挡土墙抗滑稳定系数分项系数有利和不利怎么判断

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规范挡土墙
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《公路路基设计规范》要点(JTGD30-2004)
交通部行业标准《公路路基设计规范》(JTGD30―2004)要点 汇报内容1 修订工作概况2《规范》修订依据、原则 3《规范》的主要内容 4 执行新规范中,需注意设计观念的转变 5 关于路基填挖高度控制问题 6 路基压实度标准 7 路基填料最小强度的要求 8 填
石路基压实标准 9 路基排水 10路基防护与支挡 11路基拓宽与改建 12特殊路基 (一)规范修订工作概况? 2001年1月修订工作开始正式启动,组建规范修订项目组,发函征求规范 ? ? ?修订意见,制定修订工作大纲和编写提纲。 2001年7月《规范》修订大纲在北京通过交通部公路司评审; 2001年8月 ~ 2002年5月进行工程调研,搜集资料。于2002年6月在武汉 召开修订工作会议,交流调研成果,研讨规范修订原则; 2003年1月完成《规范》JTGD30征求意见稿,2003年2月底,我院向有关 交通厅(公路局、高指,共17家)、设计院(22家)、科研所(5家)、 长安大学、公路一局及其他行业有关岩土工程方面的专家等发函五十份, 征求《公路路基设计规范》JTGD30(征求意见稿)的修改意见,收到有 关方面的回函21份。 日~4月26日 邀请有关专家在杭州召开《规范》专家研讨会; 2003年5月~ 10月 根据专家意见,对《规范》征求意见稿进行修改、补 充和完善,于10月中旬完成《规范》送审稿。 并于11月在武汉通过交通 部审查。 2004年4月完成《规范》报批初稿,2004年5月在武汉通过标委会总校。 2004年6月上报《规范》报批稿,2004年10月交通部批准颁布。? ? ? ? (二)修订依据、指导思想与原则修订依据?根据交通部公路司交公路发[号文“关于下达 2000年度公路工程标准规范定额等编制和修订工作计划 的通知” ; ?交通部交公路发[号“关于发布《公路工程行 业标准规范管理导则》的通知” ; ?交通部公路司“关于 《公路路基设计规范》修订大纲 审查纪要; ?交公路发[号“发布公路工程标准规范体系” ; ?建设部建设标[号“关于印发《工程建设标准 编写规定》和《工程建设标准出版印刷规定》的通知” ; ?国家质量技术监督局发布GB/T1.1―2000《标准化工 作导则 第1部分:标准的结构和编写规则》; 技术路线在广泛征求规范修订意见和搜集资料的 基础上,对重点工程进行充分的调查研究, 以交通部现已立题的科研项目和各省在建 高速公路项目中结合工程的科研成果为技 术依托,并吸收相关行业的成功经验,辅 以必要的试验、分析和研究工作。 编制原则(1)?针对目前公路路基设计中反映比较突出的问题―高填深挖的界限与设计原则、边坡防护、路基压实标准、 特殊路基设计等作重点修订。 ?突出公路路基设计的系统化理念,强调公路路基设计 中注重水土保持、环境保护、景观协调的设计原则, 强调地质、水文条件调查,强调地基、填料选择、路 基强度与变形、路基稳定性、边坡防护、排水系统、 关键部位路基施工技术方法与工艺等方面的综合设计, 将动态设计思想贯穿于路基设计的全过程。 ?相关专题研究成果必须在大量工程实践验证技术成熟 的前提下方可纳入规范。对于专题研究成果经鉴定水 平高,但其实际工程推广应用不广时,可纳入《规范》 条文说明或即将修订《公路路基设计手册》,以推动 公路路基设计技术进步。 编制原则(2)?条文中要区分强制性规定与一般原则性要求,突出强制性规定。 ?规范编写着重于设计标准、技术指标、设计原则、重 要计算公式、主要技术要求等,对于细部要求、一般 通用计算方法与公式等不纳入规范,纳入及将修订的 《公路路基设计手册》中。公式仅列最后结果,不列 其推导公式。 ?路基防护排水设计原则、设计标准,各种防护加固措 施与排水设施的适用条件、主要技术要求。编写《规 范》中路基排水部分时,应考虑现行《公路排水设计 规范》JTJ018―96将进入协会规范、不纳入部规范体 系的因素。 ?特殊路基设计原则、整治工程设计标准,各种处理技 术方法的适用条件、适用范围、主要技术要求等。 (三) 新《规范》主要内容 新规范共分7章258条; ? 补充完善了路基压实度和CBR强度要求,在第3章“一 般路基”中增加了路堤与桥涵构造物连接处理、路基 填挖交界处理、高边坡路堤与陡坡路堤、挖方高边坡、 填石路堤和粉煤灰路基等设计技术规定;对高边坡、 地基处理、路基病害整治等设计,提出了有关施工监 测与动态设计的内容和要求。 ? 完善了路基排水系统设计要求,补充了油水分离池、 排水泵站、仰斜式排水孔、支撑渗沟等排水设施,强 化路基排水与边坡防护的综合设计。取消了有关路面 排水设计的内容。 ? 将第5章“路基防护”改为“路基防护与支挡”,新增 加了挡土墙、边坡锚固、土钉支护和抗滑桩等支挡结 构设计技术要求; (三) 新《规范》主要内容?新增加第6章“路基拓宽改建”,增加了原有路基状况评价方法与标准、高速公路路 基拓宽改建、二级及二级以下公路路基拓 宽改建等设计技术要求; ?将原规范第6章“特殊路基”改为第7章, 在该章中新增加了软土地区路基、红粘土 与高液限土地区路基、采空区路基、滨海 路基、水库路基等特殊路基设计技术要求; 完善了滑坡、崩塌、泥石流、岩溶、多年 冻土、黄土、膨胀土、盐渍土、风沙、雪 害、涎流冰等特殊路基处理技术要求。 (四) 执行新规范,要注意转变设计理念? 坚持以人为本,坚持全面、协调、可持续的科学发 ? ?? ?展观,树立“安全、环保、舒适、和谐”的设计理 念。 转变把路基工程当成一般土石方工程的简单化观念, 真正把路基工程视与桥隧工程同等重要的结构工程。 突出公路路基设计的系统化理念,强调路基综合设 计 ,建立全寿命设计思想。 建立信息化动态设计观念。 转变生硬套用规范的 做法,掌握规范的精神实质, 灵活运用规范,提高设计人员设计创作意识。 以往较注重工程本身,如工程量、投资 等方面,现在应从全面、协调、可持续 的新发展观的角度,在满足路基功能的 同时,还应考虑安全、环保、社会等因 素,降低公路建设对社会环境的负面影 响。地形 地貌安全 稳定路基工程地质 条件环境 景观 协调设计路线平纵面、 路面工程、 桥梁工程、 隧道工程、 交叉工程、 交通工程设施 环境保护 水土保持综合设计地质、水文勘察、 地基处理、 填料选择 路基强度 路基沉降变形 路基稳定性 排水系统 防护与支挡 关键部位施工技术 取弃土施工建设期 养护工艺、成本 营运安全 环境景观和谐 ?? ?信息化动态设计 以前多是静态的路基设计,没有及时根据地质情况变化调整设计,设计与施工相脱节,使设计处于被动状态,造成 一些工程失误,已不能适应高速公路建设要求。 实行动态设计: 避免地质勘察结论失误。山区地质情况复杂、多变,受多 种因素制约,地质勘察资料准确性的保证率较低,勘察主 要结论失误造成边坡工程失败的现象不乏其例。因此在施 工开挖中补充“施工勘察”,收集地质资料,查对核实地 质勘察结论。这样可有效避免勘察结论失误而造成工程事 故。 当地质勘察参数难以准确确定、设计理论和方法带有经验 性和类比性时,根据施工中反馈的信息和监测资料完善设 计,是一种客观求实、准确安全的设计方法。设计者掌握 施工开挖反映的真实地质特征、边坡变形量、应力测定值 等,对原设计作校核和补充、完善设计,确保工程安全和 设计合理。 合理确定路面铺筑时间,减少路基工后沉降变形,提高行 车舒适性和公路服务水平。?? 信息化动态设计高速公路、一级公路高边坡路堤、陡坡路堤、挖方高 边坡、滑坡、软土地区路基设计应采用动态设计法。动态 设计必须以完整的施工设计图为基础,适用于路基施工阶 段。应提出对施工方案的特殊要求和监测要求,应掌握施 工现场的地质状况、施工情况和变形、应力监测的反馈信 息,必要时对原设计做校核、修改和补充。 动态设计是路基设计的基本原则。动态设计是根据施 工中反馈的信息和监测资料完善设计,是一种客观求实、 准确安全的设计方法,适用于路基施工阶段,是施工图设 计的延伸。因此,动态设计必须以完整的施工设计图为基 础,严禁打着“动态设计”的旗号,进行“边施工、边设 计”。 (五)一般路基设计 1 路基边坡高度限制问题?路堑高边坡现状调查分析?京珠高速公路粤北段?福建省福(鼎)宁(德)高速公路?京福高速公路福建省三明际口至福州兰圃段?高路堤现状调查分析 ?高边坡监测与动态设计 ?新《规范》修订 京珠高速公路粤北段 (1)高边坡调研情况?路堑边坡高度超过30m路段约85处 ,主要岩性为巨厚层红色砂岩、中厚层灰岩和白云岩、厚 层砂岩、灰岩与泥页岩互层、砂岩与泥页岩互 层、灰岩砂岩夹泥页岩、煤系地层,以及第四 系红粘土、坡残积土等。 路堑边坡采用台阶性断面,每级边坡高度 约10m。路堑边坡坡率依据地质情况而定,土 质和全风化岩石边坡坡率1:1,强风化岩石 边坡采用1:0.5~1:0.75,弱微风化岩石边坡 采用1:0.3~1:0.5。坡面防护根据岩石风化、 破碎情况,结合边坡坡率与高度等分别采用 喷浆(砼)、挂网锚喷、窗孔式护面墙、实 体式护面墙、浆砌片石骨架植草、植草防护 评价路堑高边坡的自稳能力, 等。 没有考虑设计中已有的支挡工程 采用工程地质类比法、图解分析法和极限 平衡计算法等分析评价,根据路堑高边坡的 稳定性,将其划分为四类,即稳定、基本稳定、 稳定性差、不稳定。 高边坡调研情况京珠高速公路粤北段 (2)86处路堑高边坡的稳定性情况?稳定边坡:22处,占25.6%;不稳定边 坡 14% 稳定性差 边坡 43% 稳定边坡 26% 基本稳定 边坡 17%?基本稳定边坡:15处,占17.4%;?稳定性差边坡:37处,占43.0%;?不稳定边坡: 12处,占14.0%。 福建省福(鼎)宁(德)高速公路(1)高边坡调研情况?区内地层主要为侏罗系的凝灰熔岩、凝灰岩、晶屑凝灰岩、花岗岩、辉绿岩、以及第 四系坡残积粘土等, 坡残积粘土层厚1~5m, 全强风化层厚5~10m,弱风化层5~20m,局 部受构造影响全强风化层深达20~30m。路 堑边坡高度超过30m路段约191处,边坡最高 约80余米。 路堑边坡采用台阶性断面,每级边坡高度约8~10m。 路堑边坡坡率依据地质情况而定,土质和全风化岩石 边坡坡率1:1~1:1.25,强风化岩石边坡采用1: 0.75~1:1,弱风化岩石边坡采用1:0.5~1:0.75,微 风化岩石边坡采用1:0.25~1:0.5。 坡面防护根据岩石风化、破碎情况,结合边坡坡率 与高度等分别采用喷浆(砼)、挂网锚喷、窗孔式护 面墙、实体式护面墙、浆砌片石骨架植草、植草防护 等。 评价路堑高边坡的自稳能力, 采用工程地质类比法和极限平衡计算法 没有考虑设计中已有的支挡工程 (Geo―slope 软件)等分析评价,根据路堑高边坡的稳定性,将其划分 为四类,即稳定(K > = 1.2)、基本稳定(K=1.2,但有局 部小的楔型破坏)、稳定性差(K=1~1.2)、不稳定(K&1 )。 福建省福(鼎)宁(德)高速公路(2)?191处路堑高边坡的稳定高边坡调研情况性情况?稳定边坡:59处,占30.9%;?基本稳定边坡:79处,不稳定边 稳定性差 坡 6% 边坡 22% 基本稳定 边坡 41%稳定边坡 31%占41.4%;?稳定性差边坡:42处,占22.0%;?不稳定边坡: 11处,占5.7%。 京福高速公路高边坡调研情况福建省三明际口至福州兰圃段(1)?全长约231km。区内地层主要为前震旦系变粒岩,侏罗系的砂岩、粉砂岩、凝灰岩,片麻花岗岩、花岗岩、花岗闪长岩,以及第四系坡残积粘土等, 坡残积粘土层厚5~10m,全强风化层厚10~20m,弱风化层5~20m,局部受构造影响全强风化层深达20~30m。路堑边坡高度超过30m路段约450处,边坡最高约80余米。 路堑边坡采用台阶性断面,每级边坡高度约8~ 10m。路堑边坡坡率依据地质情况而定,土质和全风 化岩石边坡坡率1:1~1:1.5,强风化岩石边坡采用1: 0.75~1:1,弱风化岩石边坡采用1:0.5~1:0.75, 微风化岩石边坡采用1:0.3~1:0.5。 坡面防护根据岩石风化、破碎情况,结合边坡坡 率与高度等分别采用实体式护面墙、窗孔式护面墙、 浆砌片石骨架植草、植草防护等。 评价路堑高边坡的自稳能力, ?采用工程地质类比法和极限平衡计算法(Geo―slope 没有考虑设计中已有的支挡工程 软件)等分析评价,根据路堑高边坡的稳定性,将其划分为四类,即稳定(K> =1.2)、基本稳定(K=1.2,但有局部小的楔型破坏)、稳定性差(K=1~1.2)、不稳定(K&1)。 京福高速公路 福建省三明际口至福州兰圃段?450处路堑高边坡的稳定性情况?稳定边坡:高边坡调研情况(2)50处,占11.0%;不稳定边 坡 8% 边坡 37% 稳定边坡 11% 基本稳定 边坡 44%?基本稳定边坡:201处,占44.3%;?稳定性差边坡:168处,占37.0%;稳定性差 ?不稳定边坡:35处,占7.7%。 现状分析评价汇总 731 处路堑高边坡稳定性调查 分析资料,路堑高边坡稳定情况如 不稳定边坡 下: 8% 稳定边坡131处,占17.9%;基本稳 定边坡共295处,占40.4%;稳定性 稳定性差边坡 差边坡247处,占33.8%;不稳定边 34% 坡58处,占7.9%。稳定性差与不稳 定边坡达41.7%。 在稳定性差与不稳定边坡中,破碎 岩石边坡共101处,占33.1%;土质 和类土质边坡为111处,占36.4%; 二元结构边坡93处,占30.5%。高边坡调研情况稳定边坡 18%?基本稳定边坡 40%? 高路堤现状调查分析高边坡调研情况关于高路堤边坡高度限制,公路与铁路现行的路基设计规 范都没有明确的规定,但对于边坡高度大于 20m的路段应进行 稳定性分析。山区地形复杂,受高速公路路线平面和纵面技术 标准限制,路堤高边坡较多,路堤边坡高度达到 20 ~ 30m,有 的工程设计路堤边坡高达40~50m。 受地形影响,高路堤一般与陡坡路堤相伴生,存在边坡稳定性 和路堤不均匀变形问题。边坡稳定性主要由路堤填料强度、路 堤基底斜坡度及其下卧层岩土性质控制,有时为解决陡坡高路 堤稳定,需设Z抗滑桩;高路堤填料压实度也难以控制,影响 到路面的服务水平和使用寿命。沟谷地带是主要良田分布区, 高路堤占地面积大,同时路基填筑也需大量取土,这样将占用 大量良田,给农业生产带来很大影响。从整个社会经济综合效 益考虑,高路堤往往不是最佳工程方案。 高边坡监测与动态设计高边坡调研情况动态设计是边坡设计的基本原则。当地质勘察参数难 以准确确定、设计理论和方法带有经验性和类比性时, 根据施工中反馈的信息和监测资料完善设计,是一种客 观求实、准确安全的设计方法,可以达到下列效果: 1) 避免地质勘察结论失误。山区地质情况复杂、多 变,受多种因素制约,地质勘察资料准确性的保证率较 低,勘察主要结论失误造成边坡工程失败的现象不乏其 例。因此规定地质情况复杂的高边坡在施工开挖中补充 “施工勘察”,收集地质资料,查对核实地质勘察结论 。这样可有效避免勘察结论失误而造成工程事故。 2) 设计者掌握施工开挖反映的真实地质特征、边坡 变形量、应力测定值等,对原设计作校核和补充、完善 设计,确保工程安全和设计合理。 高边坡监测与动态设计工作是十分必要的,高路堤施工监 测是调整施工方案、进度和确定路面施工时间的依据,通过路 堑高边坡监测,可以定量了解施工中边坡稳定状态,分析原设 计边坡防护加固措施是否得当,并能在边坡变形初期,及时调 整边坡加固措施,保证边坡稳定,避免产生边坡破坏和出现重 大病害、造成工程浪费和工期延误。边坡变形和应力监测资料 是加快施工速度或排危应急抢险,确保工程安全施工的重要依 据。 高路堤施工监测工程包括边坡变形监测和路堤沉降变形观 测。 路堑高边坡变形监测包括地表观测和深部变形监测,地表 观测可通过在典型断面上设Z基准桩,用红外测距仪或全占仪 测量其平面坐标、水准仪测量其高程来了解边坡在施工中稳定 状态。深部变形监测采用钻孔测斜仪测量,可以定量观测边坡 施工中变形量、变形速率、变形部位和方向。 高边坡监测已在重点边坡工程中被广泛开展,效果显著。 它是高边坡动态设计的依据,已形成共识。 新《规范》的相关规定?1.0.7 路基设计宜避免高路堤与深路堑。当路基中心填方高度超过20m、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 (半桥半路、半隧半路或半隧半桥)或分离式 路基作方案比选。 说 明? 对路堤边坡高度和挖方边坡高度进行适当限制,在初步设计阶段加大围绕路基高边坡稳定问题所 进行的路线方案比选力度,是十分必要的。? 在进行方案比选时,既要考虑建设期间的工程量、施工方法等因素,又要考虑运营期间因路基病害 所增加的养护维修工程量和因此造成的运营效益 损失,还要考虑整个社会效益。在工程投资相差 不多的情况下,应优先选用桥隧工程以及采用新 技术、新工艺、新材料的工程方案。 新《规范》的相关规定?3.3.4、3.6.2对边坡高度超过20m的路堤或地面斜坡坡 率陡于1:2.5的路堤,以及不良地质、特殊地段的路堤, 应进行个别勘察设计,对重要的路堤应进行稳定性监 控。 ?3.4.1、3.4.2、3.4.7当土质挖方边坡高度超过20m、岩 石挖方边坡高度超过30m和不良地质地段路堑边坡,应 按第3.7节的有关规定,进行路基高边坡个别处理设计 ? 。f 说 明? 进行高边坡路堤与陡坡路堤 、挖方高边坡等工点个别设计时,在初步设计阶段,应进 行二个及以上的工程处理方案的技术经济比 较。 ? 方案比较时,既要考虑工程处理技术的成熟 程度和长期性能的稳定性、施工方案的可行 性、工程直接造价,还应考虑养护维修技术 成熟程度与工程量、运营期效益、节约耕地、 环保景观协调等。 2 关于路基压实度标准 ?现状与问题: ? 填土高度大于6米的路基、半填半挖路基等较为普遍,若仍按原规范JTJ013―95对高速公路路 堤提出上层K=0.93、下层K=0.90的要求,高路 堤和半填半挖路基等易产生不均匀沉降变形,桥 头路段跳车现象; ? 原规范规定零填及路堑路床压实度95%的厚度为 30cm,厚度偏薄,不能满足路面设计要求。 有关工程高路堤沉降研究情况 ?江苏省淮江高速公路进行了高塑性土 填筑技术试验研究 ?广西桂柳高速公路进行高路堤沉降试 验分析研究 ?湖南耒宜高速公路对红粘土的压实性 能进行了试验研究 ?河北省交通厅于1999年发布《河北省公路工程质量检 验评定标准》中,提高了下路堤压实度,将规范90%提 高到来93%。 ?陕西省铜川至黄陵高速公路建设中,按照现行部颁规 范规定的压实度进行填筑后,路基每填筑4m,还进行 一次强夯处理。河北、黑龙江、河南、福建、广东等省 在路基填筑至路床后,再用冲击式振动压路机进行复压, 效果显著,路基压缩变形5~10M。 ?四川、重庆等对于高路堤填筑,将下路堤压实度由 90%提高到92~93%。 ?河北省要求台背回填材料应采用级配良好的粗粒土或 低剂量的石灰土,高速公路压实度为95%,其他公路为 何93%。 ?福建省(福宁高速公路)要求构造物台背回填材料采 用级配良好的砂砾,其压实度为98%。有关工程压实度情况 路基压实度研究成果江都L1、L4标段饱和与非饱和路基压缩量计算压缩量(cm)不掺灰 掺灰4% 掺灰6% 2 掺灰8%标段 L4状态 饱和非饱和现场压 实土16 16 15 172 3 232 3 2 16 6 10 111 2 2L1饱和非饱和 路基压实度研究成果湖南耒宜高速公路红粘土的压实性能试验研究?土的含水量20.4~33.9%、液限45~77%、塑限24.2~44%、CBR4.6~11%。?采用环刀法或灌砂法对每一层土都进行了压实度检测(每 层土4个以上检测点),压实度90%~91%的24点,91~92%的46点,92~93%的34点,93%以上的60点,说明施工压实度满足规范要求。 ?选择K295+480、+980两处路堤进行沉降观测,K295+480处 填土高6.99m,总沉降量为17.65M,K295+980填土高7.25m, 总沉降量为22.0M。 路基压实度研究成果广西桂柳高速公路高路堤沉降试验研究试验路位于K210+000~K210+080,最大填土高度26.41m, 试验路堤沉降观测资料时 间 (天) 观测点35609012015513.919815.023016.026021.1中点中偏 右 10m1.22.04.52.3 1.56.53.6 3.59.77.1 510.412.415.618.0中偏 右 20m0.56.610.313.416.0 新《规范》压实度标准路床土压实度要求 (重型)压实度(%) 项目 分类 路面底面 以下深度 (m)高速公路 二级公 一级公路 路三、四级公 路填方 路基 零填及 挖方路 基0~0.3 0.3~0.8 0~0.3 0.3~0.8≥96 ≥96 ≥96 ≥96≥95 ≥95 ≥95 ≥95≥94 ≥94 ≥94 / 路堤压实度(重型)填挖 类型 路面底面 以 下深度(m) 0.80~ 1.50 1.50以下 压 高速公路、 一级公路 ≥94 ≥93 实 度(%) 三、四级公 路 ≥93 ≥90二级公 路 ≥94 ≥92上路堤 下路堤 路基路基压实标准一直是大家关注的问题。为了消 减路基差异变形,减少桥头跳车问题,大家都主张提高 路基压实度标准。本次修订时,根据高速公路建设经验, 将路基压实度进行了调整,分别提高1~3%,并将零填 及路堑路床压实厚度由0.30m(上路床)改为0.80m(上、 下路床)。 湿粘土、红粘土、高液限土、膨胀土、盐渍土等特殊 土作为填料时,应采取各种有效技术措施,使之达到重 型压实试验法的压实度要求。但提高压实度十分困难, 也不经济时,可根据试验路研究成果确定压实度要求、 或者按本规范表3.3.1、表3.3.2规定适当降低1~3%。 3 路基填料的最小强度要求?现状原规范JTJ013―95规定了上、下路床及路堤填料的最小强 度(CBR)要求,作为路基填料选择的依据,对保证路基填 筑质量起到了重要作用。但在规范执行中也存在争议,认为 现行CBR测试采用饱水4天的试验状态,而高速公路路堤多 处于中湿和干燥状态,试验状态与路基土实际状态不一致。 另一方面,从已建高速公路路基土的含水量调查来看, 经过干湿循环、冻融循环后,路基土的含水量比竣工时含水 量高出2~5%,压实度下降。说明在自然因素影响下,路基 土的性能产生了变化。 路基土的工程性质研究情况取样地点 土名 液限(%) 塑性指数贵州清镇至 镇宁高液限粘土路基土试验研究情况江苏海门 至启东低液限粘土江苏宿迁低液限粘土 32.0湖南常德高液限粘 土69.530.030.016.556.024.07.8颗 粒 组 成2~0.0740.074~ 0.002 ≤0.0021.630.1 68.31.087.7 11.31.087.7 11.36.283.4 10.4最佳含水量(%)最大干密度 (g/cm3)30.01.4814.51.8514.51.8318.01.75 路基土试验研究情况压实度K=0.9 时不同浸水时间CBR值25 20 15 10 5 0水 0天 水 1天 水 2天 水 4天贵州清镇 江苏启东 江苏宿迁 湖南常德浸浸浸浸 路基土试验研究情况K=0.9时不同浸水时间压缩系数变化0.35 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0 贵州清镇 江苏启东 江苏宿迁 江苏启东 (K=0.93)浸 水 0天 浸 水 1天 浸 水 2天 浸 水 4天 K=0.9不同浸水时间内摩擦角变化35 30 25 20 15 10 5 0路基土试验研究情况贵州清镇 江苏启东 江苏宿迁 湖南常德浸 水 0天浸 水 1天浸 水 2天浸 水 4天 不浸水状态下不同压实度时CBR变化50 40 30 20 10 0路基土试验研究情况贵州清镇 江苏启东 江苏宿迁K=0.9K=0.93K=0.95K=0.97 路基土试验研究情况浸水4天状态下不同压实度CBR变化10 8 6 4 2 0K=0.9 K=0.93 K=0.95 0.97贵州清镇 江苏启东 江苏宿迁 湖南常德 路基土试验研究情况浸水4天不同压实度下含水量变化50 40 30 20 10 0不 浸 水 K= 0. 9 K= 0. 93 K= 0. 95 K= 0. 97贵州清镇 江苏启东 江苏宿迁 湖南常德 试验结果(6~19)CBR水;路基土试验研究情况?细粒土在不同浸水时间下强度变化趋势:不浸水与浸水状态下,土CBR、压缩系数和抗剪强度变化较大,CBR干=?在浸水状态下,浸水1天时CBR与浸水4天CBR变化不大。?在不同压实度下,CBR0.93=(1.3~1.5)CBR0.9,,CBR0.95=(1.5~2)CBR0.9。?浸水后,土含水量增加较多,但随着压实度增加而含水量减小。 路基土的动态性质路基土试验研究情况CBR<3的土,一般属于特殊 路基填料动模量控制指标 土,国内大多从静荷载角度研究 其工程性质,尚未考虑在汽车循 环动荷载作用下的路基土长期性 能的变化。根据Powell等人试验 路基部位 下路堤 上路堤 路床 研究,动模量与CBR值对应关系 为:Ed=17.6CBR0.64;湖南省交 通科研院研究了临长高速公路全 风化花岗岩的动态疲劳特性,提 CBR 3 5 8 出了全风化花岗岩(为高液限土) (%) 应用于高速公路路基的动强度和 动模量的设计指标(见表3-1), 路基顶面的动应力设计值为 动模量 50KPa。研究表明,在不利含水 (MPa) 35.6 49.3 66.6 量时,CBR<3时,土的动强度也 Ed 不能满足要求,说明了现行CBR 设计指标的合理性。 新规范的相关规定综上所述,路基填料设计时,必须考虑干湿循环、 冻融循环等自然因素对路基土长期性能的影响, 以及汽车动荷载作用下的路基永久变形问题。因此, 本次修订仍维持原规范JTJ013-95的有关规定。项目分类 路面底面 以下深度 (m)填料最小强度(CBR)(%)高速公路、 一级公路 二 级 公 路 三、四级 公 路上路床 下路床0 ~0.30 0.30 ~0.808 56 45 3上路堤下路堤0.8~1.51.5以下433232 几点说明? 路基填料最小强度(CBR)要求,仅是路基填料 ?选择的依据,不能无限扩大这一规定的适用范 围。 路基填筑质量标准的检测指标:路基压实度、 路基沉降变形、路基顶面弯沉或者回弹模量等 联合控制。三项指标是平行的,缺一不可。只 有同时满足这三项指标要求后,才能铺筑路面。 4 填石路基压实度标准与检测方法?现状 公路部门对填方材料的压实特性、检测标准的试验和研究都是建立在细粒土基础上,有关填石路堤的压实特性和检测标准 方面的试验和研究极其薄弱,JTJ013-95规定进行填石试验路, 无轮迹作为压实标准,操作性不强。 ?试验工程经验 ?福建泉厦高速公路填石路堤试验工程主要对坚硬花岗岩填料进 行试验。 ?广东京珠高速公路填石路堤试验工程主要对坚硬的石灰岩,中 等强度的红色砂岩以及软质泥页岩进行试验研究。 ?广西柳桂高速公路填石路堤试验工程主要对坚硬的石灰岩进行 试验研究 水利部门的堆石坝工程的修筑工程 名称 佛土度爱利 西 北 口 碧 口 坝高 (m) 160 95 110 碾压参数 堆石性质 坚硬玄武岩 白云质灰岩 含少量千枚岩的凝灰 岩 层厚 (cm) 80 80 100 碾重 (T) 10 10~13. 5 13.5 碾压 遍数 4 8 6 填筑平均 干容重 (KN/m3) 21.2 21.5 21.0 填筑平均 孔隙率 (%) 24.8 23 22~ 26填石路基备注 主堆石区 主堆石区 主堆石区拉 格 都关 门 山 腊 白 莲 马 科特梅利 云 花4058.5 97 120 71.8 140 148 85 90花岗岩,最大粒径 100cm花岗岩,最大粒径60cm 灰 岩 紫苏花岗石 白云质石灰岩 混合花岗岩 角页岩 软弱砂岩,粉砂岩 粉土岩,最大粒径 40cm 泥岩,最大粒径 20~60cm13080 150 100 80 80 60 60 50~60 8013.512.0 10.5 15.0 17.0 13.5 10.0 13.5 10.0 13.58~ 106~ 8 8~ 10 4 4 6 4 4 6 420.219.6 21.0 22.8 21.0 21.0 22.8 22.6 19.6 22.12525 24.0 24 24.6 25 22.5 17.0 24.6 18.2主堆石区主堆石区 主堆石区 主堆石区 主堆石区 主堆石区 主堆石区 下游堆石 区阿尔多安其 卡亚 萨尔瓦兴娜 温 尼 克 里恩拜恩 填石路基从表1中堆石坝的压实控制标准看,尽管平均压实干密度波动 较大(主要因为岩石种类和级配不同等原因),但其孔隙率指 标却相对有规律。主堆石区平均填筑干密度大致为20~ 23KN/m3,相应的孔隙率大致在24%左右(18%~28%),主 堆石区控制标准:坚硬石料的压实孔隙率23~28 %,易风化石 料的压实孔隙率19~24%。对于填石料,采用孔隙率控制质量 质量较为合适。采用孔隙率指标,可以不进行填料的最大干密 度试验,对填石料的压实质量同样可以进行较好的控制。 ? 在碾压堆石坝中,往往规定一个压实孔隙率(一般20%~28 %),同时规定相应的碾压参数(如碾重、遍数、铺料厚度)。 采用以上的压实孔隙率和相应的施工参数,并在施工中严加管 理,可以满足高土石坝的变形和稳定要求。 ? 填石路堤填方高度远远低于堆石坝,但填石路堤和堆石坝具有 大量的相似性,对于填石路堤,采用孔隙率作为质量控制指标 是可行的。 福建泉厦高速公路试验路分 区 层厚 (cm) 100 80 60 60 40 40 30 最大 粒径(cm) 70 60 40 40 25 25 10~15 碾压至8 遍 ≯23 20.9左右 碾压遍数 压实孔隙率 (%) 相应的压实干密 度(KN/m3 )填石路基下 路 堤碾压至8 遍≯2520.5左右上路堤 路 床碾压至8 遍≯2121.1左右填石路堤采用坚硬花岗岩填料,在碾压6遍以后, 60~80cm层厚的填石 路堤压实干密度能达到20.8KN/m3以上, 其孔隙率在23%左右。已经达到填 料压实要求,在下路堤区用80cm或60cm层厚填筑填石路堤是可行的。 广东京珠高速公路试验路填石路基广东填石路堤试验工程主要对坚硬的石灰岩,中等强度 的红色砂岩以及软质泥页岩进行试验研究。类 型 层 厚 (cm) 60 最大粒径 40 碾压遍数 碾压至8遍坚硬岩石, 路堤80100 40 50 60 填料类型 坚硬石料 中硬石料 软质岩石6070 30 35 40碾压至8遍碾压至8遍 碾压至8遍 碾压至8遍 碾压至 8遍 压 实 孔 隙 率( %)中等强度石料 的填石路堤和 软质岩石路堤下路堤≯25 ≯24 ≯23上路堤≯23 ≯22 ≯21上、下路床≯21 ≯20 ≯19 新规范对填石路基的技术规定填石路基? 膨胀性岩石、易溶性岩石、崩解性岩石和盐化 ??? ?岩石等均不应用于路堤填筑。 填石路堤应采用大功率推土机与重型压实机具 施工。 填石路堤在施工前,应通过试验路段,确定填 石路堤合适的填筑层厚、压实工艺以及质量控 制标准。 采用强夯或冲击压路机进行施工的填石路堤, 其压实层厚与质量控制标准可通过现场试验或 参照相应的技术规范确定。 填石路堤在采用风化岩石和软质岩石时,应考 虑浸水后抗剪强度降低、压缩性增加等不利情 况。 填石路基填石料分类? 根据石料饱和抗压强度指标,将填石料分为硬质岩石、中硬岩石、软质岩石。单轴饱和抗压强 度 (MPa) ≥60岩石类型 硬质岩石代表性岩石1. 花岗岩、闪长岩、玄武岩等岩浆岩 2.类 硅质、铁质胶结的砾岩及砂岩、石 灰岩、白云岩等沉积岩类。 片麻岩、石英岩、大理岩、板岩、 片岩等变质岩类。中硬岩石30~603.软质岩石5~301. 凝灰岩等喷出岩类; 2. 泥砾岩、泥质砂岩、泥质页岩、泥3.岩等沉积岩类; 云母片岩或千枚岩等变质岩类 填石路堤的压实质量标准 ? 不同强度的石料,应分别采用不同的填筑层厚和压实控制标准。填石路堤的压实质量 标准宜用孔隙率作为控制指标,并符合表 3.8.3-1~3.8.3-3要求。 ? 填石路堤的压实质量宜采用施工参数(压 实功率、碾压速度、压实遍数、铺筑层厚 等)与压实质量检测联合控制。 ? 填石路堤压实质量可以采用压实沉降差或 孔隙率进行检测,孔隙率的检测应采用水 袋法进行。填石路基 表3.8.3-1 硬质石料压实质量控制标准填石路基分区上 路 堤 下 路 堤路面底面以下深度 (m) 0.80 ~1.50 & 1.50摊铺层厚 (mm) &=400 &=600最大粒径 (mm) 小于层厚2/3 小于层厚2/3压实干密度 (kN/m3 ) 由试验确定 由试验确定孔隙率 (%) ≯ 23 ≯25表3.8.3-2中硬石料压实质量控制标准分区路面底面以下深度 (m)摊铺层厚 (mm)最大粒径 (mm)压实干密度 (kN/m3 )孔隙率 (%)上 路 堤下 路 堤0.80 ~1.50& 1.50&=400&=500表3.8.3-3小于层厚2/3小于层厚2/3由试验确定由试验确定≯ 22≯24软质石料压实质量控制标准分区上 路 堤 下 路 堤路面底面以下深度 (m)0.80 ~1.50 & 1.50摊铺层厚 (mm)&=300 &=400最大粒径 (mm)小于层厚2/3 小于层厚2/3压实干密度 (kN/m3 )由试验确定 由试验确定孔隙率 (%)≯ 20 ≯22 填方路基地基表层处理? 稳定斜坡上地基表层的处理:地面横坡缓于1:5时,清除地表草皮、腐殖土后,可直接在天然地面上填筑路堤。地面横坡为1:5~1:2.5 时,原地面应挖台阶,台阶宽度不应小于2m。当基岩面上的覆盖层较 薄时,宜先清除覆盖层再挖台阶。 地面横坡陡于1:2.5地段的陡坡路堤,必须检算路堤整体沿基底及基 底下软弱层滑动的稳定性,抗滑稳定系数不得小于表3.6.8规定。否则 应采取改善基底条件或设Z支挡结构物等防滑措施。 在一般土质地段,高速公路、一级公路和二级公路基底的压实度(重型) 不应小于90%;三、四公路不应小于85%。路基填土高度小于路面和路 床总厚度时,应将地基表层土进行超挖、分层回填压实,其处理深度 不应小于重型汽车荷载作用的工作区深度。 当地下水影响路堤稳定时,应采取拦截引排地下水或在路堤底部填筑 渗水性好的材料等措施。 稻田、湖塘等地段,应视具体情况采取排水、清淤、晾晒、换填、加 筋、外掺无机结合料等处理措施。? ??? 5高速公路、一级公路、二级公路 路堤与桥台、横向构造物(涵洞、通道)连接处?设置过渡段?过渡段应注意填料强 度、地基处理、台背防 排水系统等综合设计, ?台后过渡段路基采用 级配较好的砾(角砾) 类土、砂类土、碎石土 填筑,在渗水材料缺乏 的平原地区,当采用细 类土填筑时,宜用石灰、 水泥、粉煤灰等无机结 合料进行处治。路基压 实度应不小于96%。 6 路基填挖交界处理? 规定从路基填料、压实、排水、防 ? ?止填挖之间差异变形的工程措施等 方面进行综合设计 必要时,可采用冲击碾压或强夯等 进行增强补压,以消减路基填挖间 的差异变形。 根据地下水出露情况和岩土性质,设 Z完善的地下排水系统,除在边沟 下设Z纵向渗沟外,应在填挖之间设 Z横向或纵向渗沟。 质地段过渡段宜采用级配较好的砾 类土、砂类土、碎石填筑,岩石地 段过渡段可采用填石路堤。? 纵向填挖交界处应设Z过渡段,土 7 岩石路堑边坡设计? 岩石路堑边坡的稳定性分析和设计比较复杂,除受其岩性、边坡高度及施工方法等因素影响外,还在很大程度上取决于岩体结构、结构面产状及风 化程度。如何正确地判断和权衡诸因素对边坡稳定性的影响程度,进行较 为准确可靠的定量分析和边坡稳定性评价,目前还是一个有待研究的课题, 尚没有统一、完善的方法。 ? 岩石路堑边坡的稳定性主要由岩体结构控制的,本次规范修订时,参照 《建筑边坡工程技术规范》GB5表12.2.2,结合公路边坡特点和 经验,按照边坡岩体类型制订表3.4.2,对于边坡高度不大于30m时,无外 倾软弱结构面的岩质边坡,可参照表3.4.2确定。由于我国幅员辽阔、地形 地质、气候变化较大,各地在执行本规范过程中,应根据这一思想,注意 研究和积累各种边坡岩体类型在不同边坡高度时的稳定坡度,以供下次规 范修改。 ? 岩石路堑的设计有时受施工工艺、施工方法的影响较大。例如在较高的硬 质岩石路堑中,常规的爆破开挖方法由于冲击和震动作用,使路堑边坡岩 体破碎、松动,常造成运营期间的掉块、落石或滑坡坍塌等病害。对高速 公路、一级公路来说,常规的爆破开挖方法很难保证其安全性。因此不能 简单的利用自然岩体特性设计,必须考虑爆破松动后的岩体特性进行设计。 ? 采用光面、预裂爆破技术能够很好地解决上述问题,工程证明:对于石质 路堑,采用光面、预裂爆破可提高路堑边坡工程质量,最大限度地减少开 挖时对边坡的破坏,施工后形成的路堑边坡岩体稳定、平整美观,值得大 力推广应用。 岩质边坡的岩体分类边坡岩 体类型Ⅰ岩体 完整程度完整 完整结构面 结合程度结构面结合良好或 一般 结构面结合良好或 一般 结构面结合差 结构面结合良好或 一般或差 结构面结合差 结构面结合良好或 一般 结构面结合差 结构面结合良好或 一般 结构面结合差或很 差 碎块间结合很差结构面产状外倾结构面或外倾不同结构面的组 合线倾角>750或<350。 外倾结构面或外倾不同结构面的组 合线倾角350~750。 外倾结构面或外倾不同结构面的组 合线倾角>750或<350。 外倾结构面或外倾不同结构面的组 合线倾角<350,有内倾结构面。 外倾结构面或外倾不同结构面的组 合线倾角350~750。 外倾结构面或外倾不同结构面的组 合线倾角350~750。 外倾结构面或外倾不同结构面的组 合线倾角>750或<350。 结构面无明显规律。 外倾结构面以层面为主,倾角多为 350~750。直立边坡 自稳能力30m高边坡长期稳 定,偶有掉块。Ⅱ完整 较完整 完整 较完整15m高的边坡稳定, 15m~30m高的边坡 欠稳定。边坡出现局部塌落。Ⅲ 较完整 较完整 (碎裂镶嵌) 较完整 Ⅳ 不完整 (散体、碎裂)8m高的边坡稳定, 15m高的边坡欠稳 定。8m高的边坡不稳定。 岩体完整程度划分岩体 完整程度 完整 较完整 结构面发育程度 结构面1~2组,以构造节理或层面为 主,密闭型。 结构类型 巨块状整体结构 完整性 系数Kv >0.75 0.35~0.75结构面2~3组,以构造节理或层面为 块状结构、层状结构、 主,裂隙多呈密闭型,部分为微张型, 镶嵌碎裂结构 少有充填物。 结构面大于3组,在断层附近受构造作 用影响较大,裂隙以张开型为主,多 ; 有充填物,厚度较大。 碎裂状结构、散体结构不完整<0.35完整性系数VR 2 Kv ? ( ) VP――弹性纵波在岩体中的传播速度; ――弹性纵波在岩块中的传播速度;VRVP 边坡高度不大于30m时,无外倾软弱结构面的 边坡坡率可按表3.4.2确定。边坡岩体类型 风化程度未风化、微风化 弱风化 Ⅱ类 未风化、微风化 弱风化 未风化、微风化 弱风化 Ⅳ类 弱风化 强风化 边坡坡率 H<15m 1∶0.1~1∶0.3 1∶0.1~1∶0.3 1∶0.1~1∶0.3 1∶0.3~1∶0.5 1∶0.3~1∶0.5 1∶0.5~1∶0.75 1∶0.5~1∶1 1∶0.75~1∶1 15m≤H<30m 1∶0.1~1∶0.3 1∶0.3~1∶0.5 1∶0.3~1∶0.5 1∶0.5~1∶0.75Ⅰ类Ⅲ类 8 关于高路堤、陡坡路堤、路堑高边坡设计? 针对目前公路路基设计中反映比较突出的问题――高填深挖设计原则,新《规范》增加 了高边坡设计的技术要求,其内容包括地基 勘探、强度参数的获取、稳定性分析、沉降 与稳定监测和动态设计等。 ? 新《规范》给出了边坡稳定性分析评价的安 全系数,强调稳定性分析所得的稳定系数必 须是:设计参数的试验状态、分析方法、工 况情况等相一致。 高边坡路堤与陡坡路堤1 原规范JTJ013-95相关条款汇 报 提 纲2 现规范JTGD30-2004主要特点3 现规范具体条文及其说明 高边坡路堤与陡坡路堤 P13原 规 范 相 关 条 款3.3.6 对边坡高度超过表 3.3.5 所列全部高度 的路堤,宜进行路堤稳定性验算。对于渗水性 土,可采用直线滑动面进行验算;对于粘质土 可采用圆弧滑动面进行验算。验算时,稳定系 数不得小于1.25 高边坡路堤与陡坡路堤P21强调了作为重要结构单独进行勘察设计现 规 范 主 要 特 点细化了稳定性计算参数的室内试验获取方法提出了稳定性方法和相应安全系数取值标准明确了监测内容及方法 强调了综合设计和动态设计的重要性 高边坡路堤与陡坡路堤P8现 规 范 具 体 条 文 及 说 明3.6.1 高边坡路堤与陡坡路堤设计应贯彻综合 设计和动态设计的原则。应在充分掌握场地水 文地质条件、填料来源及其性质的基础上,综 合进行路堤断面、排水设施、边坡防护、地基 及堤身处治等的设计。当实际情况有变化时, 应及时调整设计,保证路堤稳定强调综合设计和动态设计的重要性 高边坡路堤与陡坡路堤P8现 规 范 具 体 条 文 及 说 明3.6.2对边坡高度超过 20m的路堤或地面斜坡坡 率陡于 1:2.5 的路堤,以及不良地质、特殊地 段的路堤,应进行个别勘察设计,对重要的路 堤应进行稳定性监控界定了高边坡路堤与陡坡路堤 高边坡路堤与陡坡路堤P8现 规 范 具 体 条 文 及 说 明3.6.3 高边坡路堤与陡斜坡路堤的地基勘察应 查明地基土的土质类别、层位、厚度、分布特 征和物理力学性质,确定地下水埋深和分布特 征,确定地基土的承载能力,获取设计所需的 物理力学指标。其工程地质勘察应满足《公路 工程地质勘察规范》的要求提出了高边坡路堤与陡坡路堤勘察要求 高边坡路堤与陡坡路堤P9现 规 范 具 体 条 文 及 说 明3.6.4 路基填料应满足第 3.2.1 、3.3.1 条规定, 路堤压实度应满足第 3.2.1 、 3.3.2 条的要求。 必要时,可采用冲击碾压或强夯等进行增强补 压,以消减高路堤的差异变形提出了高边坡路堤与陡坡路堤压实要求 大量的调研发现: (1)高边坡路堤与陡坡路堤通常相伴生 (2)按照规范JTJ013-95规定的压实度要求填筑,还存 在一定的工后压缩变形,影响路面平整度 ( 3 )近年来,采用冲击式压路机或强夯等措施来提高 路基压实度,以减少高路堤工后压缩变形,取得了良好 效果。鉴于上述情况,执行本规范时,应按表3.2.1、表3.3.2 严格控制高路堤的压实度 高边坡路堤与陡坡路堤P9现 规 范 具 体 条 文 及 说 明3.6.5 高路堤边坡形式和坡率应根据填料的物 理力学性质、边坡高度、车辆荷载和工程地质 条件等经稳定计算,并结合工程经验分析确定。 高路堤断面形式宜采用台阶式,降水量较大的 地区,平台上应加设截水沟提出了结构设计要求及其主要考虑因素 高边坡路堤与陡坡路堤P9现 规 范 具 体 条 文 及 说 明3.6.6 高路堤稳定性分析的强度参数应根据填 料场地情况,选择有代表性土样进行室内试验, 并结合现场情况确定强调了通过室内试验获取强度参数提出了强度参数获取的室内试验方法 路堤稳定性评价首先涉及土强度参数。参数获取可采用室内试 验、现场试验等不同的方法。无论是室内试验还是现场测试, 所得结果都是取样点或试验点的强度参数,建议应结合现场条 件,综合分析确定强度参数。另一方面,目前设计中对路堤填 土强度参数取值的随意性较大,应加强有关的室内试验工作路堤填土的力学行为较为复杂,除具有非饱和特性以外,在一 定的条件下还具有超固结特性,其强度在较大程度上取决于土 的初始密度和含水量。通过对贵遵高速公路、柳桂高速公路、 太旧高速公路和昆曲高速公路的试验路堤段填土进行的室内直 剪试验,以及对路堤实际含水状况的分析,得出:抗剪强度随 含水量的变化呈现出峰值特性,峰值出现于小于最优含水量一 侧;采用饱水试件进行试验获得指标用于设计,会过低估计路 堤在一般情况下的整体力学特性。因此,推荐采用根据击实曲 线按要求的压实度对应的较高含水量制备试样试验确定抗剪强 度指标;对坡面局部破坏、填方与原地基结合部排水不良引起 的破坏,采用饱水试件试验确定抗剪强度指标 要考虑压实填土的非饱和特性和超固结特性进行路堤的稳定分 析,无论在试验方法上还是在计算上,在目前都是困难的。目 前国内外的有关规范,对填土,仍然以采用直剪快剪或三轴不 排水剪试验方法获得强度参数、值为主 高填方路堤大多数为土石混填路堤,试件尺寸对强度参数的影 响较大。国内外的研究结果表明:小直径三轴试验内摩擦角 φ 偏大因此,对土石混合填料路堤,推荐将300mm的三轴仪作为强 度参数、值试验必须采用的试验仪器,能进行正应力稳定控制 的大型直剪仪也可采用大多数地基土通常处于正常固结状态。对地基土的强度参数, 我们的研究从地基土的受力状态、不同试验方法获得的强度参 数的实质、及不同试验方法获得的强度参数变异性等方面予以 了分析,建议采用直剪的固结快剪或三轴剪的固结不排水剪试 验获得地基土的强度参数 高边坡路堤与陡坡路堤P9现 规 范 具 体 条 文 及 说 明1 路堤填土的强度参数、值,采用直剪快剪或三轴不 排水剪试验获得。试样的制备要求及稳定分析各阶段 采用的试验方法详见表 3.6.6。当路堤填料为粗粒土或 填石料时,应采用大型三轴试验仪进行试验 2 分析高路堤的稳定性时,地基的强度参数、值,宜 采用直剪的固结快剪或三轴剪的固结不排水剪试验获 得 3 分析路堤沿斜坡地基或软弱层带滑动的稳定性时, 应结合场地条件,选择控制性层面的土层试验获得强 度参数、值。可采用直剪快剪或三轴剪的不固结不排 水剪试验。当可能存在地下水时,应采用饱水试件进 行试验 高边坡路堤与陡坡路堤P9试验方 法采用的 强度指标 试样起始状态 备 注现 规 范 具 体 条 文 及 说 明控制稳 定时期计算 方法土类施工 期总应 力法渗透系数小于 10-7cm/s直剪 快剪三轴不 排水剪 直剪固 结快剪、任何渗透系数填筑含水量和填筑密度。当难以获得 填筑含水量和填筑密度时,或进行初 步稳定分析时,密度采用要求达到的 密度,含水量按击实曲线上要求密度 对应的较大含水量。渗透系数小于 10-7cm/s、 任何渗透系数同上用于新建路堤 的稳定性分析。三轴固结 不排水剪运营 期总应 力法渗透系数小于 10-7cm/s直剪快 剪三轴不排 水剪、同上,但要预先饱和。用于新建路堤 边坡的浅层稳 定性分析。任何渗透系数渗透系数小于 10-7cm/s直剪快 剪三轴不排 水剪、取路堤原状土用于已建路堤 的稳定性分析。任何渗透系数 高边坡路堤与陡坡路堤P9~11现 规 范 具 体 条 文 及 说 明3.6.7 路堤稳定性分析包括路堤堤身的稳定性、 路堤和地基的整体稳定性、路堤沿斜坡地基或 软弱层带滑动的稳定性等内容提出了稳定性分析方法 通常路堤的堤身、路堤和地基的整体滑动面接近圆弧。对圆弧 滑动面,简化 Bishop 法被认为是目前相对比较精确而又可实际 普遍采用的稳定性分析方法。常见的简化 Bishop 法表达式采用有效应力指标,在实际工程中难以应用。我们通过研究,并考虑到地基和路堤采用不同的强度参数指标,提出了以总应力强 度参数和地基平均固结度 U 表达的稳定系数计算式。其中 U=0 可计算路堤快速填筑、地基未固结的情况,可用于填筑速度较快时路堤施工期间的稳定性分析;U=1可计算路堤填筑速度慢、地 基完全固结的情况,可用于填筑速度较慢时路堤施工期间的稳 定性或路堤在营运期间的稳定性。当路堤填筑速度使地基固结 度处于 0 ~1 之间时,可结合地基的沉降分析或实测结果估计地基的平均固结度代入式中进行计算 路堤沿斜坡地基或软弱层带的滑动,一般为任意滑动面。对于 任意形状滑面,采用严格条分法(如Spencer法)方能得到满意 的解答,而目前国内广泛采用非严格条分法中的不平衡推力法。重庆交通科研设计院在交通建设西部项目中,对不平衡推力法进行了研究分析,得出:当滑面光滑且条分很小时,这种方法 计算出来的稳定系数大致与简化 Bishop 法相当,而当滑面不光滑、条块下滑面夹角很大时,则算得的稳定系数偏大,与严格条分法的误差很大且偏于危险,这种情况下,显然不能应用。 为了修正这一误差,必须保证每条块下滑面夹角小于 10°,这 样就能算出合理的结果。考虑到历史上的原因,以及计算比较 简单,仍建议对任意形状滑面采用不平衡推力法。但必须做到条分合理或对某些滑面作些局部调正,以确保每条块下滑面夹角小于10° 高边坡路堤与陡坡路堤P9~11现 规 范 具 体 条 文 及 说 明1 路堤的堤身稳定性、路堤和地基的整体稳定性宜采 用 简 化 Bishop 法 进 行 分 析 计 算 , 稳 定 系 数 Fs 按 式 (3.6.7-1)计算? Ki Fs ? ??Wi ? Qi ?sin ? i 高边坡路堤与陡坡路堤P9~11现 规 范 具 体 条 文 及 说 明2 路堤沿斜坡地基或软弱层带滑动的稳定性可采用不 平衡推力法进行分析计算,稳定系数Fs按式(3.6.7-5) 方法计算1 Ei ? WQ i sin ? i ? [ci li ? WQ i cos? i tan? i ] ? Ei ?1? i ?1 Fs 表3.6.8 路堤稳定安全系数分析内容计算方法地基情况计算采用的地基平均固结度 及强度指标 按表3.6.6确定 取U=0,地基土采用直剪的固结快 剪或三轴剪的固结不排水剪指标, 路堤填土按表3.6.6确定。 按实际固结度,采用直剪的固结 快剪或三轴剪的固结不排水剪指 标,路堤填土按表3.6.6确定。 取U=1,采用直剪的固结快剪或三 轴剪的固结不排水剪指标,路堤 填土按表3.6.6确定。安全 系数 1.35路 堤 的 堤 身 简化Bishop法 稳定性 (式3.6.7-1)地基土渗透性 较差、排水条 件不好 路堤和地基 的整体稳定 性 简化Bishop法 (式3.6.7-1) 地基土渗透性 较好、排水条 件良好 路堤沿斜坡 地基或软弱 层滑动的稳 定性1.201.401.45取U=1,地基土采用快剪指标,路 堤填土按表3.6.6确定。采用直剪的快剪或三轴剪的不排 水剪指标,路堤填土按表3.6.6确定。1.35不平衡推力 法 (式3.6.7-5)1.30 稳定安全系数的取值涉及到技术经济因素,要确定出完全合理 的安全系数非常困难。在目前山区公路路堤设计中,处于沟谷 相软弱地基上的路堤,常按《公路软基路堤设计与施工技术规 范》( JTJ017―96 ),采用瑞典法、快剪指标及其相应的安全 系数1.1进行设计和控制。对斜坡上的路堤和一般地段的高边坡 路堤,按原规范(JTJ095-013)进行设计,安全系数采用1.25 我们通过研究发现: (1)地基情况对计算结果有较大的影响。当采用相同计算方法, 而地基土采用快剪和固结快剪两种不同的强度指标,则发现采 用固结快剪指标比采用快剪指标,安全系数提高了8%~10%。(2)计算方法对计算结果影响较大。 高边坡路堤与陡坡路堤P12现 规 范 具 体 条 文 及 说 明3.6.9路堤基底处理应符合第 3.3.5条规定,当 地基分布有软弱土层时,应按第 7.6 节规定, 做好地基加固设计。当路堤稳定系数小于表 3.6.8 的稳定安全系数时,应采取改善基底条 件或设置支挡结构物等措施提出了相关处治措施 高边坡路堤与陡坡路堤P12现 规 范 具 体 条 文 及 说 明3.6.10路堤稳定性监测设计1 路堤施工应注意观测路堤填筑过程中或以后 的地基变形动态,对路堤施工实行动态监控, 观测的项目参照附表B―2选定 2 设计应明确观测的路堤段落、观测项目、 观测点的数量及位置等,确定稳定性观测控 制标准,说明施工中应注意的事项明确了监测内容与方法 挖方高边坡1 原规范JTJ013-95相关条款汇 报 提 纲2 现规范JTGD30-2004主要特点3 现规范具体条文及其说明 挖方高边坡 P16原 规 范 相 关 条 款3.5.1 当土质边坡高度超过表 3.5.1 的规定或 水文地质情况不良时,可用直线或圆弧法验算 其稳定性 P173.5.4 当挖方边坡高度超过 20~30m 时,其边坡 坡度,可根据现场情况,调查附近已建工程的 人工边坡及自然山坡情况进行边坡稳定性分析, 参照表3.5.1或3.5.2确定 挖方高边坡 强调了作为重要结构单独进行勘察设计P21现 规 范 主 要 特 点细化了边坡岩土体参数及其获取方法提出了稳定性评价方法 提出了稳定性计算工况及其安全系数取值标准 明确了监测内容及方法 强调了信息化动态设计的重要性 挖方高边坡P12现 规 范 具 体 条 文 及 说 明3.7.1土质挖方边坡高度超过 20m、岩石挖方边 坡高度超过 30m 、以及不良地质、特殊岩土地 段的挖方边坡,应进行个别勘察设计界定了挖方高边坡 强调了应将其作为重要结构进行单独勘察设计 挖方高边坡P12现 规 范 具 体 条 文 及 说 明3.7.2 边坡工程勘探宜采用钻探、坑(井、槽) 探与物探等相结合的综合方法,必要时可辅以 硐探。边坡工程地质勘察应满足《公路工程地 质勘察规范》的要求,并应查明下列内容: ……提出了勘察要求明确了设计应考虑的因素及需要的相关资料 挖方高边坡P13现 规 范 具 体 条 文 及 说 明3.7.3边坡岩土体力学参数…… 提供了岩体力学参数经验值明确了岩土体力学参数获取的综合方法 强调了反算法在参数获取中的重要性 强调了原位试验 岩体力学参数不易获得,由于岩体(特别是结构面)的现场剪 切试验试验比较困难、试验时间较长、费用较高等原因,通过 测试确定岩体性质指标(包括结构面的抗剪强度指标),当前 并非所有工程都能做到。本规范参照《工程岩体分级标准》 GB50218-94表C.0.2并结合国内一些测试数据、研究成果及工程 经验提出表 3.7.3-1 和表 3.7.3-2 供工程勘察设计人员使用。对 破坏后果严重的的岩石边坡的力学参数应通过现场测试获取。岩石标准值是对测试值进行误差修正后得到反映岩石特点的值。 由于岩体中或多或少都有结构面存在,其强度要低于岩石的强 度。当前不少勘察单位采用水利水电系统的经验,将岩石的粘 聚力 c 乘以0.2 、内摩擦角 φ 乘以 0.8 作为岩体的 c、φ 值。参照 《建筑边坡工程技术规范》GB表4.5.4并结合国内公 路部门的经验后,认为岩体的c值可采用水利水电系统的经验, 岩体的φ 值采用表3.7.3-3 项目内容四川 省 重庆 市 调研工点数 采用工点数 调研工点数 采用工点数 福建 省 广东 省 贵州 省 浙江 省 调研工点数 采用工点数 调研工点数 采用工点数 调研工点数 采用工点数 调研工点数 采用工点数工程地质类比参考文献资 料2地勘报 告 251 40现场试验反算77835 6571015208 35524864 20813443 2523862593山西 省调研工点数采用工点数 3 5154 1 2 挖方高边坡P13现 规 范 具 体 条 文 及 说 明3.7.4边坡稳定性评价1 边坡稳定性评价宜综合采用工程地质类比 法、图解分析法、极限平衡法和数值分析法进 行提出了边坡稳定性评价综合方法 边坡稳定性评价应包括下列内容: 1) 边坡稳定性状态的定性判断;2) 边坡稳定性计算;3) 边坡稳定性综合评价; 4)边坡稳定性发展趋势分析边坡稳定性评价应遵循以定性分析为基础,以定量计 算为重要辅助手段,进行综合评价的原则 定性判断首先应对边坡进行分类 国内外常用的计算边坡稳定性的方法可分为三大类:工程地质 类比法、极限平衡法、数值分析法,其中极限平衡法主要包括 圆弧滑动面法、平面滑动面法、锲体滑动法、传递系数法、 Sarma法、Mogenstern-Price法。调研发现,我国公路部门在进行边坡稳定性计算时,通常当边 坡未出现失稳破坏时基本采用工程地质类比法,凭经验判断边 坡的稳定性;当边坡出现失稳破坏时,要么采用工程地质类比 法进行边坡稳定性的定性判断,要么采用极限平衡法进行边坡 稳定性的定量计算,偶尔也采用数值分析法进行边坡稳定性计 算。不过对数值分析法的计算结果的分析尚未建立统一标准, 即多数工程人员尚不知如何根据数值分析结果来判断边坡的稳 定性 挖方高边坡P14现 规 范 具 体 条 文 及 说 明2 边坡稳定性计算方法应考虑边坡可能的破 坏形式,可按下列方法确定:1)规模较大的碎裂结构岩质边坡和土质边坡宜采用简化 Bishop计算 2 )对可能产生直线形破坏的边坡宜采用平面滑动面解析法进 行计算 3)对可能产生折线形破坏的边坡宜采用不平衡推力法计算 4 )对结构复杂的岩质边坡,可配合采用赤平投影法和实体比 例投影法分析及锲形滑动面法进行计算 5)当边坡破坏机制复杂时,宜结合数值分析法进行分析 挖方高边坡P14现 规 范 具 体 条 文 及 说 明3 边坡稳定性计算应分成以下三种工况:1)正常工况:边坡处于天然状态下的工况2 )非正常工况Ⅰ:边坡处于暴雨或连续降 雨状态下的工况 3) 非正常工况Ⅱ:边坡处于地震等荷载作 用状态下的工况 挖方高边坡P14现 规 范 具 体 条 文 及 说 明4 边坡稳定性验算时,其稳定系数应满足表3.7.4规定 的安全系数要求,否则应对边坡进行支护 表3.7.4 路堑边坡安全系数公路等级 正常工况 高速公路、一级 公路 非正常工况Ⅰ 非正常工况Ⅱ路堑边坡安全系数 1.20~1.30 1.10~1.20 1.05~1.10正常工况二级及二级以下 公路 非正常工况Ⅰ 非正常工况Ⅱ1.15~1.251.05~1.15 1.02~1.05 部 门工程名称 地基边坡 甲级建筑物安全系数 1.2 1.25 1.15 1.05 1.30(1.35) 1.25(1.30) 1.20(1.25) 1.25分析方法 瑞典法建 筑 部 门自然边坡乙级建筑物 丙级建筑物不平衡推力法一级边坡 二级边坡 三级边坡圆弧滑动法 (平面、折线滑动法)公路 部门路堤边坡 路堑边坡 路堤边坡瑞典法铁路 部门一级边坡路堑边坡 二级边坡 三级边坡1.251.15 1.05 1.5 1.3 严格条分法与Bishop法 严格条分法与Bishop法 不平衡推力法水利 部门水工坝体边坡 库区自然边坡 分析后得三点认识: 1)我国各行业边坡安全系数的取值在1.05~1.5之间; 2)安全系数的取值与边坡的重要性级别有关;3)安全系数的取值应与计算方法对应边坡安全系数因所采用的计算方法不同,计算结果存在一定差 别。大量算例试算结果表明,一般情况下,简化 Bishop 法计算 结果比瑞典法计算结果大 5%~10% ;数值分析法计算结果与简化 Bishop 法计算结果较接近,相互间的差值通常在 5% 以内;平面 滑动面解析法计算结果比瑞典法法计算结果大8%~16%。 本规范规定依据计算边坡稳定安全系数评价边坡稳定性状态时, 应与计算方法相对应 挖方高边坡P14现 规 范 具 体 条 文 及 说 明3.7.5 根据不同的岩土性质和稳定要求应将边 坡开挖成折线式或台阶式边坡。台阶式边坡中 部应设置边坡平台,边坡平台的宽度不宜小于 2m。坚硬岩石地段边坡可不设平台,其边坡坡 率可调查附近已建工程的人工边坡及自然山坡 情况,根据边坡稳定性分析综合确定提出了边坡结构设计及其考虑的因素 挖方高边坡P14现 规 范 具 体 条 文 及 说 明3.7.6 边坡防护设计应根据边坡地质和环境条 件、边坡高度及公路等级,采取工程防护与植 物防护的综合措施,稳定性差的边坡应设置综 合支挡工程,并采用分层开挖、分层稳定和坡 脚预加固技术提出了边坡防护设计及其考虑的因素 挖方高边坡P14现 规 范 具 体 条 文 及 说 明3.7.7 应设置完善的边坡地表和地下排水系统, 及时引排地面水和地下水。排水系统设计要求 应符合第 3.4 节的规定,各种排水设施构造尺 寸按第4.2、4.3节确定提出了边坡排水设计及其考虑的因素 挖方高边坡P14现 规 范 具 体 条 文 及 说 明3.7.8 高速公路、一级公路挖方高边坡及不良 地质、特殊岩土地段的挖方边坡设计应采用施 工监测、信息化动态设计方法明确了边坡监测对象 提出了边坡监测及其考虑的因素强调了信息化动态设计的重要性 挖方高边坡P14~15现 规 范 具 体 条 文 及 说 明1 应提出对施工方案的特殊要求和监测要求,应掌握 施工现场的地质情况、施工情况和变形、应力监测的 反馈信息,及时对原设计进行校核、修改和补充2 监测的内容包括:对边坡不稳定的范围、移动方向 和速度以及地下水、爆破振动等取得定量数据,供设 计分析;对锚固系统、挡土墙等加固措施的受力、变 形等进行量测,验证其是否达到预期的作用,如未达 到则应采取补救措施边坡工程监测项目应考虑公路等级、支挡结构特点 和变形控制要求、地质条件,根据附表B―1、附表B― 3选定 3 监测周期应根据公路等级、支挡结构特点、地质条 件确定,对于高速公路重点高边坡,监测周期应为公 路建成营运后不少于一年 (六)路基排水《规范》修订内容? 各类排水设施应相互衔接配合,并兼顾路面排水、路基防护、地基处理等进行综合设计,形成完善的排水系统? 注重环境保护,景观协调的原则, ? 路基排水设计时应注意环境变化所造成的暴雨强度大、突发性强、破坏性大的特点。施工场地的临时性排水设施,应尽可能与永久性 排水设施相结合。? 各类排水设施的设计和施工应密切配合,及时反馈现场信息,验证设计,为优化排水设施提供依据。? 根据《规范》JTJ013-95和《公路排水设计规范》(JTJ018-97)执行情况,修订完善了地表排水与地下排水的技术要求。? 增加“油水分离池、抽水泵站、仰斜式排水孔、支撑渗沟、”等排水设施的适用条件与技术要求。 路基排水1 路基排水系统布置路基排水工程应系统完整。敏 感路段,如沿溪线等排水系统 应自成体系,有条件地段应设 Z在视线之外。排水工程外观 线形应流畅美观。排水工程断面有矩形、梯形、 浅碟形和漫流等多种,类型选 择应从安全、视觉效果及与周 围环境协调角度综合考虑。 2 排水工程断面类型选择? 路基排水工程断面类型的选择应根据沿线地形地貌、 路基填挖高度及汇水面积、 各种排水设施的泄流能力、 以及对行车安全与环境景 观的影响程度等方面综合 考虑,浅挖方路段,宜选 用浅碟形边沟;深挖方路 段,宜选用矩形加盖板边 沟;环境景观较好的路段, 宜选用暗埋式边沟。 矩形加盖板边沟路基排水从安全和视觉效果角度,一般认为,矩形边沟加盖板型式对 于汇水面积较大的挖方路基边沟(与狭长的路基及高陡边坡配合 )、与之相接的填方路基排水沟、沿街路段、设置有内挡结构的 挖方路基内侧等段的适应性较好,可具有路基视觉增宽、防止车 轮卡陷和边坡碎落堵塞等功能。 要克服目前用加深边沟深度来改善路床土的水文状态的片面 认识,注意地表排水系统与地下排水系统的综合设计。加盖板的 矩形边沟未加盖板的 矩形边沟 路基排水浅碟式排水沟(边沟)从安全和景观角度,浅碟式排水 沟(边沟)或放缓边坡漫流排水 型式对于地形平坦、纵坡平缓的 低填、浅挖路段适应性较好。排 水沟(边沟)可与原地面舒缓自 然衔接,克服沿路基边缘设置规 则深排水沟所带来的行车不安全 隐患,同时形成流畅优美的视觉 效果。 路基排水 路基排水浆砌梯形排水沟浆砌梯形边沟适应于防止水流冲刷要求高的路段,但生硬不美观,与环境适应性差,因此最好设于高路堤或其他视线以外的路段。生硬、不美观且欠安全的边沟 路基排水3排水工程防护类型选择排水工程防护类型主要有圬工砌护、植被防护和土质三种。随着环保意识的增强,表面植被防护越来越受到重视。 圬工砌护虽然防止水流冲刷功能强,但显生硬不美观,与环境适应性差。土质边沟主要为与宽敞的填挖方边坡相协调,适用于无较大汇水 面积的挖方路基两侧及与挖方边沟连接的填方路基外侧。 植被防护若运用得当,可适用于各自然条件下路段,其兼具防止 水流冲刷及生物过滤作用,减轻敏感水域的水质恶化。 路基排水4截水沟截水沟的设置应慎重,无需设置的一定不要设置,当必须设置时, 应通过绿化手段予以遮挡。多余而破坏景观的 截水沟 的截 遮水 挡沟 路基排水? ?油水分离池路基排水沟出口位于水质特别敏感区,且所排污水水质不满足《污 水综合排放标准》(GB8978)中所规定时,可设Z油水分离池。 油水分离宜采用沉淀法处理。污水进入油水分离池前,应先通过格 栅和沉砂池。 油水分离池的大小应根据所在路段排水沟汇入水量确定,并保证流 入分离池的油水能有足够的时间分离或过滤净化。 一般情况下,路基地表排水沟应尽可能将水引排至桥涵或自然 排水沟渠中,不得已排入对水质特别敏感的水体(如:饮用水源 等),且公路所排污水不满足《污水综合排放标准》(GB8978)中 所规定的标准值时,可设Z油水分离池,对公路所排污水进行净化 处理,以保证受纳水体水质符合规定用途的水质标准。 公路路面排出的污水一般以悬浮物(SS)和石油类为主,与其 它行业相比,公路污水中含油污量一般较低,故本条推荐应以简易 的沉淀法处理措施为主。目前国内已建公路油水分离池应用较少, 具体设计时,可参考现行《室外排水设计规范》(GBJ14)和《污 水综合排放标准》(GB8978)。? 路基排水? 路基汇水无法自流排出时,可设Z排水泵站。排水泵站包 ?排水泵站?括集水池和泵房。 集水池的容积,应根据汇水量、水泵能力和水泵工作情况 等因素确定。 水泵抽出的水,应排至路界之外。 下穿公路的路基排水应尽量采用自流的排泄方式。在 地下水位高的平原区,自流排泄有困难时,可采用潜水泵 抽升集水池中的水。泵站配备两台水泵,可针对不同的排 水量要求,分别使用小泵或大、小泵。具体设计时,可参 照《室外排水设计规范》(GBJ14),或执行现行《泵站 设计规范》(GB/T 50265)。排水泵站应有专人管养。集 水池的容积一般不应小于一台水泵30S的出水量。 流入集水池的雨水均应通过格栅。集水池的布Z,应 考虑改善水泵吸水管的水力条件,减少滞流或涡流。 泵房中水泵型号应根据水量、水质和所需扬程等因素 确定。重要的下穿道路,每个泵站应至少配Z2台水泵, 水泵宜选用同一型号。 5 地下排水系统设计? ? ?路基排水? 常用地下排水设施:暗沟、渗(盲)沟、仰斜排水孔、排水隧洞等,要根据各种设施的适用 条件、地下水分布情况等,灵活选用。 对于挖方边坡上有较为集中的地下水出露时, 设Z仰斜排水孔是一种有效的排水措施。 对于挖方边坡上没有明显的地下水出露,但边 坡土质潮湿、含水量高时,设Z支撑渗沟能起 到良好排水作用。 注意加强路基填挖交界处的地下排水系统设计, 宜在填挖交界处设Z渗沟。 路基排水暗沟(管)? 适用于排除泉水或地下集中水流。 ? 暗沟沟底的纵坡不宜小于1%,条件困难时亦不得小于0.5%,出水口处应加大纵 坡,并应高出地表排水沟常水位0.2m以 上。 ? 寒冷地区的暗沟,应作防冻保温处理或 将暗沟设在冻结深度以下。 路基排水渗沟(井)? 渗沟、渗水隧洞及渗井用于降低地下水位或拦截地 ? ?下水 ; 当地下水埋藏浅或无固定含水层时,宜采用渗沟。 当地下水埋藏较深或有固定含水层时,宜采用渗水 隧洞、渗井。 渗沟的埋Z深度按地下水位的高程、地下水位需下 降的深度以及含水层介质的渗透系数等因素考虑确 定。 渗沟的排水孔(管),应设在冻结深度以下不小于 0.25m处。寒冷地区的渗沟出口,应采取防冻措施。 边坡渗沟、支撑渗沟应垂直嵌入边坡坡体,其平面 形状宜采用条带形布Z;对于范围较大的潮湿坡体, 可采用增设支沟的分岔形布Z或拱形布Z。? ?? ??渗 ? 沟? ?根据使用部位、结构型式,将渗沟可分为填石渗沟、管式渗沟、洞式 渗沟、边坡渗沟、支撑渗沟、无砂混凝土渗沟, 填石渗沟,也称为盲沟,一般适用于地下水流量不大、渗沟不长的地 段,填石渗沟较易淤塞。洞式及管式渗沟一般适用于地下水流量较大、 引水较长的地段,条件允许时,应优先采用管式渗沟。洞式渗沟施工 麻烦,质量不易保证。目前多采用管式渗沟代替填石渗沟和洞式渗沟。 随着我国建筑材料工业的发展,渗沟透水管和反滤层材料也有多种新 材料可供选择。 边坡渗沟、支撑渗沟则主要用于疏干潮湿的土质路堑边坡坡体和引排 边坡上局部出露的上层滞水或泉水,坡面采用干砌片石覆盖,以确保 边坡干燥、稳定。 用于渗沟的反滤土工布及防渗土工布(又称复合土工膜),设计时应 根据水文地质条件、使用部位等按国家质量技术监督局颁布的《土工 合成材料》(GBT)选用。防渗土工布也可采用喷涂热沥 青的土工布. 无砂混凝土既可作为反滤层,也可作为渗沟,是近几年在公路地下排 水设施中应用的新型排水设施,用无砂混凝土作为透水的井壁和沟壁 以替代施工较复杂的反滤层和渗水孔设备,并可承受适当的荷载,具 有透水性和过滤性好、施工简便、省料等优点,值得推广应用。预制 无砂混凝土板块作为反滤层,用在卵砾石、粗中砂含水层中效果良好; 如用于细颗粒土地层,应在无砂混凝土板块外侧铺设土工织物作反滤 层,用以防止细颗粒土堵塞无砂混凝土块的孔隙。路基排水 仰斜排水孔路基排水? 仰斜式排水孔用于引排边坡内的地下水。 ? 仰斜式排水孔的仰角不宜小于6°,长度应伸至地下水富?集部位或潜在滑动面,并宜根据边坡渗水情况成群分布。 仰斜式排水孔排出的水宜引入路堑边沟排除。 仰斜式排水孔是采用小直径的排水管在边坡体内排除 深层地下水的一种有效方法,它可以快速疏干地下水,提 高岩土体抗剪强度,防止边坡失稳,并减少对岩(土)体 的开挖,加快工程进度和降低造价,因而在国内外山区公 路中得到广泛的应用。近年来在广东、福建、四川等省取 得良好的应用效果,最长排水孔已达50m。 仰斜式排水孔钻孔直径一般为75mm~150mm,仰角 不小于6°,长度应伸至地下水富集或潜在滑动面。孔内 透水管直径一般为50~100mm。透水管应外包1~2层渗水 土工布,防止泥土将渗水孔堵塞,管体四周宜用透水土工 布作反滤层。 (七)路基防护与支挡 ? 原规范JTJ013――95只有路基防护内容,尚无有关路基支挡工程设计内容,? ? ?? ? ?不能适应山区公路建设需要。本次规范修订增加了有关路基支挡工程(挡 土墙、锚固、土钉、抗滑桩等)设计内容,形成了较为完善的路基防护支 挡工程体系,并强调采取工程防护与植物防护相结合的综合措施,确保路 基稳定,协调景观。 强化植物防护技术应用,增加了三维植被网植草、湿法播、客土喷播、 锚杆混凝土框架植草防护等技术要求。 将原规范JTJ013-95“冲刷防护”改为“沿河路基防护”,增加“浸水挡土 墙、土工膜袋”等防护设施的技术规定。 增加了挡土墙设计要求,采用以极限状态设计的分项系数法为主的设计方 法。包括重力式挡土墙、悬臂与扶臂式挡土墙、锚杆挡土墙、锚定板挡土 墙、加筋土挡土墙桩板式挡土墙等。主要依据《公路挡土墙设计与施工技 术细则》编制 。 增加了边坡锚固设计要求,包括预应力锚杆和非预应力锚杆设计,采用容 许应力的设计方法。 增加了土钉设计要求,采用容许应力的设计方法,按土钉的内部稳定和外 部稳定分析来进行土钉的设计计算。 增加了抗滑桩设计要求,采用地基系数法进行抗滑桩设计计算。混凝土结 构按现行国家规范执行。 1我国路基防护工程技术发展状况路基防护与支挡路基边坡防护技术大致经历了四个发展阶段: ? 第一阶段,建设初期,由于公路等级较低, 多为二级以下公路,基本不对路基边坡防护 作专门设计,只要求路基边坡具有一定的坡 度。一旦边坡因为降雨、温度等环境因素影 响导致发生碎落、崩塌甚至滑动等病害,则 主要靠后期养护、清理等工作来维持道路畅 通,容易造成水土流失、自然环境遭受破坏 并且难以恢复等危害。 第二阶段,随着高等级公路的大量修建,出 现较多的高填深挖路基,边坡的稳定问题日渐突 出沿袭过去土木建筑中边坡加固与防护工程中的 设计习惯,大量采用浆砌片石护坡、护面墙、喷 射混凝土浆等工程防护措施进行路基边坡防护。 石料、水泥、钢筋等作为主要的建筑材料,造价 高,并且,修建大量的人工构造物,对自然环境 产生较大的负面影响。 ? 第三阶段,九十年代后期开始,人们的环保意识逐渐提高,高速公路路基边坡的防 护在注重稳定的同时,注意到山区公路路 基稳定和环保问题,开始重视植物防护技 术,一些新型的边坡防护形式不断出现, 如三维网植草、客土喷播、刚性防护坡面 绿化等,一些新型支挡工程结构(锚固、 抗滑桩、土钉)开始应用 到山区高速公路 建设中。但主要是人为造景,与自然环境 还不够和谐。 ? 第四阶段,最近2年来, 开始转变设计理念,以“不破坏就是最大的保护”, 重点体现对原有景观资源的保护、利用 和开发,以及公路主体与原有自然及社 会环境的相融,不追求人工造景。 2坡面防护路基防护分类植物防护 圬工防护路基防护与支挡骨架植物防护 锚杆混凝土框架植物防护 抹面、捶面 适用于坡面较干燥、未经严重风化的各种易风化岩石边坡, 挡土墙(重力式、悬臂式、扶壁式、加筋土、锚杆、锚定板)抹面使用年限为8~10年,捶面使用年限为10~15年,高速公路路基边坡不宜采用封捶面。支挡防护 路基防护锚固(预应力锚杆(索)、非预应力锚杆(系统锚杆)) 抗滑桩(抗滑桩、锚索抗滑桩) 土钉 植物防护 直接防护 浆砌片石、混凝土预制块、土工织物 抛石、石笼 挡土墙 导流构造物(丁坝、顺坝) 间接防护 河道整治(疏峻、改道)冲刷防护 路基防护与支挡3 路基防护支挡工程设计原则? 各级公路应根据当地气候、水文、地形、地质条件及筑路材料分布情况,采取工程防护 和植物防护相结合的综合措施,防治路基病 害,保证路基稳定,并与周围环境景观相协 调。 ? 路基坡面防护工程应在稳定的边坡上设Z, 防护类型的选择应综合考虑工程地质、水文 地质、边坡高度、环境条件、施工条件和工 期等因素的影响,对于路基稳定性不足和存 在不良地质因素的路段,应注意路基边坡防 护与支挡加固的综合设计。 ? 路基支挡结构设计应满足在各种设计荷载组合下支???挡结构的稳定、坚固和耐久;结构类型选择及设Z 位Z的确定应安全可靠、经济合理、便于施工养护; 结构材料应符合耐久、耐腐蚀的要求。 在地下水较为发育路段,应注意路基边坡防护与地 下排水措施的综合设计。在多雨地区,用砂类土、 细粒土等填筑的路堤,应采取坡面防护与截排水的 综合措施,防止边坡冲刷破坏。 防护支挡结构应与桥台、隧道洞门、既有支挡结构 物协调配合,衔接平顺。 路基施工过程中应注意边坡临时防护措施,边坡临 时防护工程宜与永久防护工程相结合。 喷播 植草植物防护湿式喷播 适用于土质边坡、严重风化岩石的坡率缓于1:0.5的路堑 ; 路基防护与支挡 客土喷播 适用于风化岩石、养分较少的土壤、硬质土壤; 人工种植三维网(垫)植草 适用于砂性土、土夹石及风化岩石,且坡率缓于1:0.75边坡;土工格室植草 铺草皮 适用于需要快速绿化的边坡,且坡率缓于1:1的土质边坡和严重风化的软质岩石边坡植树 适用于坡率缓于1:1.5的边坡 浆砌片石(混凝土)骨架植物 适用于缓于1:0.75土质和全风化的岩石边坡;4 路基 边坡 坡面防护骨架植物防护 多边形混凝土空心块植物 适用于坡度缓于1:0.75土质边坡和全强风化的岩石路堑边坡; 锚杆混凝土框骨架植物 适用于土质边坡和坡体中无不良结构面、风化破碎的岩石路堑边坡; 喷掺砂水泥土 喷护 喷浆 喷射混凝土 圬工防护 锚杆挂网喷浆(混凝土) 干砌片石护坡 护坡 浆砌片石护坡 适用于坡率缓于1:0.5、易风化但未遭强风化的岩石边坡。 适用于坡面为碎裂结构的硬质岩石或层状结构的不连续地层 以及坡面岩石与基岩分开并有可能下滑的挖方边坡。 适用于坡度缓于1:1.25的土(石)质路堑边坡; 适用于坡度缓于1:1的易风化的岩石和土质路堑边坡。 适用于石料缺乏地区的路基边坡防护;水泥混凝土预制块护坡 浆砌片石护面墙 抹面、捶面 实体式护面墙 窗孔式护面墙 拱式护面墙边坡不宜陡于1:0.5。 边坡不应陡于1:0.75;适用于边坡下部岩层较完整而上部需防护的路段, 边坡应缓于1:0.5。 路基防护与支挡路基边坡坡面防护工程形式选择防护工程是山岭区常见结构物。在自然环境中, 高大混凝土或浆 砌工程结构尤显突兀,应尽量避免。在岩土结构稳定,满足安全 要求的前提下,以选择刚性结构与柔性结构相结合,多层防护与 生态植被防护相结合的方法进行边坡治理为优。生态防护生硬的防护 路基防护与支挡路基边坡坡面防护工程形式选择上边坡切忌采用高挡墙、进行大段落防护,可以不设挡墙的一定不设。 对于自然裸露的稳定岩体(如独石),只要对行车没有影响,可不作 任何处理(其本身可构成风景)。对于地表土体裸露、无法绿化,但 地质结构基本稳定,对路基及行车安全不构成威胁的边坡,可以采用 “封”的办法进行遮挡(移栽乔木和灌木遮挡)。高 挡 墙 上 边 坡 路基防护与支挡路基边坡坡面防护工程形式选择路线经过居民区路段的挡墙防护,应与当地民 居建筑风格相一致。使构造物与沿线建筑融为一体,风格一致,不喧 宾夺主。总之要给人以恰如其分,视而不见的感觉。 路基边坡坡面防护工程材质的选择路基防护与支挡表面光亮的砌石护坡防护材质的选择应以当 地材料为主。一般情况 下,尽可能采用片块石 材料干砌挡墙,避免采 用光亮的材料,以使构 造物表面贴近自然。采用当地材质 的砌石挡墙 路基边坡坡面防护工程坡面处理路基防护与支挡挖 填 尽 保 具 防 方 方 留 可 创 生 土 陡 能 原 造 态 护 坡 坡 填 有 多 考 挖 植 孔 5沿河路基防护路基防护与支挡? ??? ? ?植物防护适用于允许流速小于1.2 m/s~1.8m/s的 季节性水流冲刷,经常浸水或长期浸水的路堤边 坡,不宜采用种草防护。 砌石或混凝土护坡适用于允许流速2 m/s~8m/s的 路堤边坡。 护坦防护适用于沿河路基挡土墙或护坡的局部冲 刷深度过大,深基础施工不便的路段。 抛石适用于经常浸水且水深较大的路基边坡或坡 脚以及挡土墙、护坡的基础防护。抛石一般多用 于抢修工程。 石笼防护适用于受水流冲刷和风浪侵袭,且防护 工程基础不易处理或沿河挡土墙、护坡基础局部 冲刷深度过大的沿河路堤坡脚或河岸。 浸水挡土墙适用于允许流速5 m/s~8m/s的峡谷急 流和水流冲刷严重的河段。 ? 土工织物软体沉排、土工膜袋适用于允许流速 ?? ?为2 m/s~3m/s的沿河路基冲刷防护。 丁坝适用于宽浅变迁性河段,用以挑流或减低 流速,减轻水流对河岸或路基的冲刷。 顺坝适用于河床断面较窄、基础地质条件较差 的河岸或沿河路基防护,调整流水曲度和改善 流态。 沿河路基受水流冲刷严重,或防护工程艰巨, 以及路线在短距离内多次跨越弯曲河道时可改 移河道。主河槽改动频繁的变迁性河流或支流 较多的河段不宜改河。 6 挡土墙挡墙 类型 重力式 挡土墙 适用条件路基防护与支挡适用于一般地区、浸水地区和地震地区的路肩、路堤和路堑等支 挡工程。墙高不宜超过12m,干砌挡土墙的高度不宜超过6m。 高速公路、一级公路不应采用干砌挡土墙。半重力 适用于不宜采用重力式挡土墙的地下水位较高或较软弱的地基上。 式 墙高不宜超过8m。 挡土墙悬臂式 宜在石料缺乏、地基承载力较低的填方路段采用。墙高不宜超过 挡土墙 5m。 扶壁式 宜在石料缺乏、地基承载力较低的填方路段采用。墙高不宜超过 挡土墙 15m。锚杆 挡土墙 宜用于墙高较大的岩质路堑地段。可用作抗滑挡土墙。可采用肋 柱式或板壁式单级墙或多级墙。每级墙高不宜大于8m,多级墙 的上、下级墙体之间应设Z宽度不小于2m的平台。 宜使用在缺少石料地区的路肩墙或路堤式挡土墙,但不 锚定 应建筑于滑坡、坍塌、软土及膨胀土地区。可采用肋柱 板 式或板壁式,墙高不宜超过10m。肋柱式锚定板挡土墙 挡土 可采用单级墙或双级墙,每级墙高不宜大于6m,上、 墙 下级墙体之间应设Z宽度不小于2m的平台。上下两级 墙的肋柱宜交错布Z。 用于一般地区的路肩式挡土墙、路堤式挡土墙。但不应 加筋 修建在滑坡、水流冲刷、崩塌等不良地质地段。高速公 土 路、一级公路墙高不宜大于12m,二级及二级以下公路 挡土 不宜大于20m。当采用多级墙时,每级墙高不宜大于 墙 10m,上、下级墙体之间应设Z宽度不小于2m的平台。 桩板 用于表土及强风化层较薄的均质岩石地基、挡土墙高度 式挡 可较大,也可用于地震区的路堑或路堤支挡或滑坡等特 土墙 殊地段的治理。 路基防护与支挡挡土墙设计荷载? 本规范采用以极限状态设计的分项系数法为主的设计方法。挡土墙构件承载能力极限状态设计采用的一般表达 式: (5. 4.2-1) ? S?R0R ? R(Rk?f,? d )(5.4.2-2)? 0 DD结构重要性系数,按表5.4.2-1的规定采用; 式中: S ――作用(或荷载)效应的组合设计值; R(.)DD挡土墙结构抗力函数; RkDD抗力材料的强度标准值; rfDD结构材料、岩土性能的分项系数; adDD结构或结构构件几何参数的设计值,当无可靠数 据时,可采用几何参数标准值。 路基防护与支挡结构重要性系数 ? 0公路等级 墙高 ≤5.0m >5.0m 高速公路、一级公 路 1.0 1.05 二级及以下公路 0.95 1.0 路基防护与支挡关于挡土墙的极限状态设计? 挡土墙结构超过某一特定状态,致使挡土墙不能正常使用或 ? ?在正常维护下的正常使用要求,该特定状态称为功能的极限 状态。 极限状态分下列两类: C 承载能力极限状态。 C 正常使用极限状态。 其承载能力极限状态可理解为与安全性有关的最大承载状态, 挡土墙组成构件若发生塑性变形而使其几何形状发生显著改 变时,虽未达到完全破坏,但已严重影响安全,也应属于达 到了承载能力极限状态。挡土墙的正常使用极限状态是与适 用性和耐久性有关的极限状态,可理解为挡土墙及其组成构 件在使用功能上允许达到某个限值的极限状态,仅涉及挡土 墙的工作条件和性能,往往需要采用一定的约束条件,例如 混凝土构件的裂缝宽度、墙面的挠度等。 路基防护与支挡? 本规范采用以极限状态设计的分项系数法为主的设计法。式中的设计基本变量通过 概率分析取其代表值,而以分项系数来反 映它们的变异性。由于现行公路工程设计 规范中,涉及岩土工程设计部分仍然采用 容许应力法,岩土工程设计的安全系数和 分项系数目前尚无统一的规范值,所以本 规范仍保留了部分实质上为容许应力法的 设计内容。 路基防护与支挡? 规范中未列入结构正常使用极限状态的设计表达式,因此项计算主要适用于钢筋混 凝土挡土墙构件设计,本规范已规定挡土 墙中的钢筋混凝土构件计算可按照《公路 钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 (JTJ023)的规定执行,所以不另作详细 规定。 ? 关于结构的重要性系数,按照《公路工程结路基防护与支挡构可靠度设计统一标准》的规定,公路工程 结构设计应根据结构破坏可能产生的后果的 严重程度或结构的技术要求等,把结构安全 等级分为一级、二级、三级。其结构重要性 系数分别为1.1,1.0,0.9(大致相当于各级 的可靠度指标值相差0.5),当需要时也可作 部分调整,但调整后的级差不得超过一级。 并考虑到高挡土墙破坏可能产生的后果严重 程度应有别于一般高度的挡土墙,故本规范 中的表5.4.2―1将公路等级与墙高作为确定 重要性系数的参数,按调整后的级差不超过 一级的原则,取半级级差作为调节值。 路基防护与支挡荷载分类作用(或荷载)分类 作用(或荷载)名称 挡土墙结构重力填土(包括基础襟边以上土)重力填土侧压力 墙顶上的有效永久荷载永久作用(或荷载)墙顶与第二破裂面之间的有效荷载 计算水位的浮力及静水压力 预加力混凝土收缩及徐变基础变位影响力 路基防护与支挡基本可变作用 (或荷载)车辆荷载引起的土侧压力人群荷载、人群荷载引起的土 侧压力水位退落时的动水压力可变 作用 (或 荷载)流水压力 其他可变作用 (或荷载)波浪压力冻胀压力和冰压力 温度影响力施工荷载与各类型挡土墙施工有关的临 时荷载 路基防护与支挡地震作用力 偶然作用(或荷载)滑坡、泥石流作用力作用于墙顶护栏上的车辆 碰撞力 荷载效应组合路基防护与支挡? 作用在一般地区挡土墙上的力,可只计算永久作用(或荷载)和基本可变作用(或荷载),浸水地区、 地震动峰值加速度值为0.2g及以上的地区、产生冻 胀力的地区等,尚应计算其它可变作用(或荷载) 和偶然作用(或荷载),作用(或荷载)组合可按 下表进行。 洪水与地震力不同时考虑; 冻胀力、冰压力与流水压力或波浪压力不同时考虑; 车辆荷载与地震力不同时考虑;? ? ? 路基防护与支挡组合I II作用(或荷载)名称挡土墙结构重力、墙顶上的有效永久荷载、 填土重力、填土侧压力及其他永久荷载 组合 组合I与基本可变荷载相组合III组合II与其他可变荷载、偶然荷载相组合 车辆荷载作用在挡土墙墙背填土上所引起的 附加土体侧压力路基防护与支挡h0 ?qq式中: h0 ――换算土层厚度(m);?――车辆荷载附加荷载强度,墙高小于2 m,取20kN/m2;墙高大于10 m,取10kN/m2; 墙高在2m~10m之内时,附加荷载强度用直线内 插法计算。 作用于墙顶或墙后填土上的人群荷载强度 规定为3kN/m2;作用于挡墙栏杆顶的水平推力 采用0.75kN/m,作用于栏杆扶手上的竖向力采用 1kN/m。 ? ――墙背填土的重度(kN/m3)。 路基防护与支挡? 规范中对车辆荷载引起的附加侧压力,采用规定附加荷载强度加以换算为土层厚度 的方法,附加荷载强度仅以墙高作为取值 参数,故在基本可变荷载中不分列计算荷 载、验算荷载,也不划分车辆荷载等级。 路基防护与支挡承载能力极限状态作用(或荷载)分项系数情况 组合荷载增大对挡土墙结构起 有利作用时 I,II?G荷载增大对挡土墙结构起 不利作用时 I,II IIIIII垂直恒载0.90 1.000.30 0.95 0.95 0.951.20 0.95 1.400.50 1.10 1.05 1.20恒载或车辆荷载、 人群荷载的主动 ? Q1 土压力 被动土压力 ? Q 2 水浮力 静水压力 动水压力1.30? Q3? Q4? Q5 路基防护与支挡挡土墙稳定性计算? 本规范中,地基计算一节规定的设计方法,仍以容许承载力 ?法为基础,仅采用极限状态设计表达式的形式与术语,以与 其他章节相协调。 随着公路工程结构可靠度设计统一标准的制定,地基基础

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