关于道路顺层边坡设计的分析.pdf

与 建 材装 饰2013 年 11 月 关于道路顺层边坡设计的分析 朱 希 1 张 翔 2 （1.重庆市市政设计研究院重庆市 江北区4000122.重庆宝地实业发展有限公司重庆市 渝北区401120） 摘要： 在道路的建设工程中， 勘察设计的好与坏， 决定着道路建设的最终质量的好与坏。 本文就道路顺层路堑边坡的 勘察这一问题进行探讨， 发表笔者在从事道路勘察设计中所积累的若干经验， 在道路建设前的勘察设计工作中能够更合 理、 更科学、 全面的解决这一问题。 关键词： 道路勘察； 边坡设计； 探讨 中图分类号： U416.1文献标识码： B 文章编号： 1673-0038 （2013） 35-0006-03 1 主要特点 （1） 道路顺层路堑边坡属人工边坡， 由于边坡形成速度快， 坡 内应力尚未完全释放， 因此存在潜在的破坏动力； （2） 道路顺层路堑边坡的主要结构面为层面、 软弱夹层或层 间错动面， 其次为节理面， 因此从结构控制稳定性的观点出发， 应该考虑结构面在边坡中的产状、 位置和变化； （3） 道路顺层路堑边坡的坡角多大于岩层层面倾角， 存在切 脚现象。 2 设计方法 根据道路顺层路堑边坡的特点， 采用系统工程思想， 提出了 道路顺层路堑边坡优化设计的系统框架 （见图 1） 。 该研究成果总 体分 4 个组成部分， 包括野外勘察、 稳定性评价、 开挖坡角的确 定、 设计方案等 4 个阶段。各工作阶段针对的问题各有侧重， 采 用的方法各异。 （1） 野外勘察阶段， 该阶段主要通过地面勘察、 钻探、 坑槽探、 室内及现场原位试验、 测量手段等方法， 查明研究区的工程地质 条件， 确定出斜坡岩土和结构面， 特别是层面的物理力学特征。 作出自然斜坡稳定评价， 为下一阶段的边坡稳定性评价作准备。 （2） 稳定性评价阶段。 根据野外勘察阶段的成果， 确定出计算 模型，选择适当的方法进行自然斜坡的稳定性定量评价及不同 开挖坡角下的人工边坡稳定性验算。同时进行不同影响因素的 敏感性分析，为确定放坡后边坡的安全性和治理方案的合理性 服务。 （3） 开挖坡角设计阶段。 依据稳定性方面的分析结果， 在满足 规范要求的条件下，选择满足该条件的最大开挖坡角作为最优 开挖坡角。 （4） 治理设计阶段。 根据上述计算结果和相应的规范， 确定开 挖施工方案；选择适当的边坡支护方法，并进行详细的方案设 计， 提出施工要求。 3 工程案例 3.1 工程地质条件 3.1.1 地形地貌 某路段， 由于道路路堑开挖， 在 K9+460耀K10+440 段将形成 右侧高约 150m 的顺层人工边坡。该路段线路附近山顶高程 28717m， 山顶较浑圆， 右侧山坡坡面受岩体片理面控制， 呈缓丘 状， 坡度约 25耀35毅， 山体形态较完整。经工程地质调查和详细勘 察， 该路堑段工程地质特征见图 2。 3.1.2 地质构造 研究区域内断裂构造极为发育，且具多期性，方向主要为 NNE （15耀35毅） 、 NE （50耀60毅） 、 NWW 及 NEE， 规模较大， 并且多期 断裂活动具有继承性， 盖层不发育。在工程区云台组的地层中， 断裂发育，破碎带中岩石经强烈挤压变为绿泥石片岩，表面光 滑。断层产状为 105耀75毅蚁25耀33毅。 3.1.3 地层岩性 表层除较薄的第四系覆盖层外， 岩性主要为前震旦系海洲群 云台组变粒岩、 浅粒岩， 中部夹绿泥片岩。 3.1.4 地下水条件 研究区域内地下水埋藏类型可分为坚硬岩组裂隙水和松散 岩组孔隙水。由于裂隙发育， 富含裂隙水。腐蚀性较弱。 3.2 破坏模式和稳定性评价 边坡破坏模式和稳定性评价是边坡治理方案和设计的基础。 对于岩质边坡， 利用赤平投影分析其破坏模式 （平面滑动或楔形 滑动） ， 是确定计算方式的前提。将统计的结构面数据和边坡面 产状进行破坏模式分析，由图 3 可以得知整体边坡的模式为平 面滑动。 然后， 合理确定最危险滑移面以进行稳定性计算。该顺层边 图 1 图 2 工程地质纵断面图 规划与设计 6 与 建 材装 饰2013 年 11 月 坡的控制性结构面为片理面， 易发展为贯通性好的大型结构面， 滑移面为直线型， 倾角 25耀30毅。按边坡开挖和治理设计的需要， 采用极限平衡法，并依据相关文件确定的工程岩体分级和 BQ 值，推求岩体力学参数为 c=20kPa， 准=25毅，计算了不同放坡角 27毅、 28毅、 29毅、 30毅，仅考虑自重和考虑自重及地震力两种情况的 稳定性， 计算结果如表 1 所示。 3.3 敏感性分析 敏感性分析采用极限平衡法，对滑动面强度参数 c 和 准、 密 度、地震力等对边坡稳定性影响显著的因素进行了定性的分析 并确定其影响程度。结果见图 4。 分析表明， 随着结构面强度参数内聚力 c 小幅的增加， 其安 全系数增加较明显； 对于 准， 当其值小于 25毅时安全系数的增幅 不明显， 而一旦其超过 25毅时， 其安全系数会大幅度地增加， 由此 可以判断具有控制性的片理面倾角大约为 25毅； 对于岩体重度和 地震烈度， 从图 4 中可以看出， 在其可变范围内， 它们对边坡稳 定性的影响相对较弱。 3.4 最优开挖坡角的确定及台阶边坡的设计 最优开挖坡角取决于： 淤稳定性计算结果， 必须满足规范要 求的安全系数， 本工程要求的安全系数为 1.5； 于结合开挖和支 护费用， 尽量做到经济最优。将统计的结构面和边坡面合并做出 总体等密图与坡面关系图， 如图 5 所示。 由图 5 可知， 当边坡开挖坡角增大， 将会有两组同倾缓倾结 构面被包含在边坡坡面线以内，即缓倾结构面的倾角小于边坡 坡面倾角， 从而导致边坡的整体安全系数不足， 另外也会增加挖 方量； 而提高坡率， 坡面线下侧同倾的结构面较少， 排除的潜在 平面滑动数量不多。同时考虑到整体边坡的开挖坡角较绿泥石 片岩的倾角小， 虽然该岩层为软弱夹层， 但在开挖过程中已被清 除，所以对边坡的稳定性影响较小，不会造成大范围滑动的可 能。因此， 将整体边坡坡率定为 1： 1.96， 即开挖坡角 27毅， 是较合 适的。 4 勘察和设计分析 总的设计原则为： 淤保证开挖边坡的总体稳定， 对局部不稳 定段进行治理； 于使开挖和加固工程量最小； 盂设计方案易于实 施； 榆加固措施与开挖和综合治水有机结合。 4.1 锚喷支护设计 支护方案： 淤支护设计以技术经济合理地稳定坡角、 严格地 控制爆破和综合治水措施为基础；于采用混凝土面板和锚杆结 构两种支护类型； 盂开挖与支护同步进行。 4.1.1 锚杆参数 （1） 锚杆深度。 综合考虑结构面发育情况和爆破、 锚杆可能与 结构面倾斜的因素， 锚杆长度确定为 6m。 （2） 锚杆间距离。锚杆水平距离和排距均为 2m。 （3） 锚杆孔径与直径。设计锚杆孔径为 80mm， 锚杆直径 28mm， 砂浆强度 M25。 4.1.2 混凝土面板设计 淤主动岩石压力合力 Eak=1/2酌H2Ka计算 Eak=14.2kN； 于面板 配筋。面板按单向板设计， 沿锚杆在坡面高度方向取截面， 按照 多跨连续梁计算， 并用三弯距方程求解。经计算， 面板截面配筋 率小于最小配筋率 0.15%， 故其配筋率取为 0.15%， 按 混凝土 结构设计规范 （GB50010-2002） 规定进行构造配筋， 受力钢筋 为准12200mm，分布筋靠板内侧为准10200mm，靠板外侧 为准10250mm。 4.2 排水设计 4.2.1 边坡坡体内排水 （1） 泄水孔。在每个台阶坡面均匀设置 3耀4 排泄水孔； （2） 排水沟。在台阶边坡坡角处设置排水沟， 纵向上中间高， 两侧低， 坡率为 0.3%， 并与坡体外截水沟相连。 4.2.2 边坡坡体外排水 截水沟的布置应根据地形条件， 利用自然沟谷， 在边坡体外 侧修筑。其断面尺寸参数可以依据山坡汇水面积、 降雨量和流速 等计算而得的汇水量大小而定。 图 3 表 1 开坡挖角自重自重和地震力 272.4982.034 281.71521.3835 291.50161.2051 301.40191.1218 图 4 图 5 规划与设计 7 与 建 材装 饰2013 年 11 月 5 结束语 在我国的不断发展和前进过程中，道路的建设是一个重要的 基础因素。尤其是在当今社会， 地域与地域之间的统一性， 道路在 社会的发展中占有很重要的地位。 但是在道路的建设中， 前期的勘 察和设计如果没有进合理、 科学、 严格的准备， 往往会影响道路的 最终建成结果。 作为道路勘察设计行业的一名工作人员， 只有不断 的积累和总结， 结合实际情况， 才能更好地对道路工程进行勘察设 计， 结合相关部门建设出更优质的道路工程， 从而造福群众。 参考文献 1谢 静.公路工程设计中的边坡问题.科园月刊， 2009， 12. 2陈明明， 何 雪.山区公路边坡治理措施.黑龙江交通科技， 2012， 01. 收稿日期： 2013-10-10 作者简介： 朱 希 （1986-） ， 男， 助理工程师， 本科， 毕业于重庆交通 大学， 主要从事市政道路设计方面的工作。 山地建筑设计的探索 福州市马尾卧龙山庄扩建工程 翁夏灵 （福建众合开发建筑设计院） 摘要：“山地建筑” 存在于山地环境中， 多半建在山地坡段上， 并依坡势而盖， 山地丰富的现状及肌理变化， 赋予山地 建筑独特的形态感染力和魅力。 依山而建， 层次有序， 错落有致， 这成为山地建筑与众不同的特色。 本文通过结合对福州市 马尾卧龙山庄扩建工程设计的具体分析， 试着阐述山地建筑的一些设计原则及观念， 为有志于探索山地建筑设计的同行 提供一些借鉴经验并共勉。 关键词： 山地建筑； 空间设计； 庭院景观； 探索 中图分类号： TU201文献标识码： B 文章编号： 1673-0038 （2013） 35-0008-02 图 1 全景鸟瞰图 图 2 总平面图 引 言 从建筑学角度出发，山地是一种具有特殊场所感的建筑基 地， 是一种空间上起伏变化的建筑用地。山地建筑属于建筑形态 的一种， 是结合山地地貌特征， 依照坡度差异进行建筑布局， 取 得高低错落的空间效果，使建筑与周边自然景观协调融合的建 筑形态。通俗的说，“山地建筑” 存在于山地环境中， 多半建在山 地坡段上， 并依坡势而盖， 山地丰富的现状及肌理变化， 赋予山 地建筑独特的形态感染力和魅力。依山而建， 层次有序， 错落有 致， 这成为山地建筑与众不同的特色。本文不会大篇幅的论述山 地建筑如何设计，旨在通过结合对福州市马尾卧龙山庄扩建工 程设计的具体分析， 试着阐述山地建筑的一些设计原则及观念， 为有志于探索山地建筑设计的同行提供一些借鉴经验并共勉。 1 工程概况 福州马尾卧龙山庄始建于改革开放初， 主要承担福州经济技 术开发区政府对外接待任务。 随着时间流逝， 进入 21 世纪。 原山 庄的接待规模， 各种软硬件设施已跟不上时代的进步与要求， 急 需改造和扩建以提升其整体的品质。本工程从 2005 年 6 月动 工， 2007 年 5 月正式竣工。历时 2 年的施工时间， 扩建后的卧龙 山庄， 以它优越的地理位置， 迷人的度假环境， 山地建筑特有的 自然空间景观受到各级领导及来宾的一致好评，并获得福建省 优秀建筑工程设计三等奖 （2008 年） 。 地理位置与技术指标： 本工程位于福州马尾经济技术开发区 天马山上，