第3章路基稳定性设计.ppt

第一节 边坡稳定性验算第二节 路基边坡的防护和加固第三节 挡土墙第三章 路基稳定性设计一、概述 第一节 边坡稳定性验算 必要性：路基在常年大气雨雪的作用下，土的粘聚力和内摩擦角较小，边坡可能出现坍塌失稳 对象：因此，高填深挖路基、桥头引道和河滩路堤等都要作稳定性验算 参数：边坡稳定性验算前需充分收集或合理选定岩石计算参数，如粘结力c、内摩擦角及单位体积重力；并寻找合理边坡形式及取值 单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版副标题样式*3 川藏公路滑坡前缘的新滑坡（修公路引起）单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版副标题样式*4单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版副标题样式*5 川藏公路102滑坡单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版副标题样式*6 二郎山隧道东口坍塌使路面悬空单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版副标题样式*7 二郎山隧道西引道滑坡张裂缝单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版副标题样式*8 云南元磨高速公路砂泥岩高边坡滑坡单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版副标题样式*9 云南元磨高速公路K259三箐公隧道进口滑坡单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版副标题样式*10 深圳高速公路K101西滑坡一、概述 第一节 边坡稳定性验算直线法 适用于砂性较大的松散土圆弧法适用于粘性土验算方法： 砂性土边坡滑塌时，破裂面近似平面，稳定性分析时采用直线破裂面法；二、边坡稳定性验算 第一节 边坡稳定性验算1. 直线滑动面法 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，按静力平衡原理，取两者之比为稳定系数K，即： K=R/TK=1，表示下滑力与抗滑力相等，边坡处于极限平衡状态；K1，边坡稳定。

为安全可靠起见，工程上一般规定采用K1.201.30二、边坡稳定性验算 第一节 边坡稳定性验算边坡稳定分析步骤：1、先假定路堤边坡值；2、然后通过坡脚A点，假定3到4个可能的破裂面，求出相应的稳定系数Ki值，得到关系曲线；3、在其上找到最小稳定系数及其对应的极限破裂角 直线法计算图 二、边坡稳定性验算 第一节 边坡稳定性验算 粘性土边坡滑塌时，破裂面近似圆曲面，稳定性分析时采用圆弧滑动面法；二、边坡稳定性验算 第一节 边坡稳定性验算2. 圆弧滑动面法条分法：利用静态力矩平衡进行求解滑动力矩Mo，抗滑力矩My 二、边坡稳定性验算 第一节 边坡稳定性验算 路堤修筑在陡坡上，且地面横坡大于1:2，或在不稳固山坡上时，路基不仅要作稳定性分析，还要分析路堤沿陡坡或不稳定山坡下滑的稳定性下滑的主要原因： 地面横坡较陡、基底土层较弱或强度不均匀三、陡坡地基路堤稳定性验算 第一节 边坡稳定性验算1. 当基底是单一坡面，土体沿直线滑动面整体下滑时，可按直线法三、陡坡地基路堤稳定性验算 第一节 边坡稳定性验算 2. 当滑动面为多个坡度的折线时，可将滑动面上土体折线段划分为若干条块，采用不平衡推力法进行分析：三、陡坡地基路堤稳定性验算 第一节 边坡稳定性验算四、浸水路堤边坡稳定性验算 第一节 边坡稳定性验算 浸水路堤：受到季节性或长期浸水的沿河路堤、河滩路堤等。

水通过内在和外在两个方面对路基边坡稳定性造成影响 内在：土体含水量增加时，土的抗剪强度会下降而内部剪应力会增加，造成边坡稳定性降低； 外在：在浸水状况下，水的浮力和水位升降产生的动水压力也会降低边坡土体稳定性四、浸水路堤边坡稳定性验算 第一节 边坡稳定性验算双侧浸水路堤水位变化示意图单侧浸水路堤水位变化示意图 浸水路堤除承受自重和行车荷载作用外，还受到水浮力和渗透动水压力的作用水的浮力取决于浸水深度渗透动水压力取决于水的落差（坡降）透水性强的砂性土路堤，动水压力较小；粘性土路堤经人工压实后，透水性差，动水压力亦不大；粉质亚砂或粉质亚粘土等，浸水时边坡稳定性较差路堤浸水部分采用较缓边坡（1:2或更缓）四、浸水路堤边坡稳定性验算 第一节 边坡稳定性验算 作用：保护路基边坡表面免受雨水冲刷 减缓温差及湿度变化影响 延缓软弱岩土表面风化、碎裂、剥蚀过程 类型：植物防护（土质边坡）和工程防护（石质路堑边坡）一、边坡坡面防护 第二节 路基边坡的防护和加固种草铺草皮植树1. 植物防护一、边坡坡面防护 第二节 路基边坡的防护和加固植草或草皮护坡的特点：1、成本低、施工简单；2、与自然景观协调；3、防冲刷效果差。

一、边坡坡面防护 第二节 路基边坡的防护和加固一、边坡坡面防护 第二节 路基边坡的防护和加固一、边坡坡面防护 第二节 路基边坡的防护和加固植树防护*模拟自然群落恢复植被砂浆抹面防护喷浆防护干砌片石护面浆砌片石护面（护面墙） 抛石防护2. 工程防护一、边坡坡面防护 第二节 路基边坡的防护和加固一、边坡坡面防护 第二节 路基边坡的防护和加固喷浆防护干砌片石护面一、边坡坡面防护 第二节 路基边坡的防护和加固一、边坡坡面防护 第二节 路基边坡的防护和加固浆砌片石护面砌石护坡的特点：1、结构稳定；2、防冲刷效果较好；3、多用于桥头、高填方等路段；4、施工速度慢一、边坡坡面防护 第二节 路基边坡的防护和加固抛石防护一、边坡坡面防护 第二节 路基边坡的防护和加固一、挡土墙的种类与构造 第三节 挡土墙1. 挡土墙的含义用来支挡天然边坡或人工填土边坡以保持土体稳定的建筑物为防止土体滑塌而修筑的，主要承受侧向土压力的墙式建筑物2. 挡土墙的作用1）防止路基边坡或基底滑动；2）收缩坡脚，减少占地面积，保护重要建筑物；3）防止水流冲刷和浸蚀，防止压缩河床等作用；4）支挡滑坍，缩短涵洞长度，保护桥台及连接路堤等作用。

应用：支撑路堤、路堑、隧道洞口、桥梁两端及河岸等一、挡土墙的种类与构造 第三节 挡土墙3. 挡土墙按位置分类1) 路堑挡墙 用于陡峭山坡的路堑底部，降低边坡高度、减少开挖，防止地质不良地段的滑坡一、挡土墙的种类与构造 第三节 挡土墙2) 路堤挡墙 收缩坡脚，减少填方量；防止边坡或基底(对于陡坡路堤)滑动，保证沿河路堤不受水流冲刷一、挡土墙的种类与构造 第三节 挡土墙3) 路肩挡墙 用于支挡陡坡路堤下滑；抬高公路路基高程；收缩坡脚，减少占地，减少填方量一、挡土墙的种类与构造 第三节 挡土墙路肩挡墙一、挡土墙的种类与构造 第三节 挡土墙支挡山坡覆盖层或滑坡下滑 4) 山坡挡墙一、挡土墙的种类与构造 第三节 挡土墙1) 重力式挡土墙 形式：衡重式、普通式 主要依靠自身的重量来维持边坡稳定 主要材料：石料 特点：能就地取材，地基强度要求较高 一、挡土墙的种类与构造 第三节 挡土墙4. 挡土墙按结构形式分类重力式挡土墙一、挡土墙的种类与构造 第三节 挡土墙衡重式挡土墙 一、挡土墙的种类与构造 第三节 挡土墙2) 锚定式挡土墙形式：锚杆式、锚定板式特点：构件断面小，工程量省，不受地基承载力的限制，构件可预制，有利于实现结构轻型化和施工机械化。

适用：墙高较大、石料缺乏或挖基困难 一、挡土墙的种类与构造 第三节 挡土墙 锚杆式和锚定板式挡土墙一、挡土墙的种类与构造 第三节 挡土墙3) 薄壁式挡墙v形式：悬壁式、扶壁式v特点：构件断面小，结构的稳定性主要依靠踵板上的填土重量来保证自重轻，圬工省v适用：墙高较大 一、挡土墙的种类与构造 第三节 挡土墙 钢筋混凝土结构，通常有薄壁式和扶壁式挡土墙一、挡土墙的种类与构造 第三节 挡土墙悬壁式 适用于缺乏石料地区及挡土墙高度不大于7m的情况一、挡土墙的种类与构造 第三节 挡土墙扶壁式 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15m一、挡土墙的种类与构造 第三节 挡土墙扶壁式挡墙一、挡土墙的种类与构造 第三节 挡土墙4) 加筋挡土墙v结构：填土、拉筋条、墙面板v特点：通过填土与拉筋间的摩擦作用，把土的侧压力传给拉筋结构简单，圬工量少，对地基变形适应性大v适用：建筑高度大的填土路基 一、挡土墙的种类与构造 第三节 挡土墙一、挡土墙的种类与构造 第三节 挡土墙加筋挡土墙一、挡土墙的种类与构造 第三节 挡土墙一、挡土墙的种类与构造 第三节 挡土墙云南楚雄大理高速公路特高（H43.75）双面加筋土挡墙 一、挡土墙的种类与构造 第三节 挡土墙加筋土挡墙面板预制一、挡土墙的种类与构造 第三节 挡土墙筋带铺设一、挡土墙的种类与构造 第三节 挡土墙一、挡土墙的种类与构造 第三节 挡土墙填土碾压一、挡土墙的种类与构造 第三节 挡土墙泄水孔反滤层隔水层 5cm10cm10cm10cm15cm20cm510cm23m一、挡土墙的种类与构造 第三节 挡土墙 泄水孔泄水孔一、挡土墙的种类与构造 第三节 挡土墙一、挡土墙的种类与构造 第三节 挡土墙 沉降缝及伸缩缝二、挡土墙土压力计算 第三节 挡土墙1. 主要力系1）挡土墙自重及位于墙上的衡载2）墙后土体的主动土压力3）基底的法向反力及摩擦力4）墙前土体的被动土压力 附加力系： 季节性作用于挡土墙的各种力。

特殊力系： 偶然出现的力 一般地区，挡土墙设计仅考虑主要力系，在浸水地区应考虑附加力，地震地区还应考虑地震对挡土墙的影响，按最不利的组合进行设计二、挡土墙土压力计算 第三节 挡土墙2. 一般条件下Coulomb主动土压力计算土压力的类型 ：主动土压力、被动土压力、静止土压力 主动土压力与被动土压力的区分： 假定挡土墙处于极限移动状态，土体有沿墙及假想破裂面移动的趋势，则土推墙即为主动土压力，墙推土即为被动土压力二、挡土墙土压力计算 第三节 挡土墙 路基挡土墙的土压力考虑： 路基挡土墙一般都有可能有向外的位移或倾覆，因此，在设计中按墙背土体达到主动极限平衡状态考虑，且取一定的安全系数以保证墙背土体的稳定墙趾前土体的被动土压力一般不计二、挡土墙土压力计算 第三节 挡土墙 路堤墙为例（5种计算图式）：破裂面交于内边坡、破裂面交于路基内侧、中部和外侧、破裂面交于外边坡二、挡土墙土压力计算 第三节 挡土墙计算主动土压力的步骤： 计算挡土墙的土压力，首先确定产生最大土压力的破裂面，求出破裂角试算法） 先假定破裂面位置是否通过荷载中心，按此图式及相应的公式求出破裂角，与原假定的破裂面位置相对比，看是否相符；如与假定不符，重新计算假定破裂面，直至相符为止； 根据破裂角计算最大主动土压力。

增加挡土墙稳定性的措施 第三节 挡土墙1. 增加抗滑稳定性的方法1）设置倾斜基底2）采用凸榫基础3）采用人工基础增加挡土墙稳定性的措施 第三节 挡土墙2. 增加抗倾覆稳定性的方法1）展宽墙趾2）改变墙面及墙背坡度3）改变墙身断面类型3. 提高地基承载力或减小基地应力的方法1）采用人工基础2）采用扩大基础阶梯式挡墙，防护绿化坡面花池式挡墙，防护绿化边坡深路堑低挡墙，减少生硬高大的挡防结构挡土墙顶面进行“渐变”处理，增强动感挡土墙端部进行“隐入”处理，自然和谐配合环境色彩的饰面形态多变的镶面。