的局限性和不足。
1、挡土墙（支挡体系）：
本线设计仅对个别坡高较低而且地形陡峻需要收坡者，采用高2～3m挡墙；
2、预应力锚索（锚式体系）：
通过预应力锚索结构自身特点，锚索体锚入（锚固段）边坡一定深度，并按设计需要对锚索体施加一定张拉力，由此锚索体主动对边坡岩土产生预应力，及时平衡边坡楔形体、潜在裂面（或滑坡体）产生的下滑力，并有效扼制边坡松弛区的发展，从而达到稳定边坡的目的。
3、钢筋砂浆锚杆：
钢筋砂浆锚杆用于边坡浅层变形（坍塌、小型楔体破坏等）的预防性加固。
钢筋砂浆锚杆配套格梁，增强了坡面的整体性和稳定性外，并为岩质坡面绿化提供了良好条件。
十多年来，国内高速公路路堑边坡已广为应用。
2.3.7防护工程设计
防护的作用和目的：
一是控制边坡表层的风化速率；二是防止地表雨水冲刷。
1、残坡积层及全风化岩地层的边坡防护：
地层呈土或风化呈土状，为防止坡面受雨水冲刷并兼顾美观，一般采用植物防护，如植树、植草，形成一个隔离坡面的防护层，以减少雨水下渗和缓冲径流条件而保护坡面。
也采用分割受水面积、减缓雨水流速和及时引排的措施，如各种类型骨架、框架和格梁等。
尤其对本线高液限土粉土、粘性土边坡，由于其长石、云母成分对雨水的作用极其敏感，因此特别需要采用分割受水面积的防护措施。
2、对强、弱风化岩质和坡率较陡边坡，普通植草不易成活的情况，采用客土植草和培土植草为主，采用适合本地生长草籽，并加入种子量30～40％的矮灌木籽，有条件时，加适量花卉种子。
3、对软质岩边坡必要时，设置高1m脚墙加固坡脚，防止积水浸泡软化坡脚。
4、边坡防护根据以下原则进行选择：
（1）土质边坡和类土质边坡，坡高不大于6m，喷播植草防护；坡高大于6m，采用三维网植草防护；各类型骨架和格梁框架内采用三维网植草防护。
（2）岩质边坡：
强风化层采用人字形骨架植草防护或采用6cm厚客土喷播防护。
在软质岩强风化层采用人字形骨架植草防护；硬质岩强风化层采用6cm厚客土喷播防护。
中～微风化层采用8~10cm厚客土喷播。
（3）坡残积层及全风化较厚的边坡：
该类岩土体容易受雨水冲刷，宜采用各种类型骨架等措施分割坡面，并适当调小骨架间距，以减小水流的冲刷。
（4）边坡两端可视面及堑顶部位采用铺草皮或喷播植草防护。
对于每个高边坡，应结合工程措施和边坡高度，在适当位置设置检查踏步，以利于边坡的检查、维护；结合地形地貌，相应自然山坡凹槽处的坡面设置急流槽。
5、防护工程兼顾环境美观的考虑
本线边坡大部分均为土质边坡或类土质边坡，在防护工程的设计时，尽量考虑了采用坡面圬工少（各类骨架）或没有圬工的防护措施；对于岩性差且需要加固的边坡，采用格梁、框梁等坡面抑制件作为边坡传力的结构形式。
设计提出：
第一，所有植草都应选择适合本地生长的草种；第二，所有喷播植草、三维网喷播植草和客土喷播都应掺入种子量的30～40％的矮灌木种子混播，使整个坡面营造和谐的边坡景观。
绿化施工单位应合理选择草种和施工季节，严格施工工艺，及时养生；验收检测标准应达到：
土质边坡绿化植物覆盖率、成活率不小于95％，岩质边坡绿化植物覆盖率、成活率不小于80％。
通过以上措施，最终实现本路段“安全、环保、和谐、舒适”的目标。
6、为加强边坡的养护与管理，在边坡每级坡面适当位置结合检查踏步，采用C20砼预制块砌筑。
边坡坡率陡峻时（边坡坡率≥1:
0.5），为方便上坡，在边坡开口线两侧
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