高边坡设计论文十篇

高边坡设计论文篇1

Abstract： In this paper， using the strength reduction method based on finite element theory and the rigid limited equilibrium method， it analyzes the slope stability of Kunming modern square project. By using two kinds of theories to make a comparative analysis of the different slope stability， the reasonable slope will be got. The research results provide a theoretical basis for the decision making of the slope engineering.

关键词： 强度折减法；刚体极限平衡法；直接放坡；边坡稳定

Key words： strength reduction method；the rigid limited equilibrium method；direct discharge slope；slope stability

中图分类号：U213.1+58 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）24-0273-02

0 引言

山区城镇建设中不可避免地会遇到边坡稳定性问题。对这类边坡处理不当，极易引起地质灾害。因此，建立合理的边坡分析模型，采用多种分析方法，得到边坡稳定的数值解，对边坡工程就显得非常重要。本文以昆明某广场项目为例，应用有限单元法软件PLAXIS，采用强度折减法分析项目边坡在不同坡比下的稳定性，并结合经济性，提出边坡处理的设计方案，为边坡工程施工提供理论依据。

1 边坡稳定计算理论

边坡稳定分析理论分为两大类，一类是不考虑岩土体变形的刚体极限平衡法，该方法通过假定破坏面，计算脱离体上滑动力矩与岩土提供的抗力力矩之比来确定边坡的稳定性，代表性的分析软件有理正、启明星以及Slide软件等；另一类基于有限元法，考虑岩土体的变形，以土体内塑性区的范围及贯通判据作为边坡失稳破坏标准，从而达到求解边坡稳定系数的目的，具体方法有强度折减法和容重增加法。研究表明：容重增加法对采取加固措施的边坡稳定计算误差较大。而大量工程案例表明：强度折减法对各类边坡稳计算结果的可靠性高，且与刚体极限平衡法具有一定的可比性。

2 工程概况

昆明现代广场项目规划总用地面积58377.24m2，设计场地平标高2052.5～2072.6m，场地高程变化大，其中在场地西侧形成坡高8.2m的边坡，边坡长约32m。边坡区域属于高中山剥蚀地貌，边坡走向近SN，倾向W。通过现场勘查，边坡工程区域内各地层的岩性特征及工程地质特征见表1。

3 计算结果与分析

根据《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013），边坡工程属于安全等级为三级的永久边坡工程，根据相关工程经验，设计拟采取直接放坡措施来提高其稳定性。虽然工程区域无地下水，但是考虑到工程区域地质条件差，且建设方对边坡工程投资额有要求，因此需要采用相关理论，对边坡的稳定性进行定量分析，以确定合理的边坡坡比，达到既确保工程安全，又节约工程投资的目的。研究采用强度折减法与刚体极限平衡法对拟建边坡的稳定性进行分析。

3.1 计算模型与计算参数

根据地质勘察资料，计算选取一个典型计算剖面，进行边坡稳定性分析。边坡建模范围为高度方向28.2m，水平方向80m，坡高约8.2m，建模范围类的岩土分区也进行了充分的考虑，设计开挖边坡见图1。结合项目工程勘察报告，各底层材料参数见表2。根据工程类似经验，初步设计边坡的坡比为1：0.65、1：0.75与1：0.85三种情况。

3.2 基于有限元理论的强度折减法计算结果

基于PLAXIS软件，建立边坡模型，采用15节点单元划分模型，对分析模型施加标准边界约束条件，采用强度折减法对边坡模型进行稳定性分析。经过分析得到：坡比为1：0.65的边坡的稳定系数为1.133，坡比为1：0.75的边坡的稳定系数为1.225，坡比为1：0.85的边坡的稳定系数为1.276。图2给出了坡比为1：0.75的边坡失稳临界状态时的速度分布图。

从图2可以看出，当达到边坡失稳临界状态时，在边坡临空面部分岩土体的速度远大于边坡其他区域，边坡其他区域岩土体的速度基本为零，这表明边坡临空面部分岩土体将从边坡中滑出。从图2可以看出，滑动体呈现圆弧状，将从边坡的坡脚处滑出。

3.3 刚体极限平衡法计算结果

基于刚体极限平衡法的边坡稳定性分析采用Slide软件。考虑到简化Bishop法给出的圆弧滑动面安全系数与严格条分法的计算结果接近，因此研究采用简化的毕肖普法（Bishop）对三种坡比的边坡进行稳定性分析。对于坡比为1：0.65的边坡的稳定系数为1.154，坡比为1：0.75的边坡的稳定系数为1.234，坡比为1：0.85的边坡的稳定系数为1.301。图3给出了坡比为1：0.75的边坡的稳定计算结果。从图3可以看出，当达到边坡失稳临界状态时，滑坡体成圆弧状，边坡坡脚滑出。

3.4 计算结果分析

对比图2与图3可知，两种方法计算得到的边坡滑动体类似，稳定系数接近。总体而言，对于同一边坡，刚体极限平衡法得到的结果要大于强度折减法计算结果。这是因为强度折减法考虑了岩土体的变形所致。

根据《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013），对于安全等级为三级的永久边坡的一般工况，其稳定安全系数Fn=1.2。根据强度折减法与刚体极限平衡法的计算结果可知，坡比为1：0.75与1：0.85的边坡的稳定均满足规范要求。但是对于长度为32米的边坡工程，坡比为1：0.85的边坡的土方开挖量比坡比为1：0.75的边坡的土方开挖量将多106.3m3。因此，推荐工程采用坡比为1：0.75的边坡直接放坡施工方案。

4 结论

本文采用基于有限元理论的强度折减法与刚体极限平衡法，对昆明现代广场项目工程边坡的稳定性进行了分析。通过采用两种理论，对不同坡比的边坡的稳定性进行对比分析，得到如下结论：①基于有限元理论的强度折减法与刚体极限平衡法对同一边坡的稳定性分析结果类似，总体而言，刚体极限平衡法结果大于基于有限元理论的强度折减法的计算结果。②对于该边坡模型，设计坡比为

1：0.75的边坡既满足规范规定的稳定性要求，同时经济性也较好。研究为边坡工程的施工决策提供定性分析结果。

参考文献：

[1]GB50330-2013，建筑边坡工程技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2013.

[2]闫超，刘松玉，籍晓蕾.一种基于强度折减法的次级滑动面分析方法研究[J].岩土力学，2016，37（4）：935-942.

[3]侯文萃.基于强度折减法的非均质多级边坡稳定性分析[J].路基工程，2016（2）：118-123.

高边坡设计论文篇2

关键词:桩锚支护技术;边坡失稳;加固;设计计算;施工技术

中图分类号:TU94+2

文献标识码:B

文章编号:1008-0422(2010)08-0185-02

1前言

天然存在的土质边坡一旦失稳,将引起不良后果,其后果通常还是灾难性的。滑坡的孕育、发生和发展,是由于多种因素造成的,地质与地形条件、水文和水文地质条件、气候条件等因素都与之有关。在人类的工程活动中,由于设计、施工以及使用不当,导致边坡失稳而出现滑坡,更是经常发生。

滑坡治理必须密切结合生态环境以及城镇规划建设,充分利用国土资源,采用先进的技术和方法,做到安全可靠、经济合理、技术可行、美观实用,在施工过程中不产生安全事故。目前,常用的边坡支护类型有:重力式挡墙支护、锚喷支护、悬臂桩支护、桩锚支护、锚杆挡墙支护等。桩锚支护是深基坑支护体系最常用的形式之一,其土压力分布按库伦(或朗肯)理论确定,护壁桩采用等值梁法进行计算,桩锚支护的设计要点,包括土压力的计算、悬臂桩的计算、单层锚杆护壁桩的计算、多层锚杆护壁桩的计算等内容。本文基于国内外学者试验研究的成果,通过工程实例,介绍了桩锚支护在边坡稳定加固中的应用。

2工程概况

某边坡位于住宅楼西侧,为土质边坡,坡顶边缘至住宅楼西边山墙最近距离约为3.7m,边坡高度约为7.1~10.4m。该土质边坡高度范围内的土层分别为素填土、粉质粘土。边坡西侧为正在开挖的某建筑基坑,基坑开挖时未作有效支护,沿原边坡毛石挡土墙墙趾处垂直开挖,开挖深度为3~5m。

在基坑开挖工程中,边坡约41m长度范围内已整体坍塌破坏,原挡土墙及上部围墙倒塌,其中部分挡土墙向前滑移了一段距离;边坡坡顶、坡顶建筑物地(路)面和边坡土体有明显的滑移变形,出现了大量的剪切和拉张裂缝。地面裂缝的宽度较大。

因边坡发生坍塌破坏,其稳定性不满足相关规范的要求;而且边坡坍塌使房屋地基土严重变形,造成局部基础与地基脱离、墙体严重开裂,影响了房屋的安全使用。所以,需对边坡失稳的原因进行分析并作出加固处理。

3边坡失稳原因分析

边坡为土质边坡,高度约为7.1~10.4m,边坡高度范围内的土层分别为素填土、粉质粘土,采用毛石挡土墙支护。现边坡西侧某拟建建筑正在开挖基坑,沿原边坡毛石挡土墙墙趾处垂直开挖,开挖深度为3~5m,未作有效支护。边坡现状如图1所示。

根据现场调查分析,边坡坍塌原因如下:

(1)该边坡排水不畅,使大量雨水浸入边坡的土体。雨水进入填土较厚的边坡土体内,将增加土的重度和起软化作用,降低边坡土体的抗剪强度,产生静水压力,增加渗流力作用,使边坡的侧压力加大。

(2)未对边坡采取有效支护的情况下,在边坡外侧进行基坑开挖,当边坡土体侧压力增加时,原挡土墙不能有效抵抗,破坏了边坡的平衡条件,以致边坡发生滑动和坍塌破坏。

4 边坡加固处理措施

4.1方案选择

根据场地工程地质条件、工程性质、边坡周边环境的实际情况,经过多个方案从技术、安全、经济、工期等多方面比较,确定边坡加固采用桩锚支护的形式,新增护坡桩平面布置见图2。

边坡加固处理设计用护坡桩加锚杆作为支护结构,由于护坡桩自身刚度大,能承受的下滑力大;桩间土由于桩的作用可以形成土拱,增加了桩间土的自稳性;桩前的被动土压和插入一侧凌空土体的锚杆的抗拔共同抵抗倾覆力矩,其抗倾覆能力强;且其具有适应性强、安全度高、施工方便等多种优点。

4.2 桩锚支护设计

4.2.1 设计参数

基坑深度h=10.0m,超载取q=15KN/m2,取γ=20KN/m3,等效内摩擦角φ=25o,距桩顶连梁3.5m处设置一道锚杆,锚杆入射角为15o,间距为2m。桩、连梁混凝土采用C25。

4.2.1 计算分析

采用相当梁法计算,计算简图如图3所示。

计算结果表明,护坡桩直径为1m,间距2m,桩入土深度为5m,桩长13m~15m,桩身主筋为22Φ25,箍筋φ10@200,加劲箍Φ14@200;锚杆采用2 28钢筋,开孔孔径为150mm,长度为18m,自由段为4m,锚杆拉力设计值为302kN,锁定在桩间腰梁上。

桩顶设联系梁,梁截面为1100mmx

500mm,主筋为8Φ20,箍筋φ8@200;距桩顶连梁3.5m处设置一道腰梁,梁截面为700mmx500mm,主筋为8Φ25,箍筋φ8@200;桩间采用红砖砌筑240mm厚砖拱。

桩锚支护剖面见图4,桩间砌砖拱平面见图5。

5施工技术要求

5.1 护坡桩、锚杆施工工艺流程

测量定桩位人工挖至设计深度(挖孔时错开施工,即不同时开挖相邻两个桩)验孔钢筋笼吊放就位浇灌混凝土振捣成桩剔凿桩头挖土方至连梁底标高锚杆放线定位钻机就位校正位置及角度钻至设计深度放置锚杆钢筋压力注水泥浆连梁、腰梁施工安装锚具张拉锁定。

5.2 排水

施工时应做好排水系统,防止积水,避免水软化地基的不利影响。基坑底设排水沟,沟底坡度1%,沟宽300mm,最浅处深度200mm。边坡上采用PVC管做泄水管,泄水管直径为1000mm,外倾坡度为5%,间距2m,梅花状布置。墙后设滤水层及隔水层。

6结论

6.1工程实践表明,桩锚支护在边坡稳定加固方面取得了较好的效果。在桩上增设锚杆后,明显减小了护坡桩的自由长度,同时由于锚杆可承受较大的拉拔力,从而减小了桩身和基础的荷载,可大幅度减小桩的断面,降低了边坡支护的造价。

6.2本工程桩锚支护具有安全稳定性高,施工界面美观及施工简便可行的特点。

6.3桩锚支护不仅适用于边坡稳定加固处理,还可用于深基坑支护,码头、堤坝、桥梁、山体滑坡的支护,具有广阔的应用前景。

6.4通过上述对桩锚支护的分析研究,为桩锚支护的设计计算及施工技术要求提供了参考,为类似工程的加固奠定了理论基础。

参考文献:

[1]黄求顺,张四平,胡岱文.边坡工程[S].重庆:重庆大学出版设,2002.

[2] 茅均标,周旭荣,茅军念,朱晓琼.北京创世纪大厦工程深基坑边坡支护设计与施工[J]. 探矿工程(岩土钻掘工程),2006,No.5: 1-4.

[3] 李湘林. 某边坡稳定分析及加固设计[J]. 山西建筑,2006,Vol.32,No.2:122-123.

高边坡设计论文篇3

关键词： 高边坡设计；加固；要点分析；研究探讨；建议对策

中图分类号：U213.1+3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）04-0124-02

1 高边坡的稳定性评价方法

1.1 高边坡稳定性的影响因素

1.1.1 土质边坡的影响因素 ①土坡的原有状态发生了变化，受外界作用力的影响，如在坡顶堆放建筑材料，或者在坡顶上承载构筑物的压力等打破了原有土层结构的平衡，也可能由于地质灾害、地震爆破等因素产生了结构变化；②静水力或者含水量等因素的影响，导致土坡结构的抗剪强度发生了变化，同时土坡会受到测压应力，导致土体发生变动；③地下基坑或者水坝对边坡中的渗流力影响，导致边坡出现失稳现象。

1.1.2 岩质边坡稳定性的影响因素 ①原有地形构造对坡体的影响，特别是山区的构造；②夹层顺向坡由于失稳出现滑移，导致坡体的崩落和熔隙，整体结构就会发生扭曲和压裂等现象。另外会受砂泥岩和膨润土的作用，主要是由于砂泥岩被风化或者出现严重的腐蚀现象，导致岩体滑落，如果是受膨润土的影响，就会由于蒙脱石的作用而使坡体产生失稳变形等现象。

1.1.3 地质构造 ①顺向坡，当坡体的层面结构倾向于河流或者湖泊时，就会产生顺层失稳和变形情况；②反向坡，如果此时地层的层面跟山体接近，倾向于山体方向，则会导致坡体失稳、变形，出现裂隙层面，一般在砂泥岩的互层中体现为坠溃型失稳状态。③切向破，在坡体同层产状之间的构造关系影响着坡体的变形和失稳形式，一般滑动面会出现在节理面、层面、断层面和不整合接触面的软弱面上。

1.1.4 自然环境因素 ①地下水的影响，过多的雨水渗入到裂隙中，水进入坡体和岩土空隙中，不仅增加了单位体积的重量，还会增大剪应力，潜水面升高，空隙的水压力也会不断增加，破裂面上的正应力也就不断的减小，所以抗剪强度会降低。②气候因素，降雨量的增加会导致坡体重量增加，坡体失稳和冻融现象。③地震和其他因素，地震会使坡体结构变得松动，导致弱面错位或者破裂面的出现，稳定性降低，同时也会受其他人为因素的影响，开挖等。

1.2 高边坡的稳定性评价

稳定等级的划分：通常将高边坡的稳定等级划分为基本稳定边坡、稳定边坡、欠稳定和不稳定边坡等类型。①稳定边坡。没有地下水和不利结构面的影响，符合整体坡面的强度要求，局部和整体系数达到设计标准等。②基本稳定边坡。边坡的坡率符合土体的强度标准，存在少量地下水，没有不利结构面，整体和局部较为稳定，坡面存在落石、冲沟等现象，稳定系数1.05以上。③欠稳定边坡和不稳定边坡。欠稳定边坡整体较稳定，但受到地下水的强烈作用，导致岩石的强度大大降低，局部有坍塌、变形现象，稳定系数在1.0-1.05，而不稳定的边坡坡率基本不符合标准，开挖和堆载现象严重，结构面发育不良，出现了地下水侵袭和岩体破碎现象，稳定系数小于1.0。

2 高边坡设计中的问题分析

2.1 稳定系数跟安全系数分析 稳定系数主要能够反映边坡的稳定状态，是理论破裂面或者危险破坏面中的抗滑力跟下滑力的比值。在进行稳定系数确定时需要根据《岩土工程勘察规范》进行确定，一般对于重要工程则选择1.30-1.50，普通工程选择1.15-1.30，其他工程则采用1.05-1.15即可。

①安全系数KS，边坡对安全性的要求，通常来说安全系数小于等于稳定性系数。在边坡工程的稳定性验算时一般会将安全系数设置为1.20-1.35，若超出要求需要对其进行处理。②按照《建筑地基基础设计规范》GB50330—2002规定，滑坡的安全系数需要根据工程的影响因素确定，甲级建筑采用安全系数为1.25，乙级为1.15，丙级则为1.05。边坡安全系数对其他因素的影响：

对于短暂时期比较稳定的边坡安全系数设定为1.3，永久性的则设置为1.5。

2.2 理论破裂角

2.2.1 土质边坡理论破裂角θ ①圆弧形滑动图纸边坡，主要是计算划分水平线跟圆弧切线的夹角；②沿岩土界面呈折线形图纸滑动边坡，计算出划分条块处于岩土界面的坡角的平均值；③预估塌滑区，一般破裂角取为（45°+？准）/2，其中？准表示为土体的摩擦角。

2.2.2 岩质边坡的理论破裂角θ 无外倾结构面的岩质边坡采用45°+？准/2的方式来确定破裂角，通常I类岩体设置为75°。有外倾硬性结构时选择45°+？准/2和外倾结构倾角中的最大值。软弱结构面的岩质边坡采用45°+？准/2分外倾结构倾角中的最小值。另外对于超高岩质边坡破裂角会在计算的基础上乘以小于1.0的折减系数。

2.3 力学参数的选择 ①结构面参数，根据原位试验来确定抗剪强度的指标。②岩体内摩擦角，采用标准的内摩擦角乘以裂隙发育程度中的折减系数。③土质边坡的强度指标，按照水土合算需要考虑土的自重固结抗剪强度；若不按水土合算，地下水位之下的需要采取有效抗剪强度。④钢筋、钢绞线和砂浆之间的粘结强度，该强度可以根据锚杆的性能试验进行确定。⑤等效内摩擦角分为土质边坡和岩体边坡的内摩擦角，岩体可以采用下面公式进行计算：？准D=arctg（tg？准+cL/（Wcosθ）），其中岩体边坡的等效内摩擦角如表2所示。

3 结束语

高边坡加固和处理在建筑工程中主要是起到保证边坡结构的稳定性作用，由于高边坡的稳定性受地质构造、地层岩性、破体结构、岩体结构和水文地质条件等因素的影响，再加上施工工艺和施工条件的复杂性，所以要想保证高边坡的稳定，就需要加大对高边坡稳定性特征的研究和探讨，制定有效的技术方案。

参考文献：

[1]刘源.山区高速公路挖方路基边坡稳定性分析及动态设计研究[D].吉林大学，2012.

[2]张亮.陕甘地区公路黄土高边坡防护技术研究[D].长安大学，2012.

高边坡设计论文篇4

【关键词】红粘土；稳定分析；防护对策

【 abstract 】 this paper based on HengGui hunan province freeway on the red clay cut slope stability analysis and protective measures are discussed.

【 key words 】 the red clay; Stability analysis; Protective measures

中图分类号：Q938.1+3文献标识码：A 文章编号：

红粘土是一种较为复杂的工程性质土壤，主要分布在我国的南方，又以西南、华南、中南地区较为集中，其形成过程非常复杂，是一种物理和化学共同作用下形成的产物。由于各种基本单元的作用使得红粘土非常的松软，致使路堑边坡的不稳定，这无疑给高速公路的建设带来了一定程度的危害，因此，对红粘土路堑边坡进行稳定分析及防护对策有着相当重要的意义。本文主要以湖南省衡桂高速公路为依托进行研究，该工程地处湘南境内，由于长期受到潮湿多雨气候的影响，该区域分布着较多地红粘土，液限范围50%-80%，塑性范围25%-45%，土质上硬下软，边坡开挖后易失稳，且具有弱膨胀性，给路基施工尤其是路堑边坡的有效防护带来不利影响。

1基于强度折减法的红粘土边坡稳定分析

1.1影响边坡稳定性的因素

影响边坡稳定性的因素有多种情况，主要分为内部和外部两大因素，内部因素主要包含了组成边坡岩体的结构和类型以及物理力学等方面；而外部因素主要包含了边坡的地理位置及土质等方面原因，其中人为也可能造成边坡出现不稳定情况。

1.2强度折减法基本原理

在边坡的稳定分析中强度折减法已成为了较为广泛的方法。在对边坡的稳定性进行极限平衡分析时，对其滑裂面的安全系数进行定义，通过降低其抗剪强度，有效控制了滑裂面的极限平衡，并将其强度的数据作为该工程的安全数据[1]。

1.3模型参数

经由地质勘测得出结论，该工程K24+800～K53+800地段表层所覆盖土层均为红粘土，主要分布在丘坡等位置，由于红粘土的土质较为松软，随着下伏基岩面的变化其厚度也相应地变化，该工程的局部范围还存在较多的溶洞。

1.3.1网格划分和约束条件该工程的网格划分如图所示。约束条件则主要是通过将模型的左右两侧进行水平移动，而对其底部进行水平运动以及竖直位移，其他则主要是进行自由约束。

1.3.2本构模型的选择对该工程的路堑边坡进行分析时，主要采用摩尔库仑模型开展。在摩尔库仑模型中R1、R2、R3为其主要应力。通过将主应力与主方向结合起来计算，对其应力的张量及引起的分量进行核算，其中压应力应当为负值。在获得主应变的增量后，

再对其弹性及塑性进行关联，最后通过胡克定律获得所需要的信息。

1.4红粘土路堑边坡影响因素计算与分析

1.4.1考虑地下水位及路堑边坡坡率的影响由于红粘土非常容易受到的水的影响，因此，其水位的高低对路堑边坡有着非常大的影响。而该工程主要考虑两种情况，如下图。

在确定了粘聚力、内摩擦角及坡率后，通过强度折减法对其安全系数进行计算，通过对获得的数据进行分析得出，其中地下水位若越低，则该工程的安全系数也随之增高。当红粘土和高液限土路堑边坡处在6米或6米以下情况时，路基边坡设计时应当将坡率控制在1.25到1.5范围内，本文主要对三种坡率情况进行了相应的计算，在选取基本参数时应当结合粘聚力、内摩擦角及侵润线的具置，并通过强度折减法获得所需的安全系数。

从以上数据中可以得出，当坡率越大时其安全系数也随之降低，若坡率越小则其安全系数也随之升高。

1.4.2考虑粘聚力及摩擦角的影响通过室内验证得到相应的结论，若红粘土含水量不同时，其粘聚力及摩擦角也随之出现一定的变化，本文罗列了三种情况进行了分析，充分说明了其中的变化。

从以上数据中可以分析得出，不同的粘聚力、摩擦角，其安全系数也不同，并且结合数据非常明显的看出，粘聚力和摩擦角越小其安全系数也就越小，而相反地粘聚力和摩擦角越大其安全系数也就随之变大[2]。简而言之，红粘土的粘聚力和摩擦角越小即可能会因暴雨等方面的原因给工程带来不可估量的危险，因此，边坡开挖后应尽早做好排水工程，防止红粘土的粘聚力和摩擦角下降而导致高速公路路基出现问题。

2红粘土路堑边坡防护对策

2.1边坡高度及坡率在衡桂高速K24+800～K53+800段红粘土挖方边坡失稳破坏通常是由于边坡过高、坡度太陡及红粘土本身具有的膨胀性所致,因此红粘土边坡高度及坡率应满足规范要求，并根据实际地质情况进行调整。挖方边坡高度一般不宜超过20m，超过8m时设台阶，边坡坡率为1：1.5～1：1.75，路堑边坡设计应遵循“缓坡率、宽平台、固坡脚”的原则。

2.2圬工及生态防护由于红粘土在出现失水现象时，非常容易出现土地硬化的情况，而若侵水过久则会使土壤过分软化[4] ，其粘聚力和内摩擦角也将随之变化，稳定性必然随之降低。因此，在旱季或雨季，红粘土非常容易出现边坡失稳。为此该工程在对其进行防护时，主要针对地表水的冲刷及下渗进行防护[3]。在该工程中，红粘土多具有膨胀性，这使得其路堑边坡防护还需要考虑到膨胀问题：

2.2.1 边坡高度H≤3m，采用草皮护坡，并种植当地灌木；边坡高度H>3m，采用拱型骨架内草皮护坡并在主骨架下设干砌片石支撑渗沟，再种植当地灌木；坡脚处视情况设置挡土墙。

2.2.2 本工程采用综合排水体系，使危害路基性能及稳定的地表水、地下水能顺畅排走，防止积水浸泡路基、地下水侵蚀路基。

2.2.2.1 路堑顶部设置截水沟，防止水流冲蚀坡面、侵蚀坡体。

2.2.2.2 较一般路段适当加深边沟，边沟深度不小于80cm，并采用浆砌片石固化。

2.2.2.3台阶式高边坡，应在每一级平台内侧设截水沟，截取上部坡面水，并与边坡浆砌片石拱型骨架护坡主骨架连通，并入切方区边沟，形成有效的边坡三维立体排水体系。

2.3 红粘土塌方边坡处治

2.3.1放缓边坡是边坡处治的最常用措施之一，通过削坡，削掉一部分边坡不稳定岩土体，提高边坡的稳定性；

2.3.2 对部分不稳定的边坡设大型挡土墙稳固坡脚，并严格按规范做好其台背排水工作，防止雨季坡体积水导致红粘土膨胀而引发病害。挡墙基础宜采取分段间隔开挖至设计标高，经检测满足要求后应及时砌筑，以免边坡失稳及基底承载力降低[4]。

3结论

3.1 影响红粘土路堑边坡稳定的外因主要有地下及地表水、坡率；内因主要有粘聚力、摩擦角、自由膨胀率等；

3.2红粘土路堑边坡设计应遵循“缓坡率、宽平台、固坡脚”的原则。其挖方边坡高度不宜超过20m，超过8m时设台阶，边坡坡率不宜陡于1：1.5；

3.3 采用坡面设置拱型骨架内草皮护坡及干砌片石支撑渗沟并种植当地灌木、坡脚设挡土墙、优化综合排水体系等一系列方法，能有效排除坡面地表水，起到分割并稳固坡体的作用。

【参考文献】

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[2] 李海光. 红粘土铁路路堑边坡的防护[J]. 路基工程, 1994,(05)

[3] 王镇光. 红粘土的工程地质特征及防治措施[J]. 科协论坛(下半月), 2009,(01) .

高边坡设计论文篇5

【关键词】公路路基边坡，治理技术，探讨分析

中图分类号：U213.1 文献标识码：A 文章编号：

一、前言

在公路工程施工中，路基是一个十分重要的方面，其对公路工程的质量具有十分重要的影响。通过加强对公路路基边坡防护的研究，可以有效的提高公路路基的施工质量，确保公路路基的安全性和可靠性。在对公路路基边坡防护的研究过程中，一定要考虑到影响边坡失稳的因素，从而对症下药，解决边坡的治理问题。因此，笔者根据自己的施工经验和研究，从公路路基边坡失稳的因素出发，研究边坡防护的原则以及具体的措施，希望对相关的领域的研究提供借鉴。

二、公路路基边坡失稳的因素分析

1、公路建设的土石方工程阶段是破坏原地貌植被、弃土、弃石的集中时期，工程用土范围内原地表植被所具有的水土保持功能迅速降低或丧失，并为水土流失发生、发展提供了大量易冲蚀的松散堆积物。路基边坡开挖、填筑使原有地表植被被破坏．形成大面积坡面．表土层抗蚀能力减弱．水土流失加剧．从而导致边坡失稳的机率增大。

2、设计中对滑坡路段岩士性质认识不足，设计边坡率过陡。施工中未根据实际情况采取相应措施，堑坡仍按原设计坡率开挖，边坡过高过陡，难以保证自身稳定。边坡开挖后，未及时进行防护，长时间暴露在大气中，致使风化、冲刷严重。

三、公路路基边坡防护原则分析

1．在公路路基边坡防护过程中 ，要坚持从工程地段的地质地貌条件出发，加强对滑坡做出科学合理的定性评价，在此过中，再辅之以定量评价。

2．要坚持技术原则和经济原则的统一性。在进行边坡防护过程中，要从本地的地形地貌地质条件族从科学的分析，并对各种地质地貌做出合理的利用，因地制宜，采取有效的控制措施，如此，可以让工程治理更为稳定，且一定程度上减低了工程的成本。

3．在进行边坡防护过程中，要确保工程的安全性，实施安全作业管理。要在综合考虑地震条件，地下水位等多方面的条件下，做出科学合理的设计，并严格计算整个工程的安全系数。

四、公路路基边坡防护技术分析

1、锚固洞

在加固高边坡时，锚固洞加固技术是一种较为常见而且有效的方法，在施工时应该按照由内而外、自上而下、逐层加固的方式进行。处于同一结构面的锚固洞应该采取跳洞开挖的施工方式，从而降低由于抗滑力的减少而影响高边坡的稳定性。此外，锚固洞自身具备一定的倾斜度，从而有效的避免了混凝土与洞壁之间结合不实的现象。

2、混凝土挡墙

在高边坡加固中，混凝土挡墙是一种比较常见的施工方式，这种方法能够很好的改善滑坡体的受力失衡问题，进而使得滑坡体变形得到很好的控制。通

常这种施工方式具有结构简单易于操作且迅速起到相应的稳定高边坡结构的优点。在进行混凝土挡墙的设计时，应该充分考虑滑面的形状以及位置，从而选择适合的挡墙基础砌筑深度，此外，挡墙后面应该设计必要的泄水孔，从而有效的减少静水压力以及水的浸泡腐蚀。

3、植物防护措施

植物防护以成活的植物作为路基防护的材料，通过植物的叶、茎和根系与被保护土体的共同作用，在拟保护的路基部位，形成有生命的保护层；是一种积极、有生命的防护措施。采用铺草皮、种草形式，利用植被对边坡的覆盖作用、植物根系对边坡的加固作用，保护路基边坡免受降水和地表径流的冲刷。植物防护应根据当地土质、含水量等因素，选用易于成活、便于养护、经济的植物类种。植物覆盖对地表径流和水土冲刷有极大减缓作用。植被根系能与土层密切结合，盘根错节，使地表层土壤形成不同深度牢固的稳定层，从而有效地稳定土层，阻挡冲刷和坍塌。

4、地下排水

（一）渗沟: 渗沟对排水路基边坡下渗水、裂隙水具有显著效果，也可降低路基两侧的地下水位。

（二）支撑式渗沟: 支撑式渗沟主要设计在路基边坡体裂隙水发育明显，且出现多个渗出点，往以带状、面状发育的坡面，由于其水富丰、分布分散，通过设置“Y”型支撑式渗沟，可有效收集边坡一定范围的渗水，并及时排出，对保证边坡稳定、保持边坡体强度具有一定作用，从而保证边坡稳定。

（三）倾斜式排水管: 在多雨地区，往往边坡水在一定的深度内大范围分布，若不及时排水，长期储存在路基边坡体内，影响边坡体的岩、土强度，不利于边坡稳定，该情况下，可通过设置深层的带孔排水管，必要式可采用上下交错布设，可有克服支撑渗沟深度不足的缺点，将深层水排水。

（四）大孔径排水管( 沟) : 该种情况多用于泉眼式渗水，在多雨地区，部分泉眼雨季水量较大，采用倾斜式排水孔很难及时排除水流，往往造成边坡明显的冲刷。这种情况下采用加大孔径的混凝土排水管( 沟) 具有较为明显效果。

五、结束语

综上所述，加强对边坡稳定性的定量定性分析，加强边坡的预防治理工作，已经是整个公路建设施工，养护中的重要环节，在整个交通网络建设中得到了更多的关注。对于公路路基的边坡，一定要采取有效的处理措施，不断采用先进技术和机械设备，预防边坡的出现，提高边坡的防护水平，保证整个公路建设的质量，促进我国公路建设的健康快速发展。

参考文献：

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[2] 刘克伟.水利水电工程高边坡的治理与加固探讨[J]. 中国房地产业. 2011(03)

[3] 雷蕾,谢新生.竹寿水库泄洪隧洞进口高边坡加固方案研究[J]. 陕西水利. 2011(06)

[4]张东晗 利用锚喷防护技术治理平铁公路路基边坡病害 [期刊论文] 《交通世界》 -2011年6期

高边坡设计论文篇6

　关键词　路基边坡　边坡病害　侵蚀机理　防护适用性　植物防护　防护区划综合防护设计

Stuedy on Side Slope Protection System of Expressway

AbstractThis paper analyses the types of side slope damages，reasons and principles of the damages.This paperalso explain the types，characters and selecting principles of protection methods.

Key wordsSubgrade side slopeSide slope damageDamage principle　Protection availability　Plant protectionProtection district　Compr ehensive protection design

1前言

随着我国公路建设的飞速发展，高等级公路边坡综合防护系统研究日渐引起公路部门的重视。边坡综合防护设计是高等级公路设计的重要内容之一，需根据公路等级、降雨强度、地下水、地形、土质、材料来源等情况综合考虑，合理布局，因地制宜地选择实用、合理、经济、美观的工程措施，确保高等级公路的稳定和高速行车安全，同时达到与周围环境的协调，保持生态环境的相对平衡，美化高等级公路的效果。

长期以来，路基边坡的综合防护技术一直是公路修筑中的一个薄弱环节，我国在80年代中期以前，主要以低等级公路建设为主，由于交通量小，深挖高填较少，投资不大，因而防护工程不作为道路建设的主体工程，由此引起的损失亦不大，所以在工程中对边坡的综合防护研究常常被忽视。进入90年代以后，我国高等级公路建设方兴未艾，由于缺乏对防护技术的系统研究，没有成熟的经验供设计部门应用，因此只能用低等级公路的防护技术或供鉴铁路部门的经验来实施局部防护，缺乏综合考虑，从而为工程埋下隐患，造成了巨大的经济损失和不良的社会影响，有的甚至中断交通，如沈大高速公路鲅鱼圈所以南180km长的路段，后期的工程防治费用占整个工程防治费的80％、京石高速公路在1997年遇到洪水冲击后，很多路段出现路基垮塌，路面悬空的现象，再如众所周知的昆禄路等。据交通部统计，仅1991年因水毁冲毁路基1577km，冲毁路面43733km，冲毁桥梁3606座、涵洞40343道，塌方4171万方，直接经济损失16.86亿元，因排水防护不当使基层与路基含水量增加引起公路整体强度下降造成的损失更是无法统计。

随着高等级公路的加快修建和交通量的急剧增加，环境破坏与环境污染与日俱增。自1972年联合国斯德哥尔摩环保会议以来，由于公路工程修建等因素导致水土流失和耕地占用，农民们失去了5000多亿吨的表层土；同时由于植被破坏导致温室效应的CO2增加了10％，世界在以每年80亿吨的巨量排放CO2和硫化物，臭氧层日益遭到破坏。自1950年以来，世界经济增长了5倍，人口从26亿上升到58亿，但这一切增长完全建立在对地球的超负荷掠夺上。地球退化、土地减少、每年对农作物和牲畜业造成的损失达430亿美元，相当于美国一年的粮食收入。1950年～1984年世界粮食产量以每年3％的速率增长，1984年以后放慢，1984～1992年增长率仅为0.7％，不及人口增长率的一半；与此同时，全世界的森林覆盖率也由工业革命前的55％降至25％左右，我国森林覆盖率由50年代的30％降至1997年的12％左右。随着 环境问题的日益严峻，为了环境的持续发展，环境会计学诞生了，国际社会第一次认真地考虑把环境和资源的损失计算到经济成本中去，经济增长必须考虑到环境的代价，即由环境问题引起了环境会计和环境审计。如何在加快公路建设和汽车工业发展的同时，减少对环境的损坏。降低噪音，吸收汽车排放物，恢复自然生态平衡已成为目前公路设计部门的当务之急。

与此同时，防护技术在理论方面尚需进一步研究，如边坡的侵蚀机理、边坡水力学特性研究、地区差异性以及公路部门与园林部门的专业交叉研究等等，以便提供边坡综合防护的理论支持和依据。

因此，为降低工程造价，减少或防止道路病害，保持生态环境的相对平衡，确保道路的安全与稳定，急需对高等级公路的边坡综合防护加固技术进行全面系统的研究。

2国内外研究概况

国际上有关道路防护与加固技术的研究，多年来一直是广大道路工作者关注的焦点之一。有的研究已开始将水对边坡的侵蚀冲刷定量化。根据降水侵蚀力系数，土固有的侵蚀性参数、地形分类及侵蚀控制参数等计算边坡上的平均流失，从而更科学地选择合适的边坡防护措施。Eillison提出击溅板得出雨滴的击溅侵蚀公式：G＝K·V4.22·d1.07·i0.05(G：侵蚀量；V：雨滴下降速度；d雨滴直径；i：降雨强度；K：系数)，开创了植物防护定量研究的先河，以后经多人的努力，如50年代美国学者Wischmeiere.W.H和simithD.D等人利用美国35个土壤保持试验站8250个休闲小区的降雨侵蚀实测资料，进行了降雨量、降雨动能、最大时段降雨、前期降雨以及各种复合因子与土壤流失量的回归分析，最后得到一个通用土壤流失方程式，至今在国际上广泛采用。同时许多国家都针对各自国家或地区的不同情况，确定最佳参数，推导土壤流失方程式，取得了丰硕的成果。日本、美国等国家在设计规范中明确了防护设计和公路园林的设计重点、原则和具体措施，如日本《高等级公路设 计规范》(日本道路公团，1983，4)中，比较大的篇幅对护坡的方法、分类、方案设计以及公路园林设计的基本原则，不同物种在本地区的适应性均作出了详细的规定，具有很强的设计指导性。在边坡防护的系统设计中，国际上特别是发达国家尤为重视植物防护或植物与圬工防护相结合的方法，以期达到同时发挥防护与美化的作用。

随着我国公路等级和人们生活水平的提高，路基边坡防护日渐引起公路部门的重视。在我国多年的道路工程实践中，积累了不少防护与加固技术的经验。水是公路边坡上土壤侵蚀的主体，公路部门对水流的力学研究都是以明渠均匀流为研究对象，如曼宁流速公式等，利用这些公式进行排水构造物的设计取得了较满意的效果，但如果以此来描述边坡冲刷则有不妥。如我国《公路排水设计规范》(JTJ018-97)中推荐的沟管近似流速公式V＝20·i1／2，即流速与坡角的平方根成正比，而在公路边坡中，随边坡坡角的增大，径流流速确有增大的趋势，但坡角增大导致汇水面积减小，必然使流速减小，所以边坡径流流速应是产流降压强度、坡长、坡度、坡面粗糙系数的综合函数；在圬工防护理论计算方面，库伦理论，朗金理论被广泛应用。随着科技的发展，各种新型支档结构和防护型式及CAD程序相继而生，但在设计时，仅从边坡的稳定性等因素出发，很少考虑水对防护的量化冲刷能力和环保因素，如：可否利用工程经济学研究某路段采用集中排水或分散排水?可否用混凝土预制块或网格代替费工费时的浆砌片石?可否用植被防护或综合防护替代全圬工防护等等。由于工程的千差万别，上述问题在规范中仅定性地作了限制，很少给出具体比选方法进行量化计算分析，由此设计出的结果可能一方面是工程达到了防护效果却造成了大量工程资金的浪费，另一方面是防护不当或方案错误导致防护失败，造成巨大资金重复投入，形成不良的社会影响。

高等级公路由于线形标准较高、设计人员素质低、比选方案少等因素，造成路基高填深挖现象普遍存在，同时大交通量给沿线造成的交通污染不但威胁沿线居民的身体健康，而且影响区域的生态平衡。由于诸多原因，我国公路的环保技术研究远远不能适应当今高速公路发展的道路建设要求，同时关于边坡冲刷防护、交通环境美化进行的综合设计也鲜为报道。

在国内植物防护方面，随着人们环保意识的增强和生活质量的提高，在适宜植物生长的土质边坡、服务区、立交区，根据土壤、气候特点栽种花草树木，既可防风护坡，恢复因建路而破坏的生态平衡，美化环境、吸收尾气、诱导视线，还可防止暴雨对路基边坡的击溅冲刷。西北水保所对此进行了大量的研究，并在引用美国通用土壤流失方程式方面取得了一系列成果。贵州毕节公路段做过公路绿化效应及山区公路水毁防治的研究，北京市公路管理处作了一系列公路绿化设计研究，河南省交通厅与天津大学联合完成了"土工合成材料在郑洛高速公路护坡工程中的应用及绿化研究"，交通部科技信息所环保部分别在昆(明)-曲(靖)路，楚(雄)-大(理)路实施了"生物防护与景观再造工程"等等，取得了较好的防护效果，但水对边坡侵蚀冲刷的量化研究仍鲜为报道，理论上缺乏必要的支持。同时由于各处工程项目的地理气候差异性，以及公路植物防护与园林专业的交叉相容，导致了防护物种和设计方案的千差万别，所以将水对土质边坡的侵蚀冲刷研究定量化，确定护坡方法的选择原则，划分不同地区用于公路防护的植物类型及特性，从而确定最佳综合防护设计方案已势在必行。

如前所述，由于理论研究上的不足和设计上的随意性，同时由于国内外不同地区的地理、气候及工程建设规模的差异，决定了不同地区综合防护方案的差异性，所以在侵蚀冲刷机理研究的基础上，对不同地区的高等级公路边坡进行综合系统研究，提出最佳防护设计方案已迫在眉睫。 　反思我省的高等级公路边坡防护现状，虽然做了许多实验性尝试，采用了多种防护型式，基本达到了预期防护效果，但仍有许多沉痛的教训值得认真总结，如郑洛路九标1996年边坡水毁，开郑路边坡水毁索赔、安新路个别路段大面积边坡混凝土预制块坍滑等等，归纳起来存在的问题有：

(1)缺乏系统的防护方案、措施研究和综合设计；

(2)在防护方案、防护型式选择方面缺乏技术、工程经济比较分析；

(3)植物物种选择方面，随意性过大，缺乏和园林部门的探讨研究；

(4)由于各地区的差异，缺乏各分区最佳防护典型型式，致使设计人员难以操作。

总之，上述问题的存在，使我省边坡防护设计可能一方面是工程达到了防护效果却浪费了大量的工程投资，另一方面是防护不当导致了路基边坡的早期病害。

3边坡侵蚀机理研究

通过对边坡力学特性研究，可得以下结论：

公路边坡由降雨产生的坡面流与明渠流具有不同的水力学特点，它应该是产流降雨强度、坡长、坡角、粗糙系数的函数。由于坡角增大一方面使势能向动能的转化加快，另一方面却使单位坡长所接受的降雨减少，因此边坡的流速应该存在一个临界坡角，从Muzik的边坡径流平衡时间关系式出发，推导出了一个公路边坡坡面径流流速的关系式(紊流)：

V＝K·L0.3976·cos0.3976a·sin0.3012a·n－0.6024·δ0.3976

式中，K为系数，L为坡长，a为边坡坡角，n为边坡坡面粗糙系数，δ为产流降雨强度。通过对此式的数学处理得到边坡坡面流速的临界坡角为41°左右；考虑到边坡土壤侵蚀量是流量与流速的函数，进一步推导出公路边坡土壤侵蚀量同样存在一个临界坡角，这个坡角大约在25°左右，这与公路边坡常采用1∶1.5坡率很是接近，因此对边坡的防护应引起足够重视 。

边坡在自然界降雨情况下不断经受降雨的袭击，其中一部分下渗，一部分在边坡汇集，形成径流，径流在土颗粒表面产生剪切力，当这种力大到能抵消土的抗侵蚀能力时，土颗粒被径流带走，从而发生侵蚀，这种径流的剪切力与土壤粒抵抗力之间的相互作用不同相可引起溅蚀、溶蚀、片蚀、沟蚀等不同的侵蚀现象。

　4边坡防护类型及公路植物特性研究

作者按照材料将路基防护分为3类：植物防护、圬工防护和综合防护。防护分类如图1。

通过对公路植物的特性研究，可得以下结论：

(1)路基边坡土质、酸碱度、气候、降雨等是影响公路植物的主要因素，由于路基边坡防护的特殊性，故草种、树种的选择有别于园林绿化；

(2)应根据植物的类型、气候适应性、土壤适应性、抗病性、抗侵蚀冲刷，易粗放管理等要求选择适易的物种用于公路边坡防护；

(3)尽量选用本地的物种，其适应性远远优于引进物种。

5边坡综合防护设计原则与注意事项

(1)“综合设计、就地取材、以防为主、确保施工”是边坡综合防护设计的基本原则；

(2)路基防护应按照设计、施工与养护相结合的原则，深入调查研究，根据当地气候环境、工程地质和材料等情况，因地制宜，就地取材，选用适当的工程类型或采取综合措施，以保证路基的稳固。不要轻易取消或减少必要的防护工程措施，而给养护遗留繁重的工作量；

(3)路基防护措施是根据沿线不同土质岩性、水文地质条件、坡度、高度和当地材料、气候等因地制宜选择，应密切结合路面排水作综合考虑；

(4)护坡方法应优先考虑采用植物防护，当土质不宜植物生长及难以保证边坡稳定时，要考虑经济性、施工及效果，采用圬工防护或相应的辅助设施；

(5)在防护方案设计时，应参照上述设计原则，初步选出护坡方法。在施工阶段，要对每个边坡的排水、土质等调查，根据调查结果变更原设计；

(6)在不良的气候和水文条件下，对粉砂、细砂与易于风化的岩石边坡，以及黄土和黄土类边坡，均宜在土石方施工完成后及时防护。路堑边坡应根据边坡岩层组成及坡面弱点分布情况考虑全面防护或局部防护；

(7)对于土路堤的坡面铺砌防护工程，最好待填土沉实或夯实后施工，并根据填料的性质及分层情况决定防护方式。铺砌的坡面应预先整平，坑洼处应填平夯实；　(8)对于不宜采用植物或混凝土网格中空植草的破碎岩路堑边坡，应综合考虑地形关系、基岩风化破碎程度、地震、暴雨、漏水、施工难易及经济性等因素，慎重选择喷浆(混凝土)、护面墙，落石防治等方案；

(9)混凝土网格中空植草护坡的目的，是防止受雨水侵蚀和风化严重的土质产生沟槽，及不适宜植物生长的土质和由于周围环境需要绿化的地方。该护坡方法不能承受土压力且造价高于植物护坡，使用时须充分分析；

(10)对于水流、波浪、风力、降水以及其它因素可能引起起路基破坏的，均应设置防护工程。在冲刷防护设计中，可综合考虑河道整治，使防护工程收到更好的效果；

(11)对于冲刷防护，一般在水流流速不大及水流破坏作用较弱地段，可在沿河路基边坡设砌石护坡、石笼和混凝土预制板等，以抵抗水流的冲刷和淘刷。需要改变水流或提高坡脚处的粗糙率，以降低流速、减缓冲刷作用时，可修筑坝类构造物。对于冲刷严重地段(急流区、顶冲地区)，可采用加固边坡(砌石护坡)和改变水流情况的综合措施；水下部分可视水流的淘刷情况，采用加固边坡(砌石护坡)和改变水流情况的综合措施；水下部分可视水流的淘刷情况，采用砌石、石笼或混凝土预制板等护底护脚。砌石基础应置于冲刷线以下0.5～1.0m，水上部分采用轻型防护即可；

(12)综合防护应遵循"实用、经济、美观"的指导思想，明确"为行车服务"的目的，在实用、经济的前提下，力求边坡绿化三季有花。

　6高等级公路防护区划的思想

为了区分地理区域自然条件对公路防护影响的差异性，并在高速公路边坡设计中对施工防护型式、植物物种选择时有章可依，确保路基边坡的稳定并节约投资，同时按照《公路自然区划标准》(JTJ003-86)中关于"三级自然区划由各地按有关规定自行划分"的指导思想，有必要划分不同地区植物防护主要类型。

我省植物防护主要类型区划以公路自然区划标准为基础，结合高等级公路边坡防护的特点和我省已建高速公路的建设经验，按照气象、地质、地形、物种分布等因素的差异性，将全省划分为A、B、C三个防护类型区(如河南省公路防护类型区划图)。

　7河南省高等级公路边坡综合防护推荐方案

7.1河南省A区边坡综合防护推荐方案

主要为黄河冲积所成的低液限粘土和低液限粉土，同时雨量集中，但年降雨量不大，四季分明，所以防护要求不高。间有盐碱地，同时石料缺乏。结合上述研究结果，故推荐A区边护综合防护方案为：沿线路基边坡除桥头路基、水稻田等局部特殊路段采用浆砌混凝土预制块防护外，一般采用植草或种草籽护坡，喷播更佳。

7.2河南省B区边坡综合防护推荐方案

B区内岭坡连绵，沟壑纵横、切割严重，地表多为黄土覆盖，浅层地层主要分布有第四系中新更新统黄土状粘土圾上第三系上新统杂色泥岩，局部有寒武系、石灰岩出露。同时夏季雨量集中，冲刷防护极为重要。结合上述研究结果，故推荐B区边坡综合防护方案为：填方边坡按8m、20m和大于20m分别采用边坡坡度为1∶1.5、1∶1.75和1∶2，挖方边坡根据土质不同采用不同边坡坡度。应采用集中排水方式。沿线在综合排水设施的基础上，根据路堤、边堑高度不同、淋雨坡面和地面径流冲刷程度不同，采用浆砌片石护坡，浆砌片石护脚、浆砌砌片石挡土墙(该区内片石圬工较混凝土预制块经济)、预制混凝土网格中空植草、坡面喷草等综合防护措施。

7.3河南省C区边坡综合防护推荐方案

C区属淮河冲湖积平原和江淮丘陵区，主要以严粘土及亚砂土为主，呈软塑性。河道较为发育，水位深3～10m，多稻田和滞洪区。春旱秋雨，夏热冬寒，干湿剧差，年降雨量在794～924mm以上，气候相对多雨潮湿。因此必须采取有效的排水与防护措施，及时排除公路范围内的水，并作好路基边坡的浸水冲刷防护。推荐C区边坡综合防护方案为：沿线路基边坡除桥头路基(含锥坡)采用浆砌片石防护，局部特殊路段(水稻田、滞洪区等)采用浆砌片石或混凝土预制块防护外，一般路段均采用路基下部0.5高度用浆砌片石或混凝土预制块防护，上部采用植草或种草籽护坡。路基两侧的护坡道采用绿化或浆砌混凝土预制块，边沟采用混凝土预制块护砌(在确保质量的前提下，优先选用浆砌片石)，土路肩均用厚8cm水泥混凝土预制块铺砌。

　8主要结论

通过对高等级公路边坡防护系统的综合研究，得到以下主要结论和研究成果：

(1)剖析了路基边坡的病害类型和原因，提出了在边坡防护方面理论上的欠缺和在工程中缺乏综合设计的观点；

(2)通过对边坡水力学特性和锓蚀机理的研究，建立了流速与降雨强度、坡长、坡角、粗糙系数的函数关系，确定了临界坡角(41°左右)，经进一步推导得出公路边坡侵蚀量同样存在一临界坡角(25°左右)；指出了公路边坡侵蚀的影响因素和侵蚀机理；

(3)通过对各种边坡防护类型的分析及其特点研究，提出了防护类型选择的原则；

(4)通过对公路植物的特性研究及适应分析，推荐了公路常用植物的外观特征、气候、土壤适应性及建植、管理特点，使植物防护的选择有据可循；

(5)根据公路自然区划和地质特点，首次提出了公路防护区划的思想，并建立了河南省公路 防护类型区划；

(6)提出了高等级公路边坡综合防护的设计原则；

高边坡设计论文篇7

关键词：砒砂岩；边坡；稳定性；防护形式

中图分类号：U416.1+4 文献标识码：A

0、前言

在黄河流域的晋陕蒙接壤地区，分布着被当地人俗称为“砒砂岩”的松散岩层，它具体指古生代二叠纪、中生代三叠纪、侏罗纪和白垩纪的厚层砂岩、砂页岩和泥质砂岩组成的岩石互层[1]。该类岩石刚开挖时特别坚硬，在自然状态或者干湿循环作用下极易崩解碎裂，遇水则泥化，导致边坡强度降低而产生滑坡。该类问题已成为砒砂岩地区高速公路施工时存在的重要工程地质问题之一。因此，结合在建工程对该类边坡防护进行探讨是非常有实际意义的。

1、砒砂岩地区侵蚀因素

砒砂岩地质由于其本身物理化学特性，开挖后侵蚀因素较多，主要的侵蚀因素可分为大气降水、风力、重力、冻融等[2]，砒砂岩风化照片如图1所示。

图 1 砒砂岩风化后

1.1 降水侵蚀

砒砂岩中的含有大量的碳酸盐，这些起重要胶结作用的碳酸盐矿物与雨水接触后，与水中的二氧化碳发生反应后，随着雨水的冲刷不断被带走，导致胶结能力下降，而使砒砂岩强度急剧下降。水蚀是分布面最大，对环境影响最广泛、最深刻的侵蚀类型。

1.2 风力侵蚀

砒砂岩区地处鄂尔多斯高原，由于在蒙古冷空气南下路径上，全年平局风速大，春季大风日数多、风速大，引发风蚀的动力旺盛。刚开挖后边坡表面没有了黄土以及植被的覆盖后，增大了风蚀的接触面。风蚀的主要侵蚀方式包括吹蚀和磨蚀。吹蚀主要分布于波状高平原区及丘陵沟壑取得迎风坡或顺风谷；磨蚀发生于砒砂岩分布区的迎风地段，常呈现磨蚀坑、磨蚀穴、磨蚀柱等，强度往往与基岩性质相关。

1.3 重力侵蚀

重力侵蚀亦是本区的主要侵蚀类型，主要包括泻溜和崩塌。此类侵蚀集中发生在>40°的砒砂岩出露边坡上，表现形式有红色砒砂岩边坡的泻溜侵蚀、白色砒砂岩边坡的块状崩塌侵蚀。在坡面覆盖黄土、下伏砒砂岩的沟坡，同时有滑坡侵蚀发生。小区观测表明，砒砂岩沟坡重力侵蚀量占总侵蚀量的9.8%~50%。水蚀往往诱发和加剧重力侵蚀。

1.4冻融侵蚀

冻融、风化侵蚀在本区也非常普遍。据毕慈芬[3]研究，砒砂岩区每年有长达8个月之久的冻融、风化等非径流土壤侵蚀。边坡开挖后，若未及时施工，经过一个冬季的冻融循环，砒砂岩边坡很容易发生边坡破碎、塌落。

2、稳定性判断

2.1 路基边坡稳定常用分析方法[4]

路基边坡的稳定涉及岩土性质与结构、边坡高度与坡度、工程质量与经济等各种因素。一般情况下对于边坡不高的路基，可不作稳定性分析计算，但对于地质条件复杂的路基，应进行边坡稳定性分析计算。由于砒砂岩的特性，可以将其归为土坡类稳定计算。根据失稳的滑动面特征，大致可归纳为直线、曲线、和折线三大类，而且均以土的抗剪强度为理论基础，按照力的极限平衡原理建立相应的计算式。

路基边坡稳定性的分析计算方法，还可以分成工程地质法（比拟法）、力学分析法和图解法。工程地质法属于实践经验的对比，力学分析法是数解方法，对于某些比较复杂的数解方法，亦可运用图解加以简化。任何一种方法，都带有某种针对性和局限性，为了便于工程上实际运用，采取某些假定条件，将主要因素加以简化，次要因素忽略不计，因此现有的各种方法均属于近似解。合理的选取岩土计算参数，是计算中重要的一步。

路基边坡稳定的力学计算基本方法是分析失稳滑动体沿滑动面上的下滑力T与抗滑力R，按照静力平衡理论，取两者之间比值为稳定系数K，即

K=1时表示下滑力与抗滑力相等：K1时表示边坡稳定。为了保证工程安全可靠，一般规定K>1.2。

2.2 砒砂岩边坡稳定近似分析方法

砒砂岩边坡渗水性强、粘性差，边坡主要靠其内摩擦支承，失稳土体的滑动面近似直线，如图3所示，因此可以采用直线模型进行计算。由图4可知，根据静力平衡原理，得到计算式如公式（1）所示，滑动面位置不同，K值亦随之变化，边坡稳定与否的判定依据就是求得稳定系数的最小值Kmin，当Kmin大于规范规定最小稳定系数时，则可判定边坡稳定，否则需对边坡进行重新设计与验算。采用解析法求得K值最小值如式（2）所示，根据公式即可计算出边坡的稳定系数。

图 2砒砂岩边坡失稳

（1）

式中：——滑动面的倾角；

——摩擦系数，；

L——滑动面的长度；

N——滑动面法相分力；

T——滑动面的切向分力；

C——滑动面的粘结力；

Q——滑动体重力；

（2）

——土体容重；

——边坡高度；

图 3 直线滑动面力系示意图图 4K与ω关系曲线图

3、边坡防护类型

对设计的砒砂岩边坡需要进行稳定性分析，根据边坡的稳定性，选择合适的防护形式。

3.1 稳定边坡的防护

边坡高度较小，坡面稳定的砒砂岩边坡，可以采用护面墙的防护形式。边坡开挖以后，在各种侵蚀对边坡影响较小时，尽快的采用浆砌片石护面墙进行满护。护面墙结构形式采用M7.5浆砌片石，截面形式为变截面，上下左右每隔2~3m设置一道排水孔。

3.2不稳定边坡的防护

对于边坡稳定性较差或者边坡高度较高的边坡，需采用锚杆框架结构，这是一种将框架梁护坡与锚固工程相结合形成的抗滑支挡结构,机理是主要依靠锚杆穿过潜在滑动的不利结构面锚固于稳定可靠的地层中,通过框架使锚杆群体受力,控制边坡变形,充分调动岩土体自稳能力,从而达到加固边坡的目的,它既能保证深层加固又可兼顾浅层护坡,适合坡度较陡,节理发育,局部易发生小型崩塌的岩质边坡[5]。框架式锚杆支护在满足边坡稳定的基础上还可以达到美化环境的目的，特别适用于在周边修建房屋和公路。同时框架式锚杆为刚性支挡结构，对控制边坡的位移十分有效。局部防护也可以采用锚杆框架与护面墙的组合形式进行防护。

3.3排水

水的存在对砒砂岩边坡是十分有害的，尤其是对结构面，它能显著降低结构面参数强度，加快或者导致边坡失稳。因此，设置排截水系统是十分重要的。

4、结论

根据对砒砂岩边坡分析，得到了以下的结论：

（1）分析了砒砂岩边坡侵蚀的主要影响因素；

（2）根据砒砂岩边坡失稳的特性，找出了砒砂岩边坡稳定分析的计算方法；

（3）对于不同高度以及不同稳定性的边坡，建议采用不同的防护形式，并且一定要设置截水沟，防止渗水造成边坡失稳。

参考文献：

[1] 王愿昌 等．砒砂岩地区水土流失及其治理途径研究[M]．郑州：黄河水利出版社，2007．

[2] 蔡欣宇．砒砂岩地区高速公路边坡土壤侵蚀研究[D]．硕士学位论文，西安：长安大学2008．

[3] 毕慈芬，邰源林，王富贵，李贵，乔旺林，胡存胜：防止砒砂岩地区土壤侵蚀的水土保持综合技术探讨，泥沙研究[J]．6（ 3），2003，p63~65．

高边坡设计论文篇8

【摘要】公路路基边坡的是否稳定，对在建公路的施工有着直接的影响，关系到施工的安全性及施工能否顺利开展，同时也关系到现有道路的运营安全。通过对公路路基边坡的设计特点及存在的不稳定性因素进行分析，提出了相应的解决办法和防护措施，以提高公路路基的稳定性。

【关键词】公路路基；边坡稳定；影响因素；防治工程

1.前言

伴随着经济的迅速发展，道路建设也在不断发展，在公路建设中，边坡建设也是重要一环，但是其在建设过程中存在着许多问题，特别表现在地理环境比较复杂的道路修建上论文交流，请加，谢谢。由于在道路建设中出现高边坡是无法避免地，从而边坡稳定技术也变得越来越重要，它不仅关系到工程建设的整体进度，也关系到场地周围的环境保护，更重要的是关系到建设工人的生命安全。因此，对造成公路边坡失稳的成因进行分析，并适当的采取行之有效措施，是使问题得到化解的关键。

2.路基边坡设计的特点

2.1非标准设计

不同地段的边坡有着不同成长因素，会因为其成因机制、稳定状态及形成条件等存在差异，所以对工程建设产生的影响也会不同，在边坡防治进行设计时，对所有边坡的范围、治理部位都要进行计算，并制定出分别与之相适应的措施及方案。所以，边坡治理工程的设计没有固定的设计标准，必须有针对性地对边坡加以设计。

2.2风险性设计

缺乏稳定性的边坡一般都位于比较复杂地形内，边坡体承受着外界巨大的荷载，在所有的治理工程必须对其进行承受，其本身必须具备充分的抗变形能力及抗破坏论文交流，请加，谢谢能力。但迄今为止，边坡防治技术还处在发展阶段，其存在不成熟、不完善、不严谨性，因此，边坡治理工程的设计还具备着一定的风险性。

2.3应急设计

边坡灾害的发生时常存在着突发的性质，为了减少其危害程度，必须对此进行有效的预防，但很多形式下都存在着应急的特点，其边施工、边监测、边勘察、边设计。

2.4综合防治设计

公路路基边坡的设计和施工，必须根据边坡的具体特点，同时采取不同的技术办法，达到综合治理的效果。因此需要对原有治理方案进行合理的分解，选择分步、分期实施，从而实现综合防治。

3.对影响边坡稳定的因素进行分析

剥落、崩塌、滑坡是公路边坡失稳的三种主要表现形式。一般由风化、雨水、爆破、地震等因素造成的，其中长期的风化、雨淋等因素致使边坡的抗滑力减弱，出现滑坡等现象，而爆破地震等可直接导致边坡失稳。

3.1边坡的成分和强度参数

目前我国的公路边坡以土质边坡为主，其强度由土的的内摩擦力及粘聚力决定，土的类型不一样，其颗粒大小也会不一样，含水量不一样，对边坡的承受强度也会造成直接影响，从而影响边坡的强度系数。同时不同的季节、不同的地区依照土的冻结状况其强度也会出现差异。

3.2边坡的坡度及施工因素

边坡的高度与其底部宽度的比即表示边坡的坡度，坡度的大小对稳定性造成直接的影响，坡度越小稳定性越高。在施工过程中，有时为了给施工带来方便，通常会筑起比较高的边坡，而且对边坡土质缺乏实际考虑，开挖方法、开挖深度及施工规范也缺乏认知，甚至还出现了随意在边坡顶部摆放废石残渣的现象，造成边坡过载。同时在工程施工中缺乏具体的勘察设计，也没能及时的采用加固及支护措施，这都会给公路边坡的稳定造成隐患。

3.3人类活动及工程建设

人类频繁的工程活动，存在着许多的违章挖填土行为，对坡脚待填土进行任意的开挖，在坡顶建造房屋，公路附近进行大工程量的建设，这些都会给公路边坡增加压力，坡体的下滑力得到增加，稳定性也就受到了影响。同时在工程建设中无定向、无防护的爆破，也会给边坡水文地质和力学性质造成影响，致使抗滑力下降，下滑力上升。

3.4自然环境和地质条件

不同地域的边坡其自然条件也存在着差异，不同的自然条件对其影响程度也不一样，其中影响最为明显的是含水量，地表的降水会渗入边坡，使软弱夹层的摩擦力被降低，同时会对坡体进行侵蚀，提高坡体的重量，使下滑力上升；再加上风化作用，土体的抗剪强度也会受到影响，使裂缝扩大造成土体剥落脱离；要是发生地震，就会直接使坡体的力学性质得到改变，使土体变得松弛，其整体强度会受到影响。

4.公路路基边坡稳定性预防和防治措施分析

4.1因地制宜

公路施工过程中经常会出现边坡，必须结合实际情况进行处理，从现场的地质条件、气候条件出发，合理设计坡度，适当的选择材料，对边坡实施防护。可以利用锚杆支护及水泥抹护等，必要时进行削坡减载、设置挡土墙等。此外还需要制定并实施施工规范，实现边坡防护的规范化。对降雨多发的地形，可以设置粘土垫层及止水帷幕，减少地下水及地表水的侵蚀，并在坡顶建设排水沟，第一时间将雨水排除，降低边坡的危险因素。

4.2喷锚加固及土石拦截

喷锚支护是当前边坡支护的主要的措施，土质边坡具有间隙大、强度低的特点，比较实用的措施有锚杆、支撑、灌浆等。对可能会出现较大规模滑坡的自然坡体，则可以修筑锚固桩、抗滑挡墙等较大型的防护工程，也可以选择对土性进行改良，采用动力固结、电渗及喷射注浆等措施。同时需要在坡面实施拦截措施，预防石块的下落及岩体的崩塌，减少对行车安全造成的不利影响，在设计勘察时就必须依照岩体滑落、翻滚、弹跳及落点的位置提前作出预测，通常的拦截办法有修建拦石墙、金属网及落石槽等。

4.3边坡生物防护及绿化

对边坡的稳定加以防护其生物防护的作用也日益突出，在边坡的修筑过程中，植被遭到损坏，加重水土流失，影响边坡的稳定性。通过对栽种植物的挑选，栽种时机的把握，对边坡沿线实施生态防护，这样不仅保持了水土还美化了环境，同时它还具有造价低、经久性强实用性高的优点，具有很高的实用价值。

4.4实施监测，及时预防

随着公路边坡事故的频繁出现，其危害也越来越明显，工程建设时必须加大对边坡稳定的防护，其监测技术也有待提升，如数字摄影、地震勘探、放射测量及探地雷达等的运用；目前主要是对边坡的位移及变形信息进行采集，然后分析出边坡的破坏特征及变形机制，从而对边坡的稳定性提前做出预测，及时采取适当的办法对边坡实施防护，使灾害在初始状态就得到控制，这样不仅可以减少经济损失，同时对人们的生活也不会造成困扰，具有极大的现实意义和运用价值。

【参考文献】

[1]王倜,陶双成,孔亚平.表土在彭湖高速公路低缓边坡生态恢复中的应用[J].生态学杂志. 2012(01).

[2]赵冰华,张士萍,沈振中.岩质高边坡开挖应力与蠕变稳定性研究[J].中国农村水利水电. 2012(01).

[3]杨光华,张玉成,张有祥.变模量弹塑性强度折减法及其在边坡稳定分析中的应用[J].岩石力学与工程学报.2009(07).

[4]杨成忠,刘新荣,王淑芳,方涛.加筋高填石路堤填筑过程动态稳定性分析与监测[J].岩石力学与工程学报.2010(S1).

高边坡设计论文篇9

论文摘要:针对安同公路(安溪段)某路堑高边坡的地质情况及存在的问题，提出了路堑高边坡的防护与加固方法以及施工注意事项.

1工程慨况及问题的提出方案确定

1. 1工程慨况

同三国道主千线福泉厦漳诏高速公路复线是福建省“三纵四横”高速公路网布局中“三纵”的重要组成部分，也是泉州、厦门两市公路主骨架的重要组成部分。而安同公路(安溪段)作为该复线的试验段，路段全长682公里，设计行车速度50k m/h，路基宽度24.5米，双向四车道，最大纵坡4.5%。

1.2存在的问题

本段(K6+106一K6+215右侧)路基高边坡为破碎岩质边坡:上部残坡积粘性土层，厚度约5一8米;其下为砂土状强风化晶屑凝灰熔岩，厚度约2一4米:碎块状强风化品屑凝灰熔岩，厚度约2一4米;下伏弱风化晶屑凝灰熔岩。由于边坡高陡，极易沿不均匀风化界面溜踏，为保证边坡稳定，须进行适当加固处理。同时因晶屑凝灰熔岩岩体节理裂缝极其发育，坡体全坡面开挖后(防护加固工程未实施)，第三阶坡面局部开裂变形，为确保边坡稳定，对该边坡防护加固方案进行适当调整。

2防护与加固设计方法一一动态设计

高边坡动态设计是在施工图设计文件时依据野外地质测绘井收集相关资料后，进行高边坡预设计，再根据高边坡工程施工实施进程，结合施工现场揭露坡体地层实际情况及其他相关环境背景条件变化，以及各阶段坡体变形情况和发展趋势等信息，对高边坡进行必要的动态调整、补充和完善设计，以实现经济合理且安全可靠的目标。

2 .1防护加固工程设计原则

对干路堑边坡防护加固工程设计的一般性原则，主要是基于抑制路堑边坡各种变形和破坏的可能性设计防护加固工程措施，包括坡面变形防护、浅表层变形防护、块体变形防护、深部变形防护、坡脚应力集中防护和地表地下水的引排处理等设计原则。

2.1.1坡面变形防护

微一未风化岩体:岩面喷浆防护，坡率0.25一0，5，或变截面护墙防护。中一微风化岩体:挂网喷浆防护，坡率0.25一0.5，或变截面护墙防护。强一中风化岩体:护面墙防护，坡率0.5一0.75，或岩面植草防护。全一强风化层:加厚拱型骨架防护，坡率0.75一1.0，或三维网植草防护。坡残积层:拱型骨架防护、桨砌片石防护，坡率1.0一1.25，或喷播植草防护。松散土层:网格骨架、浆砌片石、植草防护，坡率1.25一0.75。绿色防护:贯彻“人造景观、美化环境和生态工程”的现代设计理念。

2.1.2浅表层变形防护

下伏中一微风化岩:系统锚杆防护上覆土层及强风化岩:锚杆框架防护。

2.1.3块体变形防护

以预应力锚杆框架及十字面板等墩垫防护为主。

2.1.4深部变形防护

以预应力锚杆框架及十字面板等墩垫防护为主。

2.1.5坡脚应力集中防护

以坡脚设桩、墙等支档结构防护为主，或加厚护面墙工程措施。

2.1.6地表地下水引排处理

对于坡体地下水引排，以仰斜平孔排水引排为主，结合墙背盲沟及结构泄水孔处理，有时还用边坡渗沟、支撑盲沟及重点部位引排等坡体地下水引排工程措施。对地表水引排，一般在路堑边坡堑顶均设有截排水天沟，坡面结合检查梯设急流槽，以及平台侧沟、路堑边沟等组成综合地表排水系统。

2 .2防护加固工程设计方法

高边坡防护加固工程是依据路堑边坡稳定程度与等级标准设计，共经优化比选确定，本路段路堑高边坡是按照“一级边坡工程”进行动态设计，总体防护加固工程设计方法如下:对于稳定的边坡，即边坡稳定系数大干1.2，一般无需增设额外支挡加固工程，即可维持坡体的总体稳定，必要时局部调整坡率设计或防护工程措施。对于不稳定的边坡，即边坡稳定系数小于1.0，必须增加支挡加固工程，或放缓边坡坡率，以及采用刷坡放缓与支挡加固相结合处理，从而维持坡体稳定，确保边坡稳定系数达到1.2以L。对于欠稳定的边坡，即边坡稳定系数介干1.0至1.2之间，若不增设支挡加固工程，可以保持暂时稳定，但在考虑各种不利因素的作用下，将有边坡失稳的可能，建议增补一定的支挡加固工程，或经刷坡放级处理，使边坡稳定系数提高到1.2以上.

3问题的解决方案

3 1该段边坡原设计

3.1.1坡率设计

设计最高为7级95米，各级边坡设计坡率及防护加固工程措施为:第一级1:0.5，护面墙;第二级1:0.5，护面墙。第三级1:0.75，孔窗式护面墙;第四级，锚杆十字面板，板间镀锌网砂袋植草防护。第五级，锚杆十字面板，板间镀锌网砂袋植草防护;第六，1:1.0，三维植草。第七级，1:1.0，三维植草;两侧坡率据其坡高及地形地质条件当调整。

3.1.2加固程

在边坡第一级超挖部分设置顶宽lm的加厚护面墙，在边坡第四级与第五级设置预应力锚杆十字面板加固，十字面板2.3m x 2.5m，水平间距4m，垂直间距4m，呈梅花形布置，设1孔锚杆。其中，第四级十字面板，锚杆长16m，锚固段长度均为3 m，设计拉力为250KN。第五级十字面板L排锚杆长18m，下排锚杆长16 m，锚固段长度均为5m，设计拉力为52 0KN。十字面板间锚杆镀锌网砂袋植草防护。

3.1.3防护工程

其余坡面视坡率及地质条件分别采用护面墙、锚杆镀锌网(砂袋)植草、三维网植草等措施进行防护。

3.2动态设计调整

原设计坡率不变，各阶防护加固措施调整为:第一阶由原护面墙调整为顶宽lm的加厚护面墙，第二阶调整为锚杆地梁加固，梁间护面墙防护。第三阶调整为锚杆地梁加固，梁间孔窗式护面墙防护;第四阶K6+108一K6+154段调整为锚杆框架加固，框架内镀锌网砂袋植草防护，K6+154一K6+195段调整为锚杆镀锌网砂袋植草防护;第五阶调整为锚杆框架加固(中部急流槽设2根锚杆地梁)，框架内三维网植草防护，第六、七阶同原设计，均为三维网植草防护。

4施工注意事项

因边坡变形及滑坡病害受地下水影响较大，故原则上要求在雨季之前施工完毕，以确保边坡稳定和结构安全。对干实施锚固工程的路堑边坡防护，原则要求边坡开挖一级防护加固一级，按照自上而下的顺序逐级开挖与防护加固施工。重点复杂路堑边坡防护加固工程，由于其地质条件复杂，应结合现场实际开挖揭示地层信息及坡体结构条件进行必要的调整与完善，即进行动态设计和信息化施工，从而达到经济合理和安全可靠的目的。

高边坡设计论文篇10

【关键词】GIS技术;岩土工程;勘察设计;一体化技术

1.GIS 技术简介

随着 3G 网络覆盖率的不断提高和移动终端智能化水平的不断提升，定位技术越来越多地应用到了我们的工作和生活中。特别是在物流、户外活动、交通运输等生产经营活动中，由于定位目标是移动的，因此对于移动定位的需求越来越多。GIS（Geographical Information System，地理信息系统）是多种学科交叉的产物，它以地理空间数据为基础，采用地理模型分析方法，可以根据需要对地理信息进行不同形态的展现，对于各类涉及地理信息的决策能够起到很好的辅助作用。它的基础图形数据以瓦片地图的形式存在，通过一定的算法可以将分布于不同路径下的图片数据按规律进行组合以满足用户的不同要求。通过将地理数据信息进行图形化显示，允许用户对展示的图形化结果进行各种需要的在定义以内的操作。

当前 GIS 技术已经在很多行业进行了应用，比如物流跟踪、路线规划、实时定位等。对于移动终端在 EMIS 中的应用，巡视轨迹再现、最优路径决策等都是当前需要解决的问题。因此，将 GIS 技术应用到 EMIS 中对其进行功能拓展能够解决供电段较多的现实需求。若要将 GIS 应用到移动终端，主要有一下几种解决方式。

一是完全自主开发。自主实现 GIS 功能、WebServer，难度较大，且投入产出效益不明显，容易偏离自身业务方向。

二是利用现有的移动 GIS 开发平台软件进行二次开发，比如 SuperMap iServer for Android/iOS。由于相关的公司已经做了大量的前期工作，为二次开发提供了相应的功能接口，所以此方法开发工作量比较小，且容易实现较强功能，但此类平台需要支付一定的费用并且需要经过专业的培训，在成本控制上会增加额外开销。

三是基于百度 LBS 中的 Android 地图 SDK 进行开发，开发人员可以直接调用百度LBS 提供的各类接口来实现业务逻辑而不需要考虑 GIS 的功能实现，由于地图数据更新及时，完全不需要考虑 GIS 系统的升级维护，在可以连接互联网的前提下是一种经济有效的解决方案。

2.GIS支持下岩土工程勘察设计一体化

随着降雨诱发的滑坡事故增多、造成的损失增加、在社会中的影响增大，工程勘察设计研究的课题成为业界研究的热点课题之一。目前针对GIS技术下的岩土工程勘察设计工作一般从以下三个方面展开：

2.1 GIS技术与现场试验的一体化

结合GIS技术的现场试验在某些方面有着无可比拟的优越性，由于试验在边坡现场进行，边坡土体处于原始状态，土颗粒尺寸、土体密实程度、边坡角度、天然植被、不同深度土体的渗透性能、土样成分都是试验室试验与数值模拟中无法做到的。试验过程中只需对降雨条件进行控制，测定所需要的观测结果，对结果进行系统的整理分析，就能得到针对该边坡的准确结论。

有研究标明，自然降雨条件下，雨季边坡土体水分动态变化与蒸发和降雨有着密切的关系。边坡土体内水平应力增加，水平应力与竖向应力的比值达到了理论极限状态下的比值。当降雨直至现场原位边坡发生滑动形成泥石流时，对整个过程进行监测分析，得出土体的强度尤其是抗剪强度是土体渗透系数wK、土体饱和度、颗粒级配及土体张力等多个变量的函数。

原位现场试验也有自身的缺点。一方面，原位试验中土体的各项指标都是特定的，而自然中的边坡是多种多样的，所以现场试验所得到的结论有局限性，试验结论的可利用率不高;另一方面，试验中试验周期长，设备复杂，费用高也是制约该方法的一个因素。甚至试验中还有一定的破坏危险性。如1971年日本在 Kawasaki（川崎）的现场勘察中，试验边坡发生快速滑动破坏，并超过事先预估的影响范围，波及在场人员，造成技术人员与摄影记者共 15 人死亡的重大伤亡事故。这次事故也使日本进行现场滑坡试验的研究停滞，直至 1985年，Yagi等人才重启相关研究。

2.2 GIS技术与数值模拟的一体化

与原位试验相比，数值模拟与GIS技术结合后，操作简单、时间短、试验效率高、费用低，大量的数值模拟结果所得结论具有一定的规律性，结论利用率高。此外，计算机技术的不断发展、有限元仿真计算软件的大力开发使数值模拟越来越准确的模拟现场状况，计算结果也越来越合理、准确。有研究在降雨入渗机理的基础上开发了非饱和渗流程序 SUSC，并且运用该程序计算出了降雨渗流条件下边坡土体内的渗流场分布。张艳刚（2005）利用 Flac 软件对某高速公路边坡模拟时发现，边坡的安全系数随黏聚力c和内摩擦角变化，且十分敏感，该一体化技术利用 ABAQUS 实现了对渗流与应力耦合状态下边坡稳定性的计算分析，给出了边坡稳定性随地下水位变化的关系，通过利用修正的 BBM 模型对边坡在降雨条件下的湿陷变形规律进行了研究。

以上研究从不同角度对降雨条件下的滑坡稳定性作出了合理的解释，为之后的研究提供了坚实的依据。但是，数值模型中材料参数的选取一直是数值模拟的最大难点。如何正确模拟实际边坡土体的重度、空隙率、复杂多变的裂隙、渗透性、饱和程度等复杂的参数是将来数值计算软件亟待解决的问题。

2.3 GIS技术与模型试验的一体化

GIS支持下的模型试验一体化技术兼具以上两种试验的优点，模型能够在一定情况下模拟出现场试验中的边坡情况。若控制得当，可以得到与现场试验相近的试验条件。另外，模型可以多次填筑，填筑材料可以采用多种材料混合，模拟多种边坡土体。借助外界工具，可以实现边坡角度，上土覆重，下滑推力等条件变化。模型试验还能直观的反应边坡变化和破坏的过程，对降雨入渗机理、滑坡形成过程的研究有巨大帮助。将边坡模型浸水之后利用离心机为模型施加下滑动力，得到了在粉砂水下边坡的高度对边坡所能保持稳定的极限坡度没有影响。该技术利用离心机模型进行了降雨入渗条件下边坡模型试验，得到了随着边坡土体含水率增加，土体损伤量变大，边坡越容易达到破坏条件，且模型下部的土体对边坡的抗滑起着重要的作用。并且在采用室内模型试验，对土质边坡的失稳过程进行了研究，得到了边坡随降雨破坏的规律。张卢明采用室内模型试验，对地下水位变化条件下边坡滑带土基质吸力特征进行了研究。但模型试验也同时兼具二者的缺点。模型试验对现场各个方面的模拟不能做到彻底，又不能避免试验费用较高，时间较长等缺点。

结 语

岩土工程勘察设计一体化势在必行，基于GIS下的岩土勘察设计一体化，把GIS与岩土工程勘察设计之间，以及各CAD工种之间紧密地联系在一起，形成一体化的生产体系，必将会提高生产效率，产生巨大的经济效益，提高企业的竞争力，推动岩土工程勘察设计现代化。

参考文献：

[1] 方海东，施斌，王宝军.GIS在环境岩土工程中应用的回顾与展望[J].桂林工学院学报，2001，21（4）：371-375.