路基边坡工程技术模拟训练.doc

项目二 路基边坡工程技术模拟训练本项目教学目的最终目的：能完毕1公里路基边坡工程技术训练促成目的：1.知道路基工程用土的分类和性质；2.能根据不同地形地质条件应用边坡设计与加固方法；3.知道高陡边坡的稳定性分析及计算方法任务一 路基土的分类及工程特性一、路基土的分类我国公路用土依据土的颗粒组成特性、土的塑性指标和土中有机质存在的情况，分为巨粒土、粗粒土、细粒土和特殊土四类，并进一步细分为11种土土的颗粒组成特性用不同粒径粒组在土中的百分含量表达不同粒组的划分界线及范围见表2-1所列土分类总体系涉及四类并且细分为11种，见图2-1所示 粒 组 划 分 表 表 2-1巨粒组（大于60mm的颗粒）质量多于总质量50%的土称为巨粒土巨粒土分漂石土和卵石土粗粒土分砾类土和砂类土两种，砾粒组（2～60mm的颗粒）质量多于总质量50%的土称为砾类土，砾粒组质量小于或等于50%的土称为砂类土细粒土中细粒组（小于0.074 mm的颗粒）质量多于总质量50%的土总称为细粒土， 细粒土中粗粒组 （2～60mm的颗粒）质量小于总质量25%的土称为细粒土，粗粒组质量为总质量25%～50%的土称为含粗粒的细粒土，具有机质的细粒土称为有机质土。

图 2-1 土分类总体系特殊土重要涉及黄土、膨胀土、红粘土和盐渍土黄土、膨胀土、红粘土按塑性指数和液限划分，据特殊塑性图上的位置定名黄土属低液限粘土，wL＜40%；膨胀土属高液限粘土，wL＞50%；红粘土属高液限粉土，wL＞55%盐渍土按照土层中所含盐的种类和质量百分率进行分类，分为弱盐渍土、中盐渍土、强盐渍土、过盐渍土二、土的工程性质公路用土具有不同的工程性质，在选择路基填筑材料，以及修筑稳定土路面结构层时，应根据不同的土类分别采用不同的工程技术措施1.巨粒土巨粒土有很高的强度及稳定性，是填筑路基的很好材料对于漂石土，在码砌边坡时，应对的选用边坡值，以保证路基稳定对于卵石土，填筑时应保证有足够的密实度2.粗粒土砾类土由于粒径较大，内摩擦力亦大，因而强度和稳定性均能满足规定级配良好的砾类土混合料，密实度好对于级配不良的砾类土混合料，填筑时应保证密实度，防止由于空隙大而导致路基积水、不均匀沉陷或表面松散等病害砂类土又可分为砂、含细粒土砂（或称砂土）和细粒土质砂（或称砂性土）三种砂和砂土无塑性，透水性强，毛细上升高度很小，具有较大的摩擦系数，强度和水稳定性均较好但由于粘性小，易松散，压实困难，需要振动法或灌水法才干压实。

为克服这一缺陷，可添加一些粘质土，以改善其使用质量砂性土既具有一定数量的粗颗粒，使路基具有足够的强度和水稳性，又具有一定数量的细粒土，使其具有一定的粘性，不致过度松散一般遇水疏散快，不膨胀，干时有足够的粘结性，扬尘少，容易被压实因此，砂性土是修筑路基的良好材料3.细粒土粉质土为最差的筑路材料它具有较多的粉土粒，干时稍有粘性，但易被压碎，扬尘性大，浸水时不久被湿透，易成稀泥粉质土的毛细作用强烈，上升高度快，毛细上升高度一般可达0.9～1.5m，在季节性冰冻地区，水分积聚现象严重，导致严重的冬季冻胀，春融期间出现翻浆，故又称翻浆土如遇粉质土，特别是在水文条件不良时，应采用一定的措施，改善其工程性质，在达成规定的规定后进行使用粘质土透水性很差，粘聚力大，因而干时坚硬，不易挖掘它具有较大的可塑性、粘结性和膨胀性，毛细管现象也很显著，用来填筑路基比粉质土好，但不如砂性土浸水后粘质土能较长时间保持水分，因而承载能力小对于粘质土如在适当的含水量时加以充足压实和有良好的排水设施，筑成的路基也能获得稳定有机质土（如泥炭、腐殖土等）不宜作路基填料，如遇有机质土均应在设计和施工上采用适当措施4.特殊土黄土属大孔和多孔结构，具有湿陷性；膨胀土受水浸湿发生膨胀，失水则收缩；红粘土失水后体积收缩量较大；盐渍土潮湿时承载力很低。

因此，特殊土也不宜作路基填料三、路基土的工程分级在交通部颁布的《公路工程国内招标文献范本》（2023年版）第5篇“技术规范”第200章第201节中规定，路基土石划分的标准是：在公路路基土石挖方中用不小于112.5kw推土机单齿松土器无法松动，须用爆破或用钢楔大锤或用气钻方法开挖的，以及体积大于或等于1m3的孤石为石方，余为土方为便于选择施工方法和施工机具，拟定工程量及费用，在施工中，路基土石按其开挖难易限度，可分为六级，如表2-2所示 土、石工程分级 表2-2土、石等级土、石类别土、石名称钻1m所需时间爆破1m3所需炮眼长度（m）开挖方法湿式凿岩一字合金钻头净钻时间（min）湿式凿岩普通淬火钻头净钻时间（min）双人打眼（人工）路堑隧道导坑Ⅰ松土砂类土、腐殖土、种植土、中密的粘性土及砂性土、松散的水分不大的粘土，具有30mm以下的树根或灌木根的泥炭土用铁锹挖，脚蹬一下到底的松散土层Ⅱ普通土水分较大的粘土、密实的粘性土及砂性土、半干硬状态的黄土、具有30mm以上的树根或灌木根的泥炭土、碎石类土（不涉及块石土及漂石土）部分用镐刨松，再用锹挖，以脚蹬锹需连蹬数次才干挖动Ⅲ硬土硬粘土、密实的硬黄土，具有较多的块石土及漂石土：各种风化成土块的岩石必须用镐先整个刨过才干用锹Ⅳ软石各种松散岩石、盐岩、胶结不紧的砾岩、泥质页岩、砂岩、煤、较坚实的泥灰岩、块石土及漂石土、软的节理多的石灰岩7以内0.2以内0.2以内2.0以内部分用撬棍或十字镐及大锤开挖，部分用爆破法开挖Ⅴ次坚石硅质页岩、砂岩、白云岩、石灰岩、坚实的泥灰岩、软玄武岩、片麻岩、正长岩、花岗岩15以内7～200.2～1.00.2～0.42.0～3.5用爆破法开挖Ⅵ坚石硬玄武岩、坚实的石灰岩、白云岩、大理岩、石英岩、闪长岩、粗粒花岗岩、正长岩15以上20以上1.0以上0.4以上3.5以上用爆破法开挖任务二 路基边坡设计与防护技术一、路基边坡设计图2-2路基边坡坡度示意图拟定路基边坡坡率是路基设计的基本任务。

为保证路基稳定，路基两侧作成具有一定坡度的坡面公路路基边坡的坡度，用边坡高度H与边坡宽度b之比值表达，并取H＝1，如图2-2，H:b＝1:O.5(路堑边坡）或1:1.5（路堤边坡），通常用1:m或1:n表达其比率（称为边坡坡率)，图中m＝O.5，n＝1.5 路基边坡坡率的大小，取决于边坡的土质、岩石的性质及水文地质条件等自然因素和边坡的高度，关系到路基的稳定和工程投资如何恰当的设计边坡坡率，既使路基稳定，又节省造价，在路基横断面设计中至关重要一般路基的边坡坡率可根据数年工程实践经验和设计规范推荐的数值采用一）路堤边坡根据路堤填料不同，路堤边坡分为土质和石质两种情况 1.土质路堤边坡 路堤的边坡坡度，应根据填料的物理力学性质、边坡高度和工程地质条件拟定本地质条件良好，边坡高度不大于20m时，其边坡坡率按表2-3选用对于浸水路堤，设计水位以下部分视填料情况，边坡坡率采用1:1.75～1:2，在常水位以下部分可采用1:2～1:3，并视水流情况采用加固措施 路堤边坡坡率表 表2-3填 料 类 别边 坡 坡 率上部高度（H≤8m）下部高度（H≤12m）细粒土1：1.51：1.75粗粒土1：1.51：1.75巨粒土1：1.31：1.5 2.石质路堤边坡 当公路沿线有大量天然石料或开挖路堑的废石方时，可以用来填筑路堤，填石路堤可采用与土质路堤相同的路堤断面形式，填石路堤的边坡率应根据填石料种类、边坡高度和基底的地质条件拟定。

当采用易风化岩石和软质岩石填筑路堤时，边坡坡率应按土质路堤边坡设计在路堤基底良好、边坡高度不大于20m时，填石路堤边坡坡率不宜陡于表2-4及表2-5规定当路基所有用25cm左右的石块砌筑，且边坡采用码砌的路堤，其边坡坡度应根据具体情况决定，亦可参考表2-4采用 填石路堤边坡坡率表 表2-4填石料种类边坡高度(m)边坡坡率所有高度上部高度下部高度上部下部硬质岩石208121：1.11：1.3中硬岩石208121：1.31：1.5软质岩石208121：1.51：1.75 岩石分类表 表2-5岩石类型单轴饱和抗压强度（MPa）代表性岩石硬质岩石≥601.花岗岩、闪长岩、玄武岩等岩浆岩类；2.硅质、铁质胶结的砾岩及砂岩、石灰岩、白云岩等沉积岩类；1. 片麻岩、石英岩、大理岩、板岩、片岩等变质岩类中硬岩石30～60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、泥岩等沉积岩类；3.云母片岩或千枚岩等变质岩类陡坡上的路基填方可采用砌石(图1-2-3d)。

砌石应用本地不易风化的开山片石砌筑砌石顶宽不小于O.8m，基底以1:5的坡率向路基内侧倾斜，砌石高度H一般为2～15m，墙的内外坡度依砌石高度，按表2-6选定 砌石边坡坡率表 表2-6序号砌石高度(m)内坡坡率外坡坡率1≤5l:O.31:O.52≤101:O.51:O.673≤151:0.61:0.75对于边坡高度大于20m的高路堤，其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性计算，并结合工程经验分析拟定二）路堑边坡 路堑边坡坡率与边坡的高度、坡体土石性质、地质构造特性、岩石的风化和破碎限度、地面水和地下水等因素有关 1.土质路堑边坡土质路堑边坡形式及坡率应根据边坡高度、工程地质与水文地质条件、排水措施、施工方法，结合稳定的自然山坡和人工边坡的经验数据及力学分析综合拟定土质路堑边坡形状可分为直线形、上陡下缓折线形、上缓下陡折线形和台阶形四种形式根据土的组织结构、均匀、密实限度和可塑状态及边坡高度，合理选择当边坡高度不大于20m时，土质挖方边坡坡度可参照表2-7，和表2-8拟定。

土质挖方边坡坡率表 表2-7土的类别边坡坡率粘土、粉质粘土、塑性指数大于。