GDJT 002-01-2024 广东省公路路基边坡防护及排水设计指南(试行)

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资源简介

GDJT 002-01-2024

GDJT

广东省交通运输厅指导性技术文件

广东省公路路基边坡防护及排水设计指南

(试行)

Guidelines for Design of Highway Subgrade Protection and Drainage

in Guangdong Province

2024-7-19 发布 2024-8-1 实施

广东省交通运输厅发布

前言

公路路基防护及排水设施是公路重要的组成部分,为全面提升公路防灾抗灾能力,按照“适度提高设计标准、提升工程勘察精度和深度、强化路基工点设计和排水系统设计” 的理念,广东省交通运输厅组织编写了本指南。

梅大高速茶阳路段“5.1”塌方灾害发生后,我省对既有公路边坡防护及排水开展了全面的排查工作,调查发现大部分病害与地表水和地下水的作用有关,如填平区积水、边坡渗水、路堤管涌或流土、防护及排水构件损坏、坡面冲刷、排水不畅、边坡滑塌等缺陷或病害。

根据《交通运输部关于进一步提升公路防灾抗灾能力的指导意见》、《广东省交通运输厅关于印发〈公路路堤边坡防护及排水隐患排查工作指引(试行)〉和〈公路路堑边坡防护及排水隐患排查工作指引(试行)〉的通知》、《广东省交通运输厅关于进一步加强公路勘察设计工作的通知》、《广东省交通运输厅关于切实加强高速公路路堑边坡工程质量管理的通知》等相关文件精神,编制组重点围绕如何降低水对路基的不利影响,对省内外多条高速公路的防护及排水措施进行了大量调研,充分吸取梅大高速茶阳路段“5.1”塌方灾害的教训,总结了广东省近年来公路防护及排水工程实践经验,并广泛征求了业内有关单位和专家的意见及建议,完成了本指南的编制。

本指南的主要内容由十一个章节、七个附录组成,主要内容包括工程勘察、路堤边坡防护、路堑边坡防护、地表排水、地下排水、养护设计、监测等。

请有关单位在应用过程中,将发现的相关问题和建议函告广东省交通规划设计研究院集团股份有限公司(地址:广州市白云区鹤瑞路8号,邮编:510440),联系人:刘吉福,电话:13922102664,邮箱:617067152@qq.com ),以便修订时研用。

主编单位:广东省交通运输厅

广东省交通规划设计研究院集团股份有限公司

广东省交通运输规划研究中心

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广东省公路路基边坡防护及排水设计指南(试行)

主要编审人员:黄成造、张钱松、王璜、陈榕峰

主要编写人员:孙向东、刘吉福、梁志勇、江茂盛、张修杰、卢绍鸿、池坤敏、曾昭宇、贺佐跃、胡涛、戴奕洲、梁海军、黄宏、程正刚、许卫南、陈红、曹勇、瓦西拉里

主要审查人员:吴万平、张华、王科、杨学良、王桃云、胡惠华、邵树强

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目录

1 范围 1

2 规范性引用文件 2

3 术语与定义 3

4 基本规定 5

4.1 工程勘察 5

4.2 总体设计 6

4.3 路基设计 6

4.4 防护及排水 8

4.5 其它 9

5 工程勘察 10

5.1 一般规定 10

5.2 高路堤 11

5.3 陡坡路堤 13

5.4 深路堑 15

5.5 填平区 19

5.6 水文地质勘察 20

6 路堤边坡防护 22

6.1 一般规定 22

6.2 路堤稳定分析 22

6.3 支挡工程 27

6.4 防护工程 31

6.5 特殊岩土边坡 38

7 路堑边坡防护 39

7.1 一般规定 39

7.2 坡形设计 40

7.3 主要坡体结构及破坏模式 41

7.4 边坡稳定性分析 43

7.5 支挡工程 47

7.6 防护工程 54

7.7 特殊性岩土路堑边坡 59

8 地表排水 66

8.1 一般规定 66

8.2 水文与水力计算 66

8.3 路基排水 68

8.4 路面排水 77

9 地下排水 85

9.1 一般规定 85

9.2 路堤 85

9.3 路堑 88

10 养护设计 94

10.1 一般规定 94

10.2 路堤 95

10.3 路堑 98

11 监测 100

11.1 一般规定 100

11.2 地下水监测 100

11.3 变形监测 101

附录 A 边坡防护与排水缺陷与病害 104

附录 B 路堤稳定数值分析方法要点 105

附录 C 排水棱体的反滤层设计 106

附录 D 既有边坡风险等级及处治建议 109

附录 E 广东省部分地级市最新降雨强度公式 111

附录 F 骨架防护竖骨架的间距计算 113

附录 G 路堤平台截水沟的水力计算 117

附件

《广东省公路路基边坡防护及排水设计指南》(2024 版)主要提升一览表 119

范围

1 范围

本指南适用于广东省新建、改扩建高速公路和普通国省干线公路。

本指南规定了公路路基边坡,特别是高路堤、斜坡路堤、陡坡路堤、深路堑、填平区的防护及排水的勘察、设计等相关内容。

2 规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本指南的条款。不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本指南。

JTG D30 公路路基设计规范

JTG/T D33 公路排水设计规范

JTG C20 公路工程地质勘察规范

JTG/T 3334 公路滑坡防治设计规范

JTG/T 3610 公路路基施工技术规范

JTG/T D65-04 公路涵洞设计细则

《广东省高速公路工程地质勘察技术规程》(2024 年7 月版)

本指南参考如下标准和规范:

CECS 241:2008 工程建设水文地质勘察标准

TB 10049 铁路工程水文地质勘察规范

GB 50330 建筑边坡工程技术规范

工程地质手册(第五版)

术语与定义

3 术语与定义

3.1 潜水

埋藏在地表下第一个隔水层之上具有自由水面的地下水。

3.2 承压水

充满两个隔水层之间的含水层中的地下水。

3.3 管涌

在渗流作用下,土体中的细颗粒被地下水从粗颗粒的空隙中带走,从而导致土体形成贯通的渗流通道的现象。

3.4 流土

在渗流作用下,局部土体隆起、浮动或颗粒群同时发生移动而流失的现象。

3.5 高路堤

路基填土边坡高度大于 20m 的路堤。

3.6 斜坡路堤

基底平均横向坡度陡于 1:5 但不陡于 1:2.5 的路堤。

3.7 陡坡路堤

地面斜坡陡于 1:2.5 的路堤。

3.8 高填斜陡路堤

高填斜陡路堤包括高路段、边坡高度大于 12m 的斜坡路堤和陡坡路堤。

3.9 填平区

贴近路堤地势高的一侧设置的填高整平区域。

3.10 深路堑

边坡高度大于 20m 的土质或类土质路堑、边坡高度大于 30m 的岩质路堑。

3.11 边沟

为汇集和排除路面、路肩及边坡的流水,在路基两侧设置的纵向水沟。边沟

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常位于碎落台内侧或护坡道外侧,分为路堑边沟和路堤边沟。

条文说明:

我省设计图纸中,习惯把设置在挖方段碎落台与土路肩之间的水沟称为边沟;设置在填方坡脚护坡道外的水沟称为排水沟,为了与《公路工程名词术语》定义一致,本指南统称为边沟,分为路堑边沟和路堤边沟。

3.12 排水沟

将边沟、截水沟和路基附近低洼处汇集的水引向路基以外的水沟。

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基本规定

4 基本规定

4.1 工程勘察

4.1.1 勘察应根据勘察阶段、工程地质条件复杂程度、构筑物类型,采用工程地质调绘、遥感、物探、钻探、简易勘探、原位测试、取样及试验等手段和方法,分阶段查明拟建构筑物的工程地质条件和水文地质条件。

4.1.2 勘察应加强高路堤、陡坡路堤、深路堑和填平区等路段的工程地质调绘工作,其范围应结合工程地质条件和构筑物要求确定,宜调绘到第一分水岭。

工程地质条件复杂的工点,应加强工程地质调绘工作。地表汇水量对公路路堑边坡的稳定影响很大,其直接与汇水范围相关,调绘范围应比常规工点要大,调绘至第一分水岭基本可以控制汇水范围。

4.1.3 应加强花岗岩残积土等土样采取和测试工作。路堑边坡、路堤地基应取部分原状土样,测试天然和饱水状态的容重、抗剪强度指标;路堤填料应测试 93%、96%压实度下天然和饱水状态的容重、抗剪强度、渗透指标;土样应先做颗粒分析,非砂性土时再用 100g 锥做液塑限和常规试验,评价地表土和填料的水敏感性。

花岗岩残积土在广东地区分布较广,且多属于高液限土并具膨胀性,再加上广东在公路自然区划上位于武夷南岭山地过湿区、华南沿海台风区,气候湿润,夏季有台风,雨季长,对公路路基工程影响较大,因此需对其加强取样和测试工作。

本指南要求在路堑边坡中应采取Ⅰ级土样,以确保取样质量和试验指标的准确性;在路堤边坡根据路堤压实部位的不同开展针对性测试;公路上判定高限液土的液限采用的是

100g 平衡锥入土深度 20mm 时的液限,与《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)要求的 76g平衡锥入土深度 10mm 时的液限不同,测试时应注意。

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4.1.4 水文地质勘察宜与勘察阶段相适应并结合工程地质勘察进行。对于水文地质条件复杂的高路堤、斜坡路堤、陡坡路堤、深路堑和填平区或其他路基设计需要的工点,应开展针对性的水文地质勘察;调查区域的年平均降水量、极端降雨强度、地下水类型及其水位变化、补径排情况等,评价极端天气条件对路基工程的不利影响。

近年来广东受极端天气影响,公路水毁灾害频繁,部分造成了严重的人员财产的损失,水文地质勘察在工程建设中显得日益重要。本指南对水文地质条件特别复杂或路基设计需要的工点,要求开展针对性水文地质勘察,并强调对极端最大日降雨量等资料的调查,为设计提供基础资料。

4.2 总体设计

4.2.1 充分考虑地形、工程地质、水文地质、气象条件、自然灾害、生态环境等因素,开展路线多方案比选,宜绕避地质灾害高风险区。需穿越高风险区时,应选择合适的位置穿越,并采取切实可行的综合工程措施。

路线设计应考虑的因素很多,且变化很大。地形、地质与自然条件(气象、极端天气、自然灾害、生态环境)等是影响路线布设的主要因素。近年来,极端天气频发,引发了很多地质灾害,因此强调要尽量避让地质灾害高风险区。

4.2.2 路基设计宜避免高填深挖,地质条件不利路堤稳定、路基中心填方高度超过 20m 或中心挖方深度超过 30m 时,宜结合路线方案与桥梁、隧道等构造物或高低式分离路基进行方案比选。

4.2.3 路线设计时,应进行平、纵、横综合设计,尽量减少“贴山皮”路基、 “剥山皮”路基和陡坡路堤。

4.3 路基设计

4.3.1 高路堤、陡坡路堤、边坡高度大于 12m 的斜坡路堤、深路堑、不良地质路基边坡及填平区与弃土场等应按独立工点开展勘察设计,做到“一坡一图”。

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高填斜陡路堤、深路堑边坡常存在边坡稳定性不足的问题,高填斜陡路基还存在路堤不均匀变形的问题。为贯彻《广东省交通运输厅关于切实加强高速公路路堑边坡工程质量管理的通知》的理念和要求,并更好的反映设计意图,要求采用“一坡一图”。

4.3.2 可能产生管涌、流土等渗透变形破坏的路堤,或填平区对路堤稳定性影响较大的路段,新建公路或改扩建公路不宜设置填平区。设置填平区时,应采取完善的地表和地下防排水措施,其压实度不应低于路堤,并应与路堤同步施工和检测。

4.3.3 设置填平区的路堤、沟谷中的斜坡路堤等易受地下水影响的路堤应进行地下水监测,根据监测结果验算路堤稳定性,并采取必要的地下排水或路堤加固措施。

4.3.4 暴雨及连续降雨工况计算的路堤稳定系数宜在《公路路基设计规范》

JTG D30 基础上提高0.05。考虑潜水、承压水的影响时,路堤稳定系数不应小于《公路路基设计规范》JTG D30 中暴雨及连续降雨工况下的安全系数。

4.3.5 新建公路或改扩建公路,存在顺层的边坡、存在顺坡向优势节理裂隙或顺坡向软弱结构面的边坡、存在厚层崩坡积体的长大缓坡边坡应初步判别为潜在滑坡工点,并按滑坡工程相关要求进行勘察设计。

这三类边坡是我省近年来新建公路项目中易产生工程滑坡的坡体结构,以往我省的工程实践对于这类工点重视不够,导致产生了较大规模的工程滑坡,治理难度与投入巨大。因此本条强调需要提升此类工点的勘察设计要求,摸清地质情况,采取预加固等工程措施,尽量避免工程滑坡。

4.3.6 对高速公路及交通量大的一级公路,宜适当提高路堑边坡的边坡稳定设防标准:正常工况下高速公路不低于 1.25;暴雨及连续降雨工况不小于 1.2。

以往的工程建设中,从安全与经济相协调的角度,边坡稳定设防标准安全系数多取规范的低值或中值,较少取到规范的高值。近年广东省极端天气频发,对于高速公路及交通量大的一级公路宜适当提高设防标准。

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4.3.7 结合地质复核、施工监测、现场病害等加强边坡动态设计。

由于地质勘察存在一定的局限性,设计无法完全模拟施工状态,因此,高路堤、斜坡路堤、陡坡路堤、深路堑等应根据施工中反馈的信息,验证和完善设计。

4.4 防护及排水

4.4.1 公路排水系统应加强综合防排水设计,遵循“ 防、排、疏相结合” 的原则,根据公路沿线气象、水文、地形、地质及桥涵和隧道设置情况,综合布设路基排水设施,有效将雨水、地下水等排出路基范围,保障路基安全。

4.4.2 高路堤、陡坡路堤、边坡高度大于 12m 的斜坡路堤、深路堑、不良地质路基边坡及填平区与弃土场等应绘制工点排水系统设计图,示出各排水设施的结构尺寸、高程、排水方向等信息。

4.4.3 路界内坡面排水设施的设计降雨重现期应取 25 年。

设计降雨重现期的规定,应考虑公路设施在使用中受水侵害的风险大小,并兼顾其工程经济性。考虑到近年来广东省极端降水天气频发,通过分析对比相同路面及坡面汇水面积在不同重现期下排水设施的设计断面尺寸,本指南将路界内坡面排水设施的降雨重现期由 15年调整为 25 年。

4.4.4 新建项目或改扩建项目,边沟过水断面应根据水文计算确定,且边沟内截面面积不应小于 0.6m2。路堤边沟宜采用梯形断面。

4.4.5 边沟和截水沟宜采用浆砌片石或现浇混凝土。

4.4.6 公路排水设施不应兼做其他非公路排水用途,避免路界外来水(路堑顶截水沟除外)汇入;不能避免路界外来水汇入时,应对排水设施进行水文计算复核,确保排水设施泄水能力满足要求。

4.4.7 路基施工前应首先做好临时排水措施,才能开展后续施工。施工期间的临时性排水设施应进行合理布设,并宜与永久性排水设施相结合。

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4.5 其它

4.5.1 路基设计应考虑踏步、扶手、平台硬化等措施,利于养护巡查工作。

4.5.2 路基防护及排水工程,应加强施工管理、质量检验和验收工程,提高工程质量,避免出现附录 A 所属的缺陷或病害。

4.5.3 应加强截水沟、边沟、急流槽、排水沟、导水骨架等的运营养护工作,发现损毁、积水、溢水、淤积、沟外沟等现象时应及时处理。

4.5.4 高速公路及交通量较大的一级公路宜安装路灯或进行路堤滑塌和桥梁垮塌监测。

4.5.5 路基防护与排水工程应积极稳妥地采取新材料、新技术、新设备、新工艺,提高路基工程防灾、抗灾、减灾能力。

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5 工程勘察

5.1 一般规定

5.1.1 工程地质勘察应按现行《公路工程地质勘察规范》JTG C20 的相关规定执行;滑坡和软基路段宜参照《公路滑坡防治设计规范》(JTG/T 3334)和《公路软土地基路堤设计与施工技术细则》(JTG/T D31-2)等规范相关要求执行。

5.1.2 工程地质调绘应结合工程结构,充分收集、分析勘察区既有的各种地质资料和影像资料,结合必要的遥感解译及勘探测试进行。

5.1.3 工程地质勘探手段、方法和工作量布置应根据现场地形地质条件和勘探的目的确定,对于基岩出露,可通过地质调绘查清高路堤、深路堑、陡坡路堤等工程地质条件勘探深度应满足稳定性和变形计算的要求。

5.1.4 工程地质取样、测试应满足以下要求:

1 粉土、黏性土应取原状样,在 10m 深度以上,取样间距宜为 1.0m;10m深度以下,取样间距宜为 1.5m,变层应立即取样。砂土、碎石土可取扰动样,取样间距宜为 2.0m,变层应立即取样。层厚大于 5m 的同一土层,可在上、中、下取样。砂性土取样后应立即做动力触探试验;

2 地下水发育时,应探明地下水的初见水位和稳定水位,采集水样做水质分析;

5.1.5 室内试验应根据工程地质勘察的目的和要求、设计计算分析的需要选择土工试验、岩石试验、岩土矿物分析、水质分析等试验项目和试验方法。具体应满足以下要求:

1 粉土、黏性土应测定的分类指标和物理力学性质指标:

1)基本物理力学性质试验:含水率、天然密度、容重、孔隙比、界限含水量、压缩系数、压缩模量、抗剪强度、渗透系数(需要时进行)、颗粒分析(需要时进行)等;

2)属高液限土的,应补充膨胀指标试验;

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工程勘察

3)珠江三角洲区软土应选取部分土样加做高压固结试验、不排水抗剪切强度试验、三轴剪切试验、有机质含量测试,提供 e~p 曲线、先期固结压力、次固结系数等资料;

2 膨胀土试验项目应包括基本物理力学性质试验、收缩试验、膨胀力试验、自由膨胀率试验、标准吸湿含水率试验等。

3 全风化花岗岩及残积土作为填料时,宜先进行颗粒分析试验,非砂性土加做室内基本物理力学性质试验等。

4 砂土及碎石土试验项目应包括颗粒分析(筛分法)等。

5 岩石的试验项目应包括下列内容:

1)天然抗压强度试验、岩块抗剪试验;

2)硬质岩应加做饱和抗压强度试验,软质岩宜选部分做饱和抗压强度试验;

3)碎块状岩石样应做点荷载试验;

4)对肉眼不能辨认岩石名称的,应加做岩矿鉴定试验。

6 水样和土样的腐蚀性分析试验项目应符合现行《公路工程地质勘察规范》 (JTG C20)中的相关规定。

7 工程地质勘察宜在工地设置试验室,无条件设置工地试验室时,应采取措施确保试样的原始状态,避免因长时间存放或长距离运输影响试验数据的客观真实性。

5.1.6 水文地质勘察宜与勘察阶段相适用并结合工程地质勘察进行。

5.1.7 水文地质勘察应在收集和研究既有各种地质资料的基础上,采用水文地质遥感、调绘、物探、钻探、试验等相结合的方法进行,勘察的内容和工作量应根据水文地质条件复杂程度、工程规模、勘察阶段和已有工作的深度综合确定。

5.2 高路堤

5.2.1 路堤填土边坡高度大于 20m,或填土高度虽未达到 20m 但基底有软弱地层的路堤可能失稳、产生过量沉降及不均匀沉降时,应按高路堤进行勘察。

5.2.2 高路堤勘察应采用工程地质调绘、物探、钻探、简易勘探、原位测试、取样及试验等手段和方法分阶段查明下列内容:

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1 地貌类型、地形起伏变化情况及横向坡度;

2 地基土层结构、厚度、状态、密实度及软弱地层发育情况;

3 中风化基岩面的埋深和起伏变化情况;

4 岩层产状、岩石风化程度和岩体节理发育程度;

5 地表水和地下水的类型、埋深、分布和水质;

6 地基岩土的物理力学性质和地基承载力,包括地基土的天然状态、饱和状态下的抗剪强度指标;

7 基底的稳定性;

8 临近河流的路堤应重点评价基底在河流冲刷及水位变化时的稳定性。

5.2.3 工程地质调绘应符合下列规定:

1 初勘应沿拟定的线位及其两侧的带状范围进行 1:2000 工程地质调绘,调绘范围沿拟定的路线中心线左右两侧各不应小于两倍路堤基底宽度,斜坡地带下边坡宜调查到山坡坡脚位置,路堑边坡宜调查到第一分水岭。有软土等特殊土或地表水体发育时,应适当扩大调绘范围。

2 详勘应对初勘调绘资料进行复核。当路线偏离初步设计线位或地质条件需进一步查明时,应进行补充工程地质调绘,工程地质调绘的比例尺为 1:2000。

5.2.4 工程地质初勘工作量布置应符合下列规定:

1 每段高路堤应布置勘探横断面,其数量不应少于 1 条,间距宜为 100m~ 300m,视地质条件复杂程度选用;

2 当路线与沟谷斜交时,应增加沿沟谷方向布设的勘探断面;

3 每个横断面上勘探点的数量不宜少于 2 个,其中钻孔不应少于 1 个;

4 勘探深度应达到承载力满足设计要求的稳定地层且超过地基变形计算深度。

5.2.5 工程地质详勘工作量布置应符合下列规定:

1 最大填高处应布置勘探横断面,每段高路堤的勘探横断面数量不应少于1 条,每条横断面勘探点数量不应少于 2 个,其中钻孔不应少于 1 个。地质条件复杂时,应增加勘探断面数量。软土发育时,应与静力触探等原位测试结合进行综合勘探。

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2 每段高填路堤内勘探工作量应符合下列规定:

1)工程地质条件简单时横断面间距不应大于 100m,每个横断面钻孔不应少于 1 个;

2)工程地质条件较复杂时横断面间距不应大于 80m,每个横断面钻孔不应少于 2 个;

3)工程地质条件复杂时横断面间距不应大于 50m,每个横断面钻孔不应少于 3 个。

3 高路堤段横向地质变化较大时,路堤外侧应布设钻孔,勘探深度应满足路堤稳定性和变形计算需要。

5.2.6 勘探取样、测试应满足本文件第 5.1.4 条、第 5.1.5 条规定。

5.3 陡坡路堤

5.3.1 地面斜坡陡于 1:2.5,或坡率虽未陡于 1:2.5 但路堤有可能沿斜坡产生横向滑移时,应按陡坡路堤进行勘察。

5.3.2 陡坡路堤勘察应采用工程地质调绘、物探、钻探、简易勘探、挖探、原位测试、取样及试验等手段和方法分阶段查明下列内容:

1 地形地貌、地面横向坡度及变化情况;

2 覆盖层的厚度、土质类型、地层结构、密实程度和胶结状况;

3 中风化基岩面的横向坡度和起伏形态;

4 地质构造、层理、节理、软弱夹层等结构面的产状及岩体风化界面情况;

5 岩石风化程度和边坡岩体的结构类型;

6 地表水和地下水发育情况;

7 岩、土的物理力学性质及其抗剪强度参数;

8 地基土饱和状态下的抗剪强度指标;

9 陡坡路堤沿基底滑动面或潜在滑动面产生滑动的可能性;

10 红层地区泥质粉砂岩、残坡积土、风化土等地层滑动的可能性;

11 临近河流地段应重点评价基底在河流冲刷及水位变化时的稳定性。

5.3.3 工程地质调绘应符合下列规定:

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1 初勘应沿拟定的线位及其两侧的带状范围进行 1:2000 工程地质调绘,调绘范围沿拟定的路线中心线左右两侧各不应小于两倍路堤基底宽度,下边坡宜调查至坡脚位置,路堑边坡宜调查至第一分水岭。有滑坡、崩塌等不良地质发育时,应适当扩大调绘范围。

2 详勘应对初勘调绘资料进行复核。当路线偏离初步设计线位或地质条件需进一步查明时,应进行补充工程地质调绘,补充工程地质调绘的比例尺为 1: 2000。

5.3.4 工程地质初勘工作量布置应符合下列规定:

1 每段陡坡路堤应布置勘探横断面,其数量不应少于 1 条,间距宜为100m~300m,视地质条件复杂程度选用;当位于沟谷内时,勘探断面应沿沟谷方向布设;高挡墙的基底应进行代表性勘探。

2 每个横断面上勘探点的数量不宜少于 2 个,其中钻孔不应少于 1 个;

3 勘探深度应至持力层或稳定的中风化基岩面以下 3m;桩板墙的勘探深度不宜小于 20m,且应达持力层以下的稳定地层中不应小于 6m,在此深度范围内遇基岩,钻孔至中风化基岩深度不宜小于 3m;

5.3.5 工程地质详勘工作量布置应符合下列规定:

最大填高处应布置勘探横断面,每段陡坡路堤的勘探横断面数量不宜少于 1条,每条横断面勘探点数量不宜少于 3 个,其中钻孔不应少于 2 个。每段陡坡路堤内勘探工作量尚应符合下列规定:

1 工程地质条件简单时横断面间距不应大于 80m,每个横断面钻孔不应少于 2 个;

2 工程地质条件较复杂时横断面间距不应大于 50m,每个横断面钻孔不应少于 2 个;

3 工程地质条件复杂时横断面间距不应大于 30m,每个横断面钻孔不应少于 3 个;

4 勘探、取样、测试应满足本文件第 5.1.4 条、第 5.3.4 条规定。

5.3.6 勘探取样、测试除应满足本文件第 5.1.4 条、第 5.1.5 条规定外,尚应测试地基土饱和状态下的抗剪强度指标。

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5.4 深路堑

5.4.1 土质挖方边坡高度大于 20m,岩质挖方边坡高度大于 30m,或富水长大缓坡路段和崩坡积体挖方边坡高度大于 8m、边坡堑顶陡峻有牵引滑动可能、坡顶有重要构筑物等需特殊设计的,应按深路堑进行勘察。

5.4.2 勘察应采用工程地质调绘、物探、钻探、简易勘探、挖探、原位测试、取样及试验等手段和方法分阶段查明以下内容:

1 地貌类型、地形起伏变化情况及横向坡度、斜坡的自然稳定状况;

2 覆盖层厚度、土质类型、地层结构、含水状态、胶结程度和密实度;

3 覆盖层与基岩接触面的形态特征及起伏变化情况;

4 基岩的岩性及其组合情况、岩石风化程度和边坡岩体的结构类型;

5 层理、节理、断层、软弱夹层等结构面的产状、规模及其倾向路基的情况;

6 岩、土的物理力学性质,控制边坡稳定的结构面的抗剪强度及深路堑边坡的稳定性;

7 地下水的类型、分布、埋深、动态特征及对边坡稳定的影响;

8 地表水的类型、分布、径流及对边坡稳定性的影响;

9 管线、地下工程、电塔等的分布情况。

5.4.3 工程地质调绘应符合下列规定:

1 初勘应进行 1:2000 工程地质调绘,调绘范围应结合工程地质条件和公路构筑物的影响范围确定,须满足路线方案比选及初步设计的要求,调绘宽度不宜小于边坡高度的三倍,且不应小于 200m,并应符合下列规定:

1)对地质构造复杂、岩体破碎、风化严重、有外倾结构面或堆积层发育、上方汇水区域较大以及地下水发育的边坡,应扩大调绘范围;

2)有岩石露头时,岩质边坡路段应进行节理统计,调查边坡岩体类型和结构类型。

2 详勘应对初勘调绘资料进行复核,复核点数不少于初勘调绘点的 10%,若发现初勘调绘与实际不符时,应重新进行工程地质调绘。当路线偏离初步设计线位较远或地质条件需进一步查明时,应进行补充工程地质调绘,补充工程地质

—15—

调绘的比例尺为 1:2000。应重点加强对顺层边坡的调绘,如露头不良地段,可通过挖探等手段查明。

深路堑勘察与地质调绘注意从地形地貌、区域地质进行综合分析,初步筛选线路工程边坡的重点防治路段,如长大缓坡路段、顺层边坡路段、不良地质路段、崩坡积体路段、滑坡路段等,加强相应路段的地质调查、勘察工作。

地质调绘工作注意采集和分析对边坡稳定有影响的地质构造和结构面参数;露头不良路段,应通过挖探的方式探明相关参数。野外地质调绘工作宜先行,并在初期地质调绘的基础上进行钻孔与挖探点的布设。边坡开挖后,注意对地质情况的复核,必要时补充地质调绘与勘察。

5.4.4 对滑坡崩塌堆积、残坡积、软弱夹层或其它风化强烈较破碎的岩石且不易取芯时应采用单动双管钻进或无水钻进等钻探方法,减小对岩土芯的扰动,保证岩土芯采取率。

5.4.5 工程地质初勘工作量布置应符合下列规定:

1 每段深路堑应布置勘探横断面,其数量不应少于 1 条,间距宜为 50m~ 100m,视地质条件复杂程度选用;

3 钻孔深度应至路线设计高程以下 5m~7m;在路线设计高程以上遇中~微风化基岩,应钻入中风化 5m~7m 或微风化 3m~5m;有软弱结构面发育时,应穿过软弱结构面进入稳定地层 5m~7m;地下水发育路段,应根据排水工程需要确定钻孔深度;

4 富水松散覆盖层或强风化破碎层较厚且开挖后可能对工程安全有影响的深路堑、高边坡,宜布置横向物探测线,测线长度应覆盖预计的边坡开挖边界;

5 露头不良地段,可采用声波测井确定岩体的完整性,重要工点宜通过挖探等方法调绘边坡主要结构面情况;

5.4.6 工程地质详勘工作量布置应符合下列规定:

1 勘探范围及深度应在充分分析、利用地面调查后推测的需要查明的地质界线、可能发生潜在变形基础上确定。

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2 勘探断面宜布设主控制断面和辅助断面,断面宜以垂直边坡等高线或平行潜在主滑方向布置为主,并应有拟设工程位置的勘探断面。勘探断面布设如图5-1 和图 5-2 所示。

勘探断面布设应重视对山脊、沟槽等微地形的识别。主控制断面宜布设在主滑断面或最高开挖边坡断面处,辅助断面宜布设在微地形为沟槽等地形相对平缓但覆盖层相对较厚的区域。

图 5-1 垂直边坡等高线勘探断面示意图

图 5-2 平行潜在主滑方向勘探断面示意图

3 勘探断面间距宜根据工程地质条件复杂程度综合确定;勘探钻孔布设,主控制断面钻孔间距宜为 30m~50m,并在拟设坡脚及堑顶外 5m~10m 布设 1

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个钻孔;勘探钻孔深度,拟设坡脚及拟设工程位置钻孔,其深度应达路线设计高程以下 8m~10m,在路线设计高程以上遇中~微风化岩的应钻入中风化 5m~7m或微风化 3~5m,其它钻孔应深于潜在滑面以下 3m~5m;尚应符合下列规定:

1)工程地质条件简单时,勘探断面间距宜为 80m,每个勘探断面钻孔不宜少于 2 个,钻孔布置如图5-3 所示。

图 5-3 地形平缓或工程地质条件简单时的钻孔布置图

2)工程地质条件较复杂时,勘探断面间距不宜大于 50m,每个勘探断面钻孔不宜少于 3 个,堑顶线之外 5m~10m 后缘范围内宜布设 1 个钻孔,钻孔布置如图 5-4 所示。

图 5-4 地形高低起伏或工程地质条件较复杂时的钻孔布置

3)工程地质条件复杂时,勘探断面间距不宜大于 30m,每个勘探断面钻孔不宜少于 4 个,堑顶线之外 5m~10m 后缘范围内宜布设 1~2 个钻孔,钻孔布置如图 5-5 所示。

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图 5-5 地形陡峻或工程地质条件复杂时的钻孔布置

5.4.7 前期受制于各种因素影响而未完成勘察任务的,应在具备条件后及时开展补勘工作,确保施工开挖前勘察工作量应不少于原拟定的工程量。

5.4.8 勘探取样、测试除应满足本文件第 5.1.4 条、第 5.1.5 条规定外,尚应测试地基土饱和状态下的抗剪强度指标。

5.5 填平区

5.5.1 填平区应充分利用既有资料,通过工程地质调绘、物探、钻探、简易勘探、挖探、原位测试、取样及试验等手段和方法查明以下内容:

1 地形地貌、地层岩性、地质构造等;

2 地表水、地下水类型、分布、埋深、出露情况等;

3 不良地质和特殊性岩土发育情况;

4 所处冲沟汇水范围和面积;

5 填平区周边环境及交通条件。

5.5.2 填平区工程地质调绘比例尺宜为 1:2000,调绘范围应包括填平区及其影响范围。

5.5.3 填平区勘探应符合下列规定:

1 宜与涵洞、路基及通道勘察相结合。

2 勘探点宜按网格状布置,勘探线宜垂直于填平区斜坡等高线布置,勘探线长度应大于填平区范围,断面间距宜为 20~50m。

3 每个填平区不得少于 1 条勘探线,每条勘探线不少于 2 个勘探孔;勘探深度宜进入填平区基底原地面以下土层内不小于 5~10m;如在此深度范围内遇

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基岩,勘探孔应钻入基岩内深度不应小于 3m。当遇到软土、软弱夹层等应增加勘探点。

5.5.4 勘探取样、测试应符合本文件第 5.1.4 条、第 5.1.5 条规定。设置填平区的路堤的填料应进行颗粒分析,评估发生管涌、流土等渗透变形破坏的可能性。

5.6 水文地质勘察

5.6.1 水文地质勘察应在收集和研究既有各种地质资料的基础上,采用水文地质遥感、调绘、物探、钻探、试验等相结合的方法进行,勘察的内容和工作量应根据水文地质条件复杂程度、工程规模、勘察阶段和已有工作的深度综合确定。

5.6.2 水文地质调绘应收集以下资料:

1 气象资料,包括年降水量、极端最大日降雨量、降水天数、降水强度、蒸发量、年平均气温等;

2 水文资料,包括水文分布图、地表水汇水面积、地表径流量、地表径流深度图、地下水径流模数等;

3 地质资料,包括地形图、区域工程地质图、区域水文地质图等;

4 设计资料,包括路线方案图等;

5 既有工程相关资料。

5.6.3 水文地质调绘应在分析利用既有资料的基础上进行,并应包括下列内容:

1 地貌单元的界线,分析地形地貌、植被与地下水,划分工程区含水层平面分布范围和山脊分水岭圈闭区域;

2 地层岩性的成因、类型、分布、时代、层序、接触关系,划分含水岩组和水文地质单元类型;

3 地质构造的类型、分布、规模、产状等,查明地下水的赋存情况,确定富水段的位置;

4 地表河流、湖泊、水库等水位、流量及径流情况,测定雨季及枯水季沟溪流量;

5 泉、井成因、补给条件、流量、水位、水质。

5.6.4 采用水文地质物探方法时,被探测体应具备下列基本条件:

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1 地下含水体与周围介质之间具有明显的物性差异;

2 地下含水体具有一定的规模;

3 地下含水体所引起的异常值,在干扰背景中有足够的显示,欲探测的含水体能被识别,干扰信号能予消除;

4 地形条件满足野外作业和资料解译的需要,其影响能利用现有手段进行修正。

5.6.5 水文地质钻探应符合下列规定:

1 水文地质钻探应在调绘和物探工作的基础上进行布置,并满足开展水文地质观测、试验及取样要求。

2 水文地质钻孔宜结合工程地质钻孔进行。

3 水文地质钻孔布设应选择在典型物探低阻异常带,沟谷低洼处、地下水密集出露处,褶皱轴部、断裂构造破碎带、岩脉发育带、裂隙密集带及不同含水岩组接触带等具有代表性和典型性的水文地质地段。钻孔深度应能满足现场试验的要求。

5.6.6 地基土渗透系数宜采用注水或抽水试验现场测试,有条件时应以抽水试验为主;路堤土渗透系数宜采用击实土进行室内渗透系数测试。

5.6.7 结合地形地质条件,详细查明地下水类型、水位及补径排情况;重点查明主要地层的渗透系数;结合项目特点,开展地表水、地下水对工程的影响评价,分析水敏感性。针对坡脚有河流沟道分布的路段,应按要求开展坡脚冲刷影响评价。

5.6.8 对工程建设有重大影响的富水松散含水层,应进行抽水试验或注水试验,初步勘察不宜少于 1 组,详细勘察宜为 1~3组。

5.6.9 水文地质试验时,应采取代表性水样进行水质化验。抽水试验在试验临近结束前采样;注水试验在洗清钻孔后、试验开始前采样。

—21—

6 路堤边坡防护

6.1 一般规定

6.1.1 设填平区的路堤、位于沟谷中上游的路堤等地下水易汇难排的路堤稳定分析应考虑潜水、承压水的影响。

6.1.2 路堤稳定性不满足要求时,应采取改变坡率坡形、改善基底条件、设置支挡结构物、加强排水等措施。

6.1.3 路堤支挡工程、防护工程应与排水工程合理衔接。

6.1.4 填土路堤应超宽填筑并按设计断面进行修坡,坡面填土压实度应满足《公路路基设计规范》JTG D30 关于路堤压实度的要求。

6.1.5 斜坡路堤、陡坡路堤、半填半挖路堤,应加强地基与基底处理、加筋与补强碾压、排水与防护的设计与施工。

6.2 路堤稳定分析

6.2.1 路堤稳定分析应符合下列规定:

1 高路堤、斜坡路堤、陡坡路堤应分析堤身稳定性、路堤和地基的整体稳定性、路堤坡面浅层滑动稳定性等。

2 斜坡路堤、陡坡路堤、不良地质路堤、特殊岩土路堤尚应重点验算路堤沿基底或软弱层滑动的稳定性;

3 沟谷中斜坡路堤、陡坡路堤应沿垂直路线方向和沟谷走向分别进行稳定性分析,如图 6-1 所示的 A-A 断面和 B-B 断面。

4 设置填平区的路堤,应考虑填平区对路堤稳定的影响。

—22—

路堤边坡防护

B

图 6-1 稳定分析断面示意图

6.2.2 设置填平区的路堤稳定分析应考虑潜水的影响。潜水水位预测宜符合下列规定:

1 可根据工程经验进行预测,有条件时根据水文地质勘察成果、路基设计资料等,利用渗流分析软件预测潜水位。

2 潜水位起点可取填平区顶面与路堤边坡的交界点。

3 没有试验资料时,路堤内潜水水面坡度可按式(6-1)估算。

I (6-1)

式中:I ——潜水位水面坡度;

Ksat ——饱和渗透系数(m/s)。

4 设置挡土墙、护脚墙的路堤,潜水水位线与坡面的交点不宜低于墙顶。条文说明:

《公路路基设计规范》JTG D30 规定高路堤与陡坡路堤的路基稳定性计算分析应考虑正常工况、非正常工况 I(暴雨或连续降雨工况,对降雨入渗影响范围内的填土采用饱和剪切

—23—

强度指标)和非正常工况 II(地震等工况),由于路堤中潜水难以预测,因此未考虑路堤中潜水对路堤稳定性的影响。

式(6-1)是东南大学教材《路基路面工程》中用于计算水力梯度的公式。

6.2.3 路堤设填平区且基底及下游沟谷存在相对隔水层时,稳定分析应考虑承压水的影响。路堤修筑后承压水头预测应符合下列规定:

1 上游潜水位可取填平区顶面。

2 路堤坡脚附近不应出现突涌现象,其承压水头应满足下式:

hw < hsYs (6-2)

KYw

式中:hw ——承压水头(m );

hs ——隔水层及其以上地层的累计厚度(m );

Ys ——隔水层及其以上地层按厚度加权的平均天然重度(kN/m3 );

Yw ——水的重度(kN/m3 );

K——抗突涌稳定性安全系数,可取 1.05。

《公路路基设计规范》JTG D30 规定高路堤与陡坡路堤的路基稳定性计算分析应考虑正常工况、非正常工况 I(暴雨或连续降雨工况,对降雨入渗影响范围内的填土采用饱和剪切强度指标)和非正常工况 II(地震等工况),未考虑承压水对路堤稳定性的影响。

发生突涌破坏时,承压水水头会降低,因此取一定的安全系数。

6.2.4 路堤坡面浅层稳定分析应考虑坡面地表水入渗导致的土体饱和及软化的影响。坡面饱和土深度宜根据土质、压实度、渗透性和雨强等利用软件分析确定或试验确定,无试验资料时可取 3m。

6.2.5 地表水入渗饱和的地层、潜水位线以下的地层、承压含水层应采用饱和抗剪强度。地层的饱和抗剪强度指标宜根据试验确定,且应考虑饱和时间对抗剪强度的影响。无试验资料时,饱和快剪黏聚力宜取天然状态快剪黏聚力的 0.5~0.7倍,饱和快剪内摩擦角宜取天然状态快剪内摩擦角的 0.85~0.90 倍。路堤填土的天然状态为达到设计压实度和最优含水量。

—24—

6.2.6 路堤自身稳定性、路堤与地基的整体稳定性、路堤坡面浅层稳定性可采用简化 Bishop 法分析,路堤沿基底或软弱层滑动的稳定性可采用不平衡推力法分析。复杂工点的路堤稳定性分析宜采用有限元、有限差分等数值分析方法。

6.2.7 采用简化 Bishop 方法时,路堤稳定系数宜按式(6-3)计算。

式中:Fs ——稳定系数;

ci ——第i 个土条底面的黏聚力(kPa);

bi ——第i 个土条的宽度(m );

Wi ——第i 个土条(含土条以上的坡外水体)的重量及其以上荷载之和(kN);

ui ——第i 个土条底面的平均孔压(kPa);

φi ——第i 个土条底面的摩擦角( ° ) ;

Awi ——第i 个土条中承压含水层面积(m2 ),底面位于潜水层取 0;

yw ——水的重度(kN/m3 );

θi ——第i 个土条底面的倾角( ° ) , 向下为正。

路堤滑动时,滑动带(面)上的黏性土剪切过程中产生超静孔隙水压力,该超静孔隙水压力难以计算且来不及消散,因此承压水、潜水中的黏性土宜采用饱和快剪指标。

6.2.8 不平衡推力法应符合下列规定:

1 土条底面位于潜水层时,其下滑力可采用式(6-5)计算、抗滑力可按式(6-6)计算。

Ti = (Wi _ Awiyw _ Asiyw)sinθi + Asi sin βiyw cos (βi _θi) (6-5)

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Ri = (Wi _ Awiyw _ Asiyw)cos θi tan φi + Asi sin βiyw sec θi sin (βi _θi)tan φi + cill (6-6)式中:Ti ——第i 个土条的滑动力(kN);

Asi ——第i 个土条渗流水的面积(m2 );

βi 第i 个土条内潜水渗流综合方向( ° ) , 向下为正;

Ri ——第i 个土条的抗滑力(kN);

li ——第i 个土条底面的长度(m )。

2 土条底面位于承压水层中时,其下滑力可采用式(6-7)计算、抗滑力可按式(6-8)计算。

Ti = (Wi _ Awiy w)sinθi (6-7)

Ri = (Wi _ Awiy w) cos θi _ Auiy w sec θi tan φi + cill (6-8)

式中: Aui ——第i 个土条内承压水头线以下的面积(m2 )。

3 不平衡推力采用式(6-9)计算。

式中:Ei 第i 个土条的剩余下滑力(kN)。

4 使最后一个土条的不平衡推力为零的稳定系数。某个土体的不平衡推力为负值时,其对下面土条的推力取零。

6.2.9 采用数值分析方法进行稳定分析时,宜符合附录 B 的规定。

6.2.10 按式(6-10)计算的管涌、流土等渗透变形破坏的安全系数,不应小

于 1.5。

(6-10)

管涌、流土及过渡型的临界坡降分别见式(6-11)、式(6-12)、式(6-13)。

icr (6-11)

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icr = 2.2 (6-12)

icr = (Gs -1)(1-n) (6-13)

式中:Fs ——安全系数;

icr ——临界水力坡降;

ia ——允许水力坡降,无试验资料时,可参考表6-1、6-2 确定。

d3、d5、d20——小于该粒径的含量占总土重 3%、5%、20%的颗粒粒径; Ksat ——饱和渗透系数(m/s)。

n——孔隙率;

Gs——土粒比重。

表 6-1 允许水力坡降 ia 经验值

土的渗透系数(cm/s)

允许水力坡降

≥0.5

0.1

0.025~0.005

0.2~0.5

0.5~0.025

0.1~0.2

≤0.005

表 6-2 允许水力坡降经验值

允许

水力

坡降

渗透变化形式

流土型

· 过渡型

管涌型

Cu ≤3

3

Cu ≥5

级配连续

级配不连续

ia

0.25~0.35

0.35~0.50

0.50~0.80

0.25~0.40

0.15~0.25

0.10~0.20

国内多段路堤滑塌均是管涌、流土等渗透变形破坏导致的。管涌破坏的临界水力坡降与细颗粒含量、渗透系数有关。表 6-1 摘自《水利水电工程地质手册》。表 6-2 摘自《碾压式土石坝设计规范》(DL/T 5395),不适用于渗流出口有反滤层的情况。

6.3 支挡工程

6.3.1 挡墙稳定分析

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1 挡土墙应验算墙体自身的抗滑移稳定性、抗倾覆稳定性,以及墙体与地基的整体稳定性。

2 对设置填平区的路堤、沟谷中的斜坡路堤,其坡脚的圬工挡土墙应考虑水压力。土压力计算采用浮重度、饱和状态下的固结快剪或固结不排水剪切强度指标,墙周静水压力分布见图 6-2。墙前、墙背水压力的水平分量分别按式(6-14)、 (6-15)计算,墙底水压力按式(6-16)计算。

H

He

h

水面

hγw

挡土墙

Hγw

水压力

破裂面

图 6-2 水压力计算示意图

Ew前 Y wh2 (6-14)

Ew背 Y wH2 (6-15)

Ew底 = Y whl Y w l (6-16)

式中:h——墙前水面与墙趾底面的竖向距离(m );

γw——水的重度(kN/m3 );

H——墙背高度(m );

l——墙底斜面长度(m )。

挡墙位移导致墙后出现破裂面时,破裂面上的黏性土在剪切过程中产生超静孔隙水压力,该超静孔隙水压力来不及消散且难以计算。为利于计算土压力,通常将超静孔压力与有效应力进行合算,同时考虑静水压力对墙体稳定的影响。计算土压力时采用浮重度和饱和状态下的固结快剪强度指标或固结不排水剪切强度指标。

—28—

3 墙背填料为黏性土时,墙背主动土压力宜按黏聚力、内摩擦角计算,可按综合内摩擦角计算。

1)按实际黏聚力、内摩擦角计算时,库伦主动土压力系数 Ka 宜按式(6-17)计算。

Ka =

+2 sin α cosφ cos(α + β _φ _δ )_ 2sin (α + β)sin (φ_ β)+ηsin α cos

× sin (α _δ ) sin (φ + δ ) +ηsin α cosφ }

(6-18)

式中: α ——墙背与水平面的夹角( ° ) ;

β ——墙顶填土表面与水平面的夹角( ° ) ;

φ ——内摩擦角( ° ) ;

δ ——土与墙背摩擦角( ° ) ;

c——黏聚力(kPa);

Y ——墙背土的重度(kN/m3 ),水土分算时取浮重度;

H——墙背高度(m )。

2)黏性土填料的综合内摩擦角可采用式(6-19)计算,当内摩擦角较小、黏聚力较大或墙高较大时,应按工程经验对计算结果进行适当调整。

φe = tan (6-19)

式中: φe ——综合内摩擦角( ° ) ;

He ——墙后土体破裂面高度(m ),见图 6-1,破裂面倾角可取 60°。

根据《公路路基设计规范》(JTG D30)附录 H、《公路挡土墙设计与施工技术细则》第 4.2.3 条,存在黏聚力时的墙背主动土压力均建议采用综合内摩擦角计算,未给出按实际黏聚力、内摩擦角的主动土压力计算公式。

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按实际黏聚力、内摩擦角计算时,应采用力多边形法。当墙身向外有足够的位移时,顶部会出现拉应力并产生竖直裂缝。裂缝深度位于拉应力为零处,与地面的倾斜度无关,若土层顶面存在满布荷载,则裂缝深度应减去满布荷载对应的土柱高度。具体步骤如下:

①假定一个滑动面,滑动土楔体重量 W,滑动面以下土体反力 R,墙背对填土的反力 E,

_

沿墙背总黏聚力 C,滑动面上总黏聚力 C。

②上述 5 个力作用方向均已知,且 W、 _C、C 大小也已知,根据力系平衡时力多边形闭合的条件,可确定出 E 的大小。

③试算多个滑动面,E 值最大时即为主动土压力。

图 6-3 考虑黏聚力影响的主动土压力计算示意图

式(6-18)只适用于墙顶土层倾斜且破裂角未知时的情况,墙顶土层为其他形状分布时尚未有成熟的主动土压力计算公式。

4 考虑墙后饱水状态时,抗滑稳定系数 Kc 宜按下式计算:

Kc (6-20)式中:N——墙底作用力的合力标准值的竖向分量(kN),浸水挡土墙应计入浸水部分的浮力或扣除墙底水压力 Ew 底;

α0——墙底倾斜角( ° ) ;

Ex——墙背主动土压力标准值的水平分量(kN);

Ep' ——墙前被动土压力标注值水平分量的0.3 倍(kN);

μ——墙底与地基土的摩擦系数。

挡土墙墙底倾斜时,还需验算沿墙踵处的地基土水平面滑动的稳定性:

Kc (6-21)

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式中:△N——倾斜墙底与水平滑动面之间的土楔重力标准值(kN)。

考虑墙后饱和状态,抗倾覆稳定系数 K0 宜按下式计算:

式中:ZN——与 N 对应的力矩(m );

Zy 1、Zy2、Zy3——分别与 Ex、Ew 前、Ew 背对应的力矩(m );

Zp 为与Ep' 对应的力矩(m )。

根据《公路路基设计规范》(JTG D30)附录 H,未明确给出考虑静水压力的抗滑稳定系数、抗倾覆稳定系数计算公式。抗滑稳定系数、抗倾覆稳定系数应满足《公路路基设计规范》(JTG D30)表 H.0.2-2 的要求。

6.3.2 挡土墙

1 应根据地形地貌、地质条件、挡土墙高度等合理选择挡土墙类型。

2 圬工挡土墙墙后应设置排水层和反滤层,泄水孔间距不宜大于 3m,直径不宜小于 100mm。路堤设置渗沟时,挡土墙上预留渗沟出口不应小于渗沟横断面,宜在墙后设置平行挡墙的渗沟。对沟谷中的斜坡路堤,设置在沟谷下游的圬工挡土墙宜设置仰斜式排水管。

3 挡土墙墙脚外侧应设置边沟,墙脚与边沟之间应硬化。硬化可采用浆砌片石或混凝土。浆砌片石厚度不宜小于 30cm,强度等级不应低于 M10,片石应采用不易风化的中硬、硬质石料。混凝土厚度不宜小于 15cm,强度等级不应低于 C20。

4 路堤两侧急流槽与挡土墙相交处,应对挡土墙外侧地面进行硬化处理,硬化宽度不应小于 2m。

6.4 防护工程

6.4.1 护脚墙

1 坡脚易被冲刷或软化的路堤宜设置护脚墙,护脚墙基础埋深应满足防冲刷要求。

—31—

2 护脚墙可采用排水棱体、石笼墙、圬工墙等类型。设置填平区的路堤等可能有地下水渗出的路堤宜采用排水棱体或石笼墙。

3 排水棱体设计应符合下列规定:

1)棱体内侧、下部应设置反滤层。设置填平区的路堤宜在排水棱体内侧设置排水垫层。

2)棱体外部应使用较大石块,较小石块应填在靠近反滤层处。

3)棱体底面嵌入地基不宜小于 1m;棱体顶部宜高出浸润线与反滤层交点不小于 1m。

4)棱体顶面宽度不应小于 1m。

5)棱体内坡为 1 :1~1 :1.5,外坡宜与边坡坡率一致,但坡脚可能被水淹没时,外坡不宜陡于 1 :1.75。

6)反滤层宜设 2 层,每层厚度 0.3~0.5m,下部及内侧反滤层宜取大值。反滤层设计可按附录 C“排水棱体的反滤层设计” 的规定进行。

7)排水垫层宽度不宜小于排水棱体底宽,厚度不宜小于 1m。

8)路堤两侧急流槽与排水棱体相交处,宜对排水棱体表面进行硬化或改为圬工护脚墙,并应对棱体外侧地面进行硬化处理,硬化宽度不应小于 2m。

图 6-4 排水棱体+排水垫层示意(单位:m)

4 石笼设计应符合下列规定:

1)石笼宜采用镀锌覆高耐磨有机涂层的钢丝笼。

—32—

2)石笼高宜 1~3m,底宽不宜小于 2m。

3)石笼应用 8~12mm 钢筋作骨架,直径 2.8~4mm 的镀锌铁丝编网,网孔宜采用六角形,边长不宜大于 12cm。

4)石块浸水不应崩解,不能小于网孔。外层应用大石块,内层可用较小石块填充。

5)底层石笼下面需用碎石或砾石整平作垫层,内侧石笼与路堤填土之间应设置碎石、土工布等反滤层。

6)路堤两侧急流槽与石笼墙相交处,宜对石笼墙外露面进行硬化或改为圬工护脚墙,并应对石笼墙外侧地面进行硬化处理,硬化宽度不应小于 2m。

图 6-5 铁丝石笼整体构造示意(单位:cm)

图 6-6 铁丝石笼骨架构造示意(单位:cm)

5 圬工墙设计应符合下列规定:

—33—

1)斜坡路堤等下部可能积水的路堤,圬工护脚墙墙面露出地面的高度不宜大于 2m。

2)宜采用片石混凝土或混凝土,强度等级不应低于 C20。采用浆砌片石时,强度等级不应低于 M10。

3)墙后应设置排水反滤层,泄水孔间距不宜大于 3m,泄水孔直径不宜小于10cm,必要时在护脚墙施工后设置仰斜式排水管。

4)路堤设置渗沟时,护脚墙上预留渗沟出口不应小于渗沟横断面。

5)路堤两侧急流槽与圬工墙相交处,应对圬工墙外侧地面进行硬化处理,硬化宽度不应小于 2m。

图 6-7 高路堤护脚墙构造示意(单位:cm)

图 6-8 陡坡路堤护脚墙构造示意(单位:cm)

—34—

6.4.2 骨架防护

1 边坡高度大于 6m 时宜采用骨架防护+植草防护,花岗岩风化土边坡高度大于 4m 宜采用骨架防护+植草防护。

2 骨架宜采用现浇混凝土,强度等级不宜低于 C25。当采用预制混凝土时,宜采用全断面预制,强度等级不宜低于 C30。

3 骨架竖肋净距应根据地区降雨强度和坡顶平台宽度确定,竖肋净距不应超过表 6-3 所列数值。骨架斜肋的坡面间距应根据土质、降雨强度等确定,且不宜大于竖肋净距,花岗岩风化土坡面间距不宜大于 3m。骨架竖肋顶部应延伸至坡顶平台,并与坡顶平台硬化有效衔接。骨架斜肋倾角宜为 45°~60°。检查踏步、坡面急流槽两侧应各设置一道骨架竖肋。

图 6-9 人字形骨架+植草防护正视图示意(单位:cm)

—35—

表 6-3 人字形骨架竖肋净距表(单位:m)

坡顶平台宽(m)

粤东以外地区

粤东地区

≤2

4

3.5

5

3

注:粤东地区主要包括汕头、揭阳、梅州、潮州地区。

4 骨架竖肋流水槽底宽不应小于 30cm。骨架竖肋、斜肋的肋眉高度不应小于 10cm。骨架竖肋、斜肋嵌入坡面深度不应小于 20cm。骨架竖肋每 2m 高度应设置防滑坎,防滑坎横向底宽不小于 60cm。

图 6-10 骨架竖肋典型立面、断面示意(单位:cm)

5 人字形骨架坡脚应设置护脚。与路堤两侧急流槽相交的骨架斜肋或竖肋,应与急流槽内侧壁顺接,将水导入急流槽中。

图 6-11 骨架根部接急流槽槽壁示意图

6 骨架内宜种植易成活、覆盖率高、高度小的乡土草类,例如狗牙根、结

—36—

缕草、肾阙、佛甲草、大叶油草、细叶结缕草等。骨架内不宜草灌混植,花岗岩风化土坡面不应草灌混植。

6.4.3 护面墙

1 护面墙可采用干砌片石、浆砌片石、混凝土、喷射混凝土等。浆砌片石强度等级不应低于 M10,片石应采用不易风化的中硬、硬质石料。混凝土、喷射混凝土强度等级不应低于 C20。

2 护面墙沿纵向每隔 10m 应设置一道 2cm 宽的伸缩缝。

3 实体护面墙宜采用干砌片石,采用浆砌片石或混凝土时,墙后应设置排水反滤层,泄水孔间距不宜大于 3m,泄水孔直径不宜小于 10cm。

4 窗孔式护面墙宜采用浆砌片石或混凝土。窗孔宜采用半圆拱型,高

2.5m~3.5m,宽 2m~3m,圆拱半径为 1m~1.5m。相邻窗孔间净距不宜小于 1m。窗孔内宜采用干砌片石、六棱块等填充。

6.4.4 平台硬化

1 边坡平台应硬化,并应设置 4%的外倾横坡。当平台宽度大于 5m 时,应增设拦水带或截水沟,结合急流槽或骨架竖肋进行集中排水。

2 平台硬化可采用浆砌片石或现浇混凝土。浆砌片石厚度不宜小于 30cm,强度等级不应低于 M10,片石应采用不易风化的中硬、硬质石料。混凝土厚度不宜小于 15cm,强度等级不应低于 C20。平台硬化每隔 6~8m 应设置沥青麻絮伸缩缝。

6.4.5 检查踏步

1 检查踏步的间距不宜大于 100m,且每个路堤边坡至少设置 1 道检查踏步。

2 检查踏步宽度不宜小于 80cm,台阶高度不宜大于 20cm。

图 6-12 检查踏步典型立面、断面示意(单位:cm)

—37—

3 检查踏步不宜兼作为坡面排水设施。

4 检查踏步两侧宜设置扶手,扶手宜采用镀锌钢管或不锈钢管。

6.5 特殊岩土边坡

6.5.1 预计运营期崩解程度较大的红砂岩路堤应设置包边土、并加强防护与排水,减少雨水入渗路堤。

6.5.2 特殊岩土边坡防护尚应满足 6.4 节的要求。

—38—

路堑边坡防护

7 路堑边坡防护

7.1 一般规定

7.1.1 路堑边坡设计应收集公路沿线气候、水文、地形地貌、地质、地震等资料,做好沿线地质调绘、勘察和试验工作,查明地层岩土性质、厚度、空间分布特征及有关物理力学参数。

7.1.2 应根据当地自然条件和工程地质条件,选择适当的路基横断面形式和边坡坡度。边坡宜分级设置,边坡单级高度不宜大于 10m,边坡平台宽度不应小于2m。

7.1.3 应考虑水对边坡稳定性的影响,加强稳定性分析与计算,设置完善的防排水系统,以及必要的路基防护工程。边坡宜设置踏步、扶手,便于养护人员巡查。

7.1.4 路堑边坡应采用动态设计。动态设计必须以完整的施工设计图为基础,以现场地质调绘、勘察、监测数据等为手段,并适用于路基施工阶段。

7.1.5 土质边坡路堑高度超过 20m,岩质边坡路堑高度超过 30m,潜在滑坡工点,坡顶有重要构筑物等需特殊设计的,应采用独立工点的形式进行勘察设计。

根据《公路滑坡防治设计规范》JTG/T 3334 第 4.1.3 条,存在顺层的边坡、存在顺坡向优势节理裂隙或顺坡向软弱结构面的边坡、存在厚层崩坡积体的长大缓坡边坡应初步判别为潜在滑坡工点。

7.1.6 深路堑边坡应进行稳定性分析与计算,对于稳定性不满足要求的边坡,结合工程具体情况,可采用放缓边坡、支挡工程等方案进行比选。对于治理难度较大的工点,还可采用调整平纵面、高低式路基、隧道穿越等措施综合进行比选。

7.1.7 硬质岩石边坡开挖,根据具体情况宜在设计坡形 2~3m 范围内采用静态爆破、光面爆破等工艺开挖,确保开挖坡面平顺。

—39—

7.1.8 特殊性岩土、易滑岩层边坡开挖后应及时防护,采用锚固工程等边坡暴露时间长的,宜采用临时喷锚等措施及时封闭坡面,避免水损害。

7.1.9 对路界外已有的地质病害点,如路堑边坡的侧坡、线外泥石流物源等,边坡设计时应采取措施避免对路基的危害。

7.2 坡形设计

7.2.1 土质路堑

土质路堑边坡形式及坡率应根据工程地质、水文地质条件、边坡高度、排水措施、施工方法,并结合自然稳定山坡和人工边坡的调查及力学分析综合确定。边坡分级高度不宜大于 10m。

边坡高度不大于 20m 时,边坡坡率不宜陡于表7-1 规定。路堑边坡高度大于20m 时,其边坡形式及坡度可按下表初拟,并应结合工点稳定性计算综合分析确定。

表 7-1 土质路堑边坡坡率

土的类别

边坡坡率

粘土、粉质粘土、塑性指数大于 3 的粉土

1 :1.25~1.5

中密以上的中砂、粗砂、砾砂

1 :1.5

卵石土、碎石土、圆砾土、角砾土

中密

1 :1.25

胶结和密实

1 :1

注:红黏土、高液限土、膨胀土等特殊土质路堑边坡形式及坡度应按有关规定确定。

7.2.2 岩质路堑

1 岩质路堑边坡形式及坡度应根据工程地质与水文地质条件、边坡高度、施工方法,结合自然稳定边坡和人工边坡的调查综合确定。必要时可采用稳定分析方法予以检算。

边坡高度不大于 30m 时,边坡坡率可按表 7-2 确定。

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  • 本文由 发表于 2026年7月11日 09:12:22
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