广西地方标准《公路边坡技术规范》编制说明_第1页
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文档简介

一、标准制定背景、目的、意义和适用范围截止2016年年底,广西通车高速里程公路4289公里。根据“十三五”规划,到2020年,广西高速公路里程将突破8000公里,基本实现所有县(区)通高速公路的目标。未来几年,需要新建高速公路约3800公里。随着高速路网的不断拓展,后期建设的公路项目普遍分布于山区,以山区高速公路为典型特点,路基填挖规模大,高边坡数量多、规模大,众多的高陡边坡,使路基工程的技术含量越来越高,造价占比越来越大,安全风险也越来越高,使得边坡工程越来越成为公路建设考虑的重点环节。从国内、区内近年建设的公路项目来看,高边坡是最容易发生变更的分项工程之一,因为这类工程与地质条件关系非常密切、而地质条件很难在勘察设计阶段完全查明,设计方案建立在一定假设前提基础上。一方面,勘察工作未受到应有的重视,造成勘察工作深度不足,设计依据不足;另一方面,因勘察手段或客观条件限制,无法准确查明地质条件,设计假设前提与实际地质条件有偏差,造成设计方案过于保守和工程浪费,或设计安全考虑不足。设计方案的缺陷,如果在施工阶段没引起足够重视和处理,或处理不当,还容易引起施工安全事故至质量事故。已建公路中,施工阶段边坡发生意外滑塌造成变更的事屡见不鲜,有些边坡更是一再破坏、多次加固,原来的护体完全失效后,再重新设置加固工程,有些滑坡还引起民事纠纷或危及人生安全。这些事故、变更不仅造成了工程浪费,贻误工期,也引起很不好的社会影响。此外,前期建成通车的大量高速公路,一些在勘察设计或施工方面考虑不周全的边坡,在运营阶段或多或少地出现了问题,使高边坡的养护,成了公路养护的难点所在。随着“全寿命周期成本”理念的升化,随着“建管养一体化”的大力推行,业主及相关参建单位越来越重视勘察设计等前期工作,以及施工质量。设计方案的采用,不应单纯考虑建设成本,更要考虑建管养的整体成本,以及其它重要因素。然而,目前广西公路边坡设计,主要依据是国家标准和《公路路基设计规范》JTGD30-2015,尚无一个带有广西地域特色的公路工程边坡技术标准。公路施工与运营中屡屡发生滑坡、变更,而勘察工作、设计方案与现行规范并不矛盾,问题出在哪?抛开施工不规范、管理不到位的因素不说,问题的根源在于,勘察设计的相关规定不够细、没有针对性,对特别的地域、具体工程指导和约束意义不大。边坡监测市场更是混乱,任何一个测量人员拿着一台全站仪就可开始做监测,套用《工程测量规范》,随便获取一组位移数据回来就算边坡监测,容许值、预警值、边坡现状与变形趋势分析都是随意的,没有界定标准。如此背景之下,编制一个针对广西区内公路建设的《公路边坡技术规范》,以指导和约束公路边坡勘察、设计、监测、养护各环节,统一技术标准,显得致为重要和紧迫。本课题拟结合区内边坡的特点,总结以往工程的成功经验和失败教训,总结现有的研究成果,对空白区域进行补充研究工作,整理并提出一个带有广西地方地质特色边坡技术规范,统一区内公路边坡勘察、设计、监测和养护的技术标准,使该项工作有标准可依,填补这一规范盲区。本规范将适用于广西区内二级及以上新建或改扩建公路的边坡工程的勘察、设计、施工、监测及养护,二级以下的公路、市政道路及其它工程项目的边坡工程可参照使用。二、工作简况1、任务来源广西地方标准《公路边坡技术规范》项目由广西交通设计集团有限公司(原“广西交通规划勘察设计研究院有限公司”)提出,广西壮族自治区交通运输厅批准立项,并列入2017年广西地方标准制定(修订)项目计划(桂交科教函〔2017〕318号),由广西交通设计集团有限公司负责(牵头)起草,计划于2018年年底完成。2、起草单位和起草人本标准负责起草单位:广西交通设计集团有限公司。本标准参与起草单位:广西新恒通高速公路有限公司、广西翔路建设有限责任公司。本标准主要起草人:叶琼瑶、蓝日彦、米德才、李敦仁、唐正辉、邓胜强、农承尚、查俊、何廷全、陈钊。本标准参与起草人:杨泓全、黄东、匡波、刘先林、张建明、罗光、刘光彬、陈云生、张云、罗得把、欧鸥、罗成斌、黄凤莉、周坤、蒙建强。3、主要工作过程及工作内容(1)组织分工广西地方标准《公路边坡技术规范》项目任务下达后,广西交通设计集团有限公司制订了编制工作方案,由广西交通设计集团有限公司、广西新恒通高速公路有限公司及广西翔路建设有限责任公司等单位的专家和技术专业人员参加,成立了编写组,编制出工作大纲及编制大纲。由广西交通设计集团有限公司负责组织标准编制前的调研、资料收集及标准条文的编写等工作,广西新恒通高速公路有限公司、广西翔路建设有限责任公司协助主编单位完成相关工作,并对标准条文进行审查。于2018年3月30日召开了工作大纲及编制大纲评审会,与会专家一致同意通过本项目的工作大纲和编制大纲。(2)资料收集、调查研究分析编制人员根据任务分工进行了资料收集和调查研究分析工作:一方面是收集国内外相关的技术标准及研究成果,并进行了认真研究、讨论。主要收集的文件有:GB50021-2001《岩土工程勘察规范》(2009年)、GB50086-2015《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》、GB/T50266-2013《工程岩体试验方法标准》、GB50330-2013《建筑边坡工程技术规范》、GB50666-2007《混凝土结构工程施工规范》、GB51016-2014《非煤露天矿边坡工程技术规范》、JTGC20-2011《公路工程地质勘察规范》、JTGD30-2015《公路路基设计规范》、JTGE40-2007《公路土工试验规程》、JTGF10-2006《公路路基施工技术规范》、JTGH10-2009《公路养护技术规范》、DL/T5353-2006《水电水利工程边坡设计规范》、DL/T5255-2010《水电水利工程边坡施工技术规范》、SL386-2007《水利水电工程边坡设计规范》、SZDBZ31-2010《边坡生态防护技术指南》、TB10001-2016《铁路路基设计规范》、DBJ/T45-066-2018《广西壮族自治区岩土工程勘察规范》、DBJ/T45-012-2016《广西建筑边坡工程技术规程》、DB33/T916-2014《公路边坡植被防护工程施工技术规范》、DB33/T899-2013《山区高速公路勘察设计规范》、DB36/T796-2014《高速公路绿化设计技术规程》、DB61/T973-2015《公路路堑边坡超前支护设计规范》等。另一方面,组织编写组成员赴六寨至河池高速公路、河池至百色高速公路、靖西至龙邦高速公路、钟山至昭平高速公路、昭平至蒙山高速公路、柳州至南宁高速公路改扩建工程等等项目现场调查、听取项目建设方、管养方等的意见和建议。此外,还组织编写组人员参加了部分全国的边坡方面的技术交流会,广泛吸取各地的建设养护经验。(3)标准编写及研讨为确保标准调研、编制工作的有序开展,编写组根据前期策划会确定的主要内容,组织相关人员编制了工作大纲及编制大纲并于2018年3月30日召开了大纲评审会。按照评审专家意见,以修改完善的大纲作为项目的工作指导,编写组着手开展了规范条文的编写工作。于2018年8月底基本完成了规范条文的全部编写工作,于2018年9月编写组内部召开了3次讨论会,对标准条文逐条进行了讨论修改。2018年10月9日,编写组向广西交通标委会提交征求意见初稿,请求开展征求意见初稿讨论会。2018年10月18日,主编单位在南宁组织召开了本规范的征求意见初稿讨论会,邀请了包括广西大学梁军林教授、河海大学王保田教授等在内的区内外边坡工程权威专家进行审查,提出了许多富有建设性、实用性的建议。编制组在初稿讨论会后根据专家意见逐条进行了修编,于2018年12月14日向广西交通标委会提交了征求意见稿。三、标准编制原则和主要内容1、标准的编制原则本标准的编制遵循国家勘察、设计与施工相关标准、公路行业勘察、设计与施工相关标准。在充分调研的基础上,研究和分析了广西地层的性质特点以及广西的地域特点。经过编写组充分讨论,确定标准编制遵循以下基本原则:(1)科学性原则分析国内标准体系的现状和特点,结合国内外建筑边坡防治、管养的现状,尤其是广西境内建成的和在建的公路边坡现状,对已发布的相关边坡标准、规范进行梳理、归纳和分类,建立科学、实用、合理的广西公路边坡建设技术标准。(2)承接性原则标准术语尽量与相应国家、国际、行业和地方标准的规定内容相一致,条文未出现自相矛盾的地方。标准技术内容与国家、国际、行业和地方标准兼容,未出现冲突,保证了一致性。标准技术内容中引用其他标准时,已明确指出所引用标准的内容或名称,增强了标准的可读性和可操作性。(3)可操作性原则标准的起草充分调研了广西区内的公路建设和养护的现状条件,征求了高校、公路管理、设计院、施工单位等领域的专家意见。编写组在此基础上进行过反复讨论和修改,以实际能操作、易于推广作为编制本规程的一条重要原则。2、标准主要内容《公路边坡技术规范》正文内容共分12章,还包括前言和附录。第1章规定了标准的范围;第2章给出了规范性引用文件;第3章为有关术语和定义;第4章为公路边坡技术的基本规定;第5章为边坡勘察技术;第6章为边坡稳定性分析与评价;第7章为坡体稳定设计;第8章为边坡坡面防护设计;第9章为公路边坡防排水设计;第10章为公路边坡施工技术;第11章为公路边坡监测技术;第12章为公路边坡养护技术。四、标准主要内容的确定依据1、术语和符号(1)第3.5条:岩石的崩解性一般用岩石二次循环耐崩解性指数来衡量其强弱。耐崩解性指数的测定方法参照GBT50266-2013《工程岩体试验方法标准》的相关规定。根据广西地方经验及相关研究文献,如王浪等著作的“泥岩耐崩解性和颗粒粒径相关性的试验研究”,就提出耐崩解性指数大于70%为弱崩解性岩石,因此,本规范将70%作为崩解性岩石的判别标准,低于该值的,为崩解性岩石。(2)第3.9、3.10条:客土喷播和厚层基材喷播都是往边坡坡面喷播一层物质,形成边坡绿化的方法。按喷播物质的不同,有以土壤为主的,有以有机物为主的。一般来说,厚层基材喷播属于客土喷播的一种。(3)第3.11、3.12条:生态袋和植生袋都属于边坡绿化的一种方法,两者最主要的区别就是植生袋是可降解的,植物种子是内置于袋内的;而生态袋是不能降解的,植物种子可以在码砌好袋子之后撒入袋内。因施工工艺和材料均不一样,施工单价也有差别,故本规范将两者都单独列出来。(3)第3.18条:帘式网是一种新型的边坡柔性防护系统,它克服了传统柔性防护系统的不足,如在拦截危岩后清理的困难、后期维护成本较大等,具有适用多种复杂地形地貌、易于清理维护、美观环保、防护能级高、性价比高等诸多优点,因此,本规范在相关条文列出了此新型柔性防护方案。2、基本规定(1)第4.1.3条:边坡工程由于所在的地形地貌复杂多样,很多勘察方法、手段都受地形条件限制而不能适用,如在基岩裸露的岩溶峰林地区,一般的钻探、物探很难开展工作,即便开展,效果也不好,达不到勘察的目的,此类地区应选用地质调绘及工程地质类比即可查明边坡工程的地质条件。因此,本条规定勘察方法的选取以“有效性、实用性”为原则。(2)第4.1.6条:由于支挡或加固措施存在施工期的稳定问题以及锚固措施可能存在松弛或失效问题,考虑到公路边坡一般用地条件不像市政工程那么严格,故本条规定对稳定性较差且高度较大的边坡工程宜采用放坡或分台阶放坡方式进行防治。(3)第4.2.2条:表2是依据GB50330-2013《建筑边坡工程技术规范》表4.1.4变化而来。原表判定条件有4个:岩体完整程度、结构面结合程度、结构面产状、直立边坡自稳能力等,考虑到岩体类别与岩石的强度关联度非常高,故本标准加入了一个“岩石类型”判别指标;而“直立边坡自稳能力”由于并非现场实测值,判定较为困难,实际意义不大,故本标准删除了这个指标;“结构面结合程度”只有好和差两档,本标准为简略起见,删除了此指标,同时在表后加注“当岩体结构面结合差或很差、且结构面贯通性也较好时,可适当降低一档”。考虑到一般边坡坡率不陡于1:0.5,故外倾角度大于65°时,可采用放坡法处治,处理较简单,边坡稳定性也较好;此外,当外倾角度小于15°时,基本可以视为水平岩层,产生顺层滑移的可能性很小,故其稳定性也较好,据此,本标准将外倾角度界限值改为65°和15°。边坡岩体类型的标识原采用罗马数字,在征求意见初稿讨论会上,专家认为与边坡安全风险类型采用的罗马数字重叠,不易区分,故改为数字标识。(4)第4.2.6条:表3是依据《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2013表3.2.1变化而来。原表的判定条件“破坏后果”对于公路工程来说,不容易判别,故本标准结合评审专家意见将这个判定条件改为“公路等级”。另外,各安全等级的边坡高度划分,一方面参照了《公路路基设计规范》JTGD30和《公路工程地质勘察规范》JTGC20的有关要求,另一方面也结合了这些年广西公路勘察设计的实践经验。3、勘察(1)第5.1.2条:路线选线勘察在地质复杂的山区是非常重要的,根据乐业至百色高速公路、钟山至昭平高速公路、昭平至蒙山高速公路、蒙山至象州高速公路等项目的勘察实践,在初步勘察之前,根据初步确定的路线方案,进行一次选线勘察,会甄别出沿线的重大不良地质和地质复杂区域,为路线选线提供基础资料,也大幅节约后期路线反复调整带来的工期和财力损耗。(2)第5.1.6条:监测是一项长期性的工作,在勘察期间就开始利用勘探孔开展监测工作,有利于分析施工开挖或填筑对边坡的影响,从而为设计方案的优化、调整提供依据,也有利于监测数据的一致性、连续性。(3)第5.2.3条:边坡工程的勘察范围不应仅限于开挖或填筑范围,应还包括边坡失稳后可能的影响区域。这点在实际工作中往往容易忽视,从而导致边坡设计或施工可能导致的考虑不周,从而影响边坡设计方案。如靖那路的大利屯滑坡,其部分原因为在勘察时,没考虑边坡开挖后,地下水位下降的区域是包括边坡上方的村屯在内的,故对村屯的地质条件没有查明,导致设计、施工忽视了这块的影响。(4)第5.2.4条:地质调绘是边坡勘察工作的基础,任何环境下的边坡工程,均应进行地质调绘工作。传统的地质调绘是测量、描绘、制图,随着电子产品及科技的发展,目前手机拍照及录像已相当普及且方便,无人机的应用也较为普遍了,因此,为提高调绘进度及质量,应鼓励采用这几种现代化手段进行工程地质调绘。(5)第5.2.8条:基岩裸露的硬质岩边坡,需要勘察查明的主要有地层分层、地层参数、结构面分布及参数等。因基岩裸露,且往往存在开挖断面、悬崖等,地层及结构面的分布情况较为明晰。故如果钻探、物探的工作条件比较困难,应舍弃这种勘探手段,采用其它手段采样或获取地层及结构面参数。因此,本条规定“基岩裸露的硬质岩边坡勘探点可以为地质观测点;边坡范围内存在大型开挖断面时也可以此为勘探点”。(6)第5.2.9条:边坡工程勘察钻孔的深度应以潜在滑动面及拟加固支挡设计为主要控制依据,而不是通常所说的以路基开挖标高为控制依据。因各钻孔所在位置的不同,潜在滑动面埋深或加固支挡结构物的尺寸也不相同,因此各孔的具体控制深度也可能不一致。(7)第5.2.10条:本条主要参考《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2013第4.2.10条,但考虑到公路路堑边坡挖方土石大部分需要利用为路堤填料,故增加土石填筑性能试验要求。(8)第5.2.12条:填方边坡的稳定性时勘察内容的一个方面,路堤填料的勘察是勘察内容的另一个方面,因此,本条规定高填路堤还要进行料场勘察。当然,料场勘察可以与路堑边坡及其它料场勘察合并进行。(9)第5.3.1条:在工程实践中,确定岩体抗剪强度指标的方法很多,主要有现场试验、室内试验、反演分析、工程地质类比、经验折减以及采用岩体力学分类法进行折算等。一般说来,现场试验方法取得岩体的抗剪强度指标是直观的,也比较可靠,但现场试验费用高、周期长,难度较大,并非所有的工程都有条件进行;岩块的试验相对简单易行,费用较低,但是岩块的试验结果不一定能很好地代表岩体的实际情况。因此本规范考虑到本行业的实际情况对各安全等级的边坡分别作了规定。反演分析及工程地质类比法在岩土体参数取值上还是具有很重要的作用的,因为岩土体的不均匀性和离散型,无论是现场试验或室内试验,试验成果均只能代表试验点的岩土体。利用已有的自然结果,反演或类比,得出整个边坡比较均衡的参数平均值,再利用这个平均值来计算开挖或支护后的边坡的稳定性,就基本能正确反映边坡的真实状态。(10)第5.4.3条:公路工程边坡工程地质勘察报告的内容与其它行业的主要区别在于,公路边坡的挖方土石一般需要用来作为路堤的填料,因此在勘察报告中要专门对土石的填筑性能进行评价,主要是评价液塑限、膨胀性及CBR值等;另外,为计算造价及确定施工开挖方案,还需按《公路工程地质勘察规范》JTGC20的要求评价挖方的土石比例。(11)第5.4.4条:公路边坡的工程地质剖面图需每条勘探线都要绘制,且剖面线宜为直线,这样方便按剖面计算稳定性。因为岩层的结构面对边坡的稳定性一般起控制作用,故剖面图上的倾角需要按视倾角绘制,以方便定性判断边坡的稳定性。(12)第5.4.7条:鉴于以往很多边坡的勘察报告提供的岩土参数,经反演计算,稳定系数在0.8以下,有的甚至只有0.3。究其原因,有的是取样样本太少,有的是取样位置不具备代表性,有的是试样在保管或运输途中遭到扰动等等,岩土参数的取值过于依赖岩土试验成果而又未对试验成果进行分析。因此,为了岩土体岩土参数的严谨性,在调研和征求意见时,很多专家认为报告中推荐的岩土参数需要进行反演验证。4、边坡稳定性分析与评价(1)第6.1.6条:定性分析方法是边坡稳定性分析的常用方法,主要有工程地质类比法、图解分析法等。应依据边坡的类型和所收集的资料来综合判别选取哪一种方法。(2)第6.1.11条:因为边坡稳定性分析和计算技术比较成熟,相关国标、行标规定的也比较清楚,故本规范不再重新列出。但由于安全系数与计算方法是密切相关的,国标与行标在计算方法上是有区别的,安全系数取值也有差别,为了使用的统一性,本规范规定,确定好破坏模式后,按照JTGC20及JTGD30规定的方法进行分析和计算就可以了。(3)第6.1.14、6.1.15条:广西大部分地区属于低地震烈度带,仅有极少数地区位于Ⅶ区。根据以往经验,非Ⅶ区边坡稳定性计算只需进行正常工况和非正常工况Ⅰ即可,仅Ⅶ区边坡需要增加非正常工况Ⅱ计算。(4)第6.1.17条:表8是综合《公路路基设计规范》JTGD30-2015及《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2013表5.3.2的内容,结合广西多年来的工程经验而得出的,为方便以后使用及使用的统一性,安全系数数值主要采用JTGD30的。当采用表中以外的其它分析方法时,其采用的安全系数应根据所采用的方法另行研究确定。(5)第6.1.18条:在勘察报告中,常见定性分析为存在外倾结构面,为不稳定边坡,而在定量计算中,计算结果显示边坡为稳定的。报告对这两者的结论存在矛盾也不进行分析,而是直接以定量计算为依据,提出防治建议。事实上,因为定量分析侧重于宏观判断,依据的条件比较客观,而定量计算存在边界条件、初始条件、岩土参数等等诸多假设,这些假设对计算结果都是影响非常大的,因此本条规定,定性、定量分析结果应该统一,如果不一致,应分析、核查各种的初始条件,重新分析。(8)第6.2.1条:所有适合于用土质边坡的分析、计算方法的边坡类型都归属于土质边坡,如强风化岩,因为裂隙发育,类似碎石土状,破坏模式也常见为平面型或圆弧型,故此类边坡也归属于土质边坡。(9)第6.3.1条:软质岩边坡是相对于硬质岩边坡来说的,宏观的来说,软质岩边坡受水的影响比较大,饱水后会发生软化、崩解等从而强度降低,边坡发生滑动破坏时,可能会部分切断岩层。而硬质岩则不同,硬质岩一般不怕水,岩体强度较为稳定,边坡发生滑动破坏时,一般都是沿着结构面发生滑动破坏,很少有直接剪切岩层的。因此,基于这个判断,以岩石饱和抗压强度15MPa为判别标准,低于此值的属软质岩边坡,高于此值的,属硬质岩边坡。(10)第6.3.2、6.3.3条:总结近几十年来广西公路边坡破坏的经验,表明:软质岩边坡的破坏一般还是沿结构面破坏为主。由于结构面的具体分布及结构面本身的强度参数很难获取。因此,定量计算结构面的破坏困难很大;但定性分析结构面对边坡稳定的影响却较为容易且准确性也较高。故本条规定软质岩边坡的稳定性分析以定性分析为主,有条件时,可以采用定量分析进行计算。(11)第6.4.1条:与第6.3.1条类似。常见的灰岩边坡、砂岩边坡和花岗岩边坡等,均属硬质岩边坡。(12)第6.5.1条:当组成边坡的地层所占比例超出一定限度后,该地层自身发生破坏的可能性就比较大了,该地层对其它地层的影响也比较大。因此,结合广西的公路边坡实践,规定“组成边坡的地层中,土质及类土质、岩质两部分所占比例都大于30%的边坡,应按混合边坡来分析。”(13)第6.6.1条:特殊岩土边坡由于岩土性质的特殊性,其破坏模式及机理也有别于其它地层边坡。如膨胀土边坡由于浸水软化、膨胀,在土体内产生膨胀力,从而可能导致边坡失稳等等。因此,本条规定这些特殊性岩土边坡在分析时,应格外考虑其岩土性质的特殊性。5、坡体稳定设计(1)第7.1.4条:坡体加固与支挡方案的确定原则应首先是安全性,即方案能保证边坡稳定及施工安全,只有在安全的前提下才能考虑其它如舒适、生态、经济等方面的要求。(2)第7.1.5条:根据工程实践和理论分析,边坡坡脚处为应力集中点,此处如果强度不足,常常率先发生破坏,进而导致整个边坡失稳,因此“固坡脚”是边坡防治的第一要务。边坡中部是边坡受力最大的部位,充分发挥中部的抗滑作用对边坡稳定而言非常关键,因此“强坡腰”也就成为了边坡加固与支挡的主要方向。广西地区多雨、日照也很强,边坡坡面容易受冲刷或崩解破坏,因此,需加强坡面的防护。(3)第7.1.8条:由于采用有限元强度折减法进行滑坡的稳定分析主要关心的是力和强度问题,而不是位移和变形问题,因而对于岩土体的弹塑性模型的选择不必十分严格,可选用理想弹塑性模型,但必须选择合适的屈服准则(或强度准则),通常采用的是Drucker-Prager准则和摩尔-库仑准则。有限元强度折减法在理论体系上比极限平衡法更为严格,它全面满足了静力许可、应变相容,以及土体的非线性应力-应变关系,与传统极限平衡法相比,具有下列优点:1)求解稳定系数时,不需要假定滑动面的形状和位置,也无需进行条分,而是由程序自动求出滑动面,滑动面破坏自然地发生在岩土体剪切带上,或塑性应变和位移突变的地方。2)能够模拟土体与各种支挡结构的共同作用,能够考虑开挖施工过程对滑坡稳定性的影响,可以根据岩土介质与支挡结构的共同作用计算各种支挡结构的内力。3)可求出各种支挡结构作用下,滑坡的新滑面与稳定安全系数。4)能够对具有复杂地貌、地质的滑坡进行计算。5)能够模拟滑坡的渐进破坏过程,并提供应力、应变和位移等力与变形的全部信息。关于有限元强度折减法中极限平衡状态的判定问题,通常有三种方法:塑性区贯通判定法、计算不收敛判定法、关键点位移突变判定法,目前这三种方法各有利弊,判定结果并不完全一致,且在实际工程中都有应用,到底应该采用什么样的判定方法,学术界并没有定论。为了获取更符合实际的边坡在极限平衡状态下的塑性区形态,同时也为了准确定义边坡极限状态,据《求解安全系数的有限元法》等文献建议:在强度折减过程中调整泊松比v,使其满足不等式:sinφ(4)第7.2.4条:填筑路堤与原场地地基斜坡接触面粗糙度是影响高填方边坡稳定性的重要因素,当接触面光滑或软弱时,可能在填筑路堤与原场地地基斜坡接触面(带)上形成潜在滑动面,降低高填方地基稳定性。相反,根据工程经验当受场地地形、填料等限制,不能通过放坡满足边坡稳定要求时,提高原场地地基承载力,增设不小于2:4抗滑平台,使接触面足够粗糙,可极大地增大填筑地基稳定性,当在完整基岩上进行填筑时,填料与原场地地基接触界面处理良好,对于石灰岩碎石填筑的边坡,其安全系数的计算可以不考虑原场地地基坡度的影响。而对于碎屑岩风化料,斜坡上填筑的稳定性要好于平地上进行填筑。采用有限元等模拟倾斜地基上高填方的塑性分布区,在未挖台阶时塑性区几乎分布在整个软弱层;挖台阶时,软弱层中塑性区主要分布在填筑地基与台阶接触面;研究同时也表明支挡结构设置在边坡中部比设置在坡脚效果明显。工程实践中增大接触面粗糙度手段主要有开挖台阶、刻槽、设置阻滑键等。反压护道的目的是增加抗力以提高边坡的稳定性。对于被保护边坡,根据与之相关建筑物或构筑物的关系,有的不允许边坡产生滑移变形,有的则允许有小的变形。选择与边坡体材料性能相同的反压材料,是保证两者变形一致的最基本方法。对于岩质边坡,当潜在滑体或坡内有穿过滑动面的、且有不允许产生剪切变形的建筑物(地下洞室等)或其他对变形限制严格的设施(如灌浆帷幕和排水幕等)时,反压体对边坡体的抗力采用主动土压力,是比较安全可靠的选择。(5)第7.2.5条:反压护道是在坡脚设置一条反压体,一方面相当于放缓了坡率,从而增强了边坡整体稳定性;另一方面,对原边坡坡脚进行了加强,起到固脚的作用。但是,反压护道的设置一方面占用土地较多,另一方面,要保证反压体自身的稳定。因此,选用反压护道方案时需要满足征地和填料来源两个条件。(6)第7.2.6条:软质岩边坡由于开挖后与加固措施完成前有一段裸露的无防护时间,为保证这段时间临时边坡的稳定性,要求软质岩边坡坡率不宜设计太陡。硬质岩边坡在无外倾结构面时,即便垂直放坡也能保持边坡稳定。但是,边坡陡峭对行车的舒适性和行车视距是有一定的影响的,特别是在弯道路段,即便是直线路段,陡立的边坡下宜留出足够宽的碎落台,以保证行车的舒适性。(7)第7.3.2条:软质岩边坡因为对干湿循环比较敏感,裸露时间太久,坡面岩体容易软化崩解,从而影响边坡的稳定性。因此,设计方案要考虑可能的施工时机和施工工序,同时要求施工时按设计的时机和工序进行施工。(8)第7.3.3条:当顺层边坡的岩层倾角较小,如处于15°~25°时,由于按岩层倾角来放缓边坡可能导致征地过多、开挖量很大等,故坡率法不适用。此时就可能出现边坡坡角大于岩层倾角的情况,就可能形成切脚现象,对边坡的稳定性是极为不利的。对这类边坡,在设计时应采取预加固的方案,先加固顺层岩体,然后再开挖边坡,以保证边坡施工期的稳定性。(9)第7.3.4条:广西以往的工程实践表明,由于边坡开挖卸荷造成应力松弛及回弹变形而造成边坡开裂、失稳的不在少数。如柳州北环K20+000右侧边坡、隆百路K16+200右侧边坡、三柳路K143+400右侧边坡等等。因此,本条规定在路线横切山脊时,应特别注意这个问题。(10)第7.3.6条:以往的格构梁设计、施工时,都没有将格构梁深入到地面下,在坡脚处实际上是悬空的,致使整个格构梁都是靠锚杆或锚索挂在坡面上,导致锚杆(索)的锚头处承受很大的剪力或弯矩。为此,近几年我们对此进行了改进,在坡脚处将竖梁设置了一个弯头深入地面下,或者直接在坡脚设计一道矮墙与格构梁相接,取得了较好的效果。(11)第7.3.7条:鉴于目前浆砌片石普遍存在质量不高的情况,业主、施工方、政府监管部门都屡次反馈挡土墙少用浆砌片石。因此,本条规定“边坡安全等级为一、二级的挡土墙墙身材料宜采用强度等级不低于C15的片石混凝土或混凝土”。另外,坡脚矮墙或挡土墙与边沟相距很近,边沟的开挖对边坡及挡土墙的稳定都是有比较大的影响,造成边坡失稳的案例也很多,如桂三路K29+600右侧边坡、三柳路K142+200左侧边坡等。同时为便于施工,减少重复开挖,故本条规定坡脚挡土墙宜与路基边沟协同设计,统一考虑。(12)第7.3.8条:理论上,矩形抗滑桩的受力状态要优于圆形桩,性价比也要比圆形桩好。但是矩形抗滑桩常常为人工挖孔桩,而在正在变形的边坡上进行人工挖孔桩是非常不安全的,广西住建厅通过“桂建管[2014]87号”文明确“严格限制人工挖孔桩使用范围”。另外,由于圆形桩可以采用机械成孔,成孔进度也明显优于人工挖孔桩。综上,本条规定“用于滑坡处治的抗滑桩宜用矩形截面桩,用于边坡支挡的抗滑桩可采用圆形截面桩”、“正处于滑动变形的边坡不得采用人工挖孔桩”。(13)第7.4.3条:硬质岩边坡因为坡面岩体较完整、强度又较高时,坡体的整体性较好,岩体本身可以充当格构梁的作用,故可以视条件取消或部分取消格构梁。(14)第7.4.4条:硬质岩边坡的抗滑桩桩孔的清洗往往比较干净,而硬质岩本身强度较高、变形较小,故对抗滑桩而言,桩底发生位移的可能性很小,因此可以认为是铰支;特别地,当岩层非常完好而成桩质量也较好时,是可以认为是固定端的。(15)第7.4.5条:锚筋桩作为一种微型桩,从上世纪80年代就开始在我国水利、水电部门应用了,但在广西的公路部门应用很少。作为一种新技术,这几年在阳平路、钟昭路、河百路等项目上对此类桩进行了研究和尝试,取得了较好的效果。在总结已施工的锚筋桩的经验教训的基础上,本条列出了锚筋桩设计的一般方法及规定。据钟昭路的经验,锚筋桩桩前岩土层受锚筋桩推力作用,若宽度较小,特别是在顺层时,容易发生变形破坏;保护层宽度大于3m的路段,均没有发生破坏。6、坡面防护设计(1)第8.1.2条:边坡坡面防护的作用一方面是防止坡面岩土体被风化软化或冲刷破坏,另一方面是美化边坡,提高行车的舒适感。为此,坡面防护方案在满足坡面岩土体防护的前提下,尽量多考虑公路景观的需求,即多采用生物防护方案。(2)第8.3.2条:锚杆挂网喷射混凝土具有技术成熟、施工方便、经济可靠等优点,在广西公路早期的边坡防护上曾大量使用,但是随着对公路景观要求的提高,这种边坡防护方案也逐渐被限制使用。但由于其防护效果较好,适用范围广泛,因此还是有很多公路边坡在采用这种技术。为了改善景观效果,可在喷射混凝土的基础上,在坡面绘制图案、改变表层混凝土的颜色或在表面植藤、设种植槽等等。(3)第8.3.4条:近些年来,广西公路边坡上大量使用主动网、被动网这类柔性防护系统。由于主动网和被动网存在的防护能级较低、后期维护困难等缺陷,目前在高铁及国外,大量采用帘式网这类新型柔性防护系统。帘式网具有1)适用性广,可在多种复杂地形地貌条件下安装、工作;2)产品寿命高达60年,性价比高;3)利于边坡植被生长,美观环保;4)具有强韧性,防护能级高;5)易于清理维护,避免发生二次危害;6)同时具备传统主动网、被动网的功能,防护效果更全面等诸多优点,因此,本规范首次提出在广西公路边坡推广使用。(4)第8.4.3条:广西公路上曾在岑水路、灌凤路、河百路等项目的边坡上采用了喷射植被混凝土技术,经过这些年的观察,采用此技术防护的边坡稳定性较好,植被一直保持较好的绿化效果。喷射植被混凝土是一种新型的岩质边坡防护和绿化技术,它具有一定的强度和整体性能(能抵御110mm/h的强暴雨冲刷而不产生龟裂),又是良好的植物生长基材,能够达到边坡浅层防护、修复坡面营养基质、营造植被生长环境、促进植被良好生长的多重功效。是三峡大学的专利技术。由于其同时具有边坡防护和园林绿化两大功能,故本规范建议推广使用,涉及的专利技术请跟三峡大学协商。(5)第8.4.4条:柔性支护结构是曾获国家科技进步一等奖的“膨胀土地区公路修建成套技术”课题提出来的,用于膨胀土边坡防护的一种技术,近些年来,广西在南友路、南宁外环公路、隆百路等项目上推广使用,取得了较好的效果。根据其技术原理,本条提出其适用范围为“已发生滑塌的或新开挖的膨胀性、崩解性岩土边坡”。7、防排水设计(1)第9.3条:防排水措施对边坡稳定性的影响是显而易见的,如设置排水盲沟、排水隧洞、支撑渗沟等,都可迅速疏干边坡坡体内的地下水,从而提高边坡岩土体的强度。但是,由于防排水措施对边坡的稳定性影响目前尚不可量化,也存在一些不确定性因素,因此,目前只能将其作为一种安全储备,而不宜在设计时就考虑其影响。(17)第9.4条:由于硬质岩边坡对水的敏感性相对较弱,因此在地表排水设施实施困难的路段,可以取消或简化。(18)第9.12条:加深边沟一般深达2m以上,由于施工时往往采取陡坡开挖,从而形成2m多高的临空面。在本身稳定性欠佳的顺层边坡、特殊岩土边坡、古滑坡等路段,这么高的临空面往往直接导致边坡整体失稳,如钟昭路K18+500左侧边坡。另一方面,加深边沟在有些路段是可以通过其它措施避免的,如改变排水方向或采取其它排水措施等,如河百路K34+400段,原设计在两侧高边坡下设置一道加深加宽边沟,以排除来自平坎隧道内及隧道仰坡以上的地表水,由于两侧边坡本身已经很高,且属泥质砂岩类软质岩边坡,加深加宽边沟的存在一方面削弱了坡脚,另一方面如若边沟漏水软化坡脚岩土体,对边坡的稳定性则是致命的。因此经协商并研究,最终将加深加宽的边沟改至两幅道路的中央隔离带,既避免的坡脚大开挖给边坡稳定带来的风险,又消除了边沟可能的漏水给边坡稳定带来的风险,也大幅降低了工程造价。8、施工(1)第10.1.5条:边坡开挖前应先做好排水,防止开挖的临时边坡失稳而带来不必要的损失。(2)第10.1.7条:在以往的公路项目中,往往能看到预应力锚索施工完后没及时张拉的情况。与普通锚杆不同,预应力锚索在没有张拉时,是对边坡稳定没有任何作用的。因此,本条强调施加预应力的及时性。(3)第10.1.9、10.1.10条:安全等级为一级的边坡及其它一些重要边坡,应将信息化施工法的基本原则贯穿于施工组织设计和现场施工的全过程,使监控网、信息反馈系统与动态设计和施工活动有机结合在一起,不断将现场工程地质与水文地质等变化情况反馈到设计和施工单位,以调整设计与施工参数,指导设计与施工。信息化施工法可根据其特殊情况或设计要求,将监控网的监测范围延伸至相邻建(构)筑物或周边环境,以便对边坡工程的整体或局部稳定作出准确判断,必要时采取应急措施,保障施工质量和顺利施工。9、养护(1)第12.1.3条:边坡安全风险类型主要影响因素有边坡高度、岩性、结构构造、地下水、设计施工资料、周边环境等,可以参照交通运输部“高速公路路堑高边坡工程施工安全风险评估指南”的评估方法进行评估。(2)第12.1.4条:风险分类中的IV类边坡,可能存在较大的安全隐患,因此应尽快进行专项整治,降低其风险。(3)第12.2.1条:日常巡查除了巡查边坡稳定的相关事项外,还应及时发现植被倾斜、枯枝烂头、有害生物发生发展状况、植物生长情况、杂草、妨碍景观的堆积物、漂浮物等以及各类突发情况等,日常巡查应车行巡查和步行巡查相结合,辅以摄

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