路基边坡和地基要求

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路基边坡和地基要求一、边坡形状类型（分直线、折线和台阶形三种）（1）直线形——最常用，施工简单，高度大时，显得不经济。（2）折线形——上陡下缓，符合受力条件。（3）台阶形——适合高路堤，设置1~3m的护坡道，外倾2~5%的坡度，可防水流冲刷、拦截上方来水、提供维修通道、增加稳定性。填方边坡——直线形、折线形、台阶形挖方边坡——直线形、折线形、台阶形二、边坡坡度1.填方边坡坡度与填料种类、边坡高度、水文和基底工程地质条件相关（1）地基良好时，按表5-4确定。边坡高度超过时，应进行路基稳定性验算。（2）浸水路堤部分，除考虑土体自重、行车荷载外，考虑水的浮力、动水压力，应通过稳定性验算确定。一般，设计水位以下，1：1.75~1：2；在常水位以下，1：2~1：3。地震区，考虑路基边坡抗震稳定性验算。2.挖方边坡确定：根据边坡高度、土的密实程度和成因类型及生成时代、岩石种类（岩性）和风化破碎程度、地质构造、水文地质、排水条件。设计方法——工程地质类比法（经验法）——与当地具有相同地质条件而处于极限稳定状态的自然山坡和稳定的已成人工挖坡，来确定路堑边坡的形状与坡度。一般按表5-6确定。 三、地基要求要求：足够强度（承载力）、低压缩性软土：近代沉积的高含水量和大孔隙的粘土、砂土、有机质土或泥炭等（沿海、滨湖、江河三角洲）。路堤设计时需考虑三个问题：（1）地基的承载力不足引起路堤失稳；（2）高压缩性土的路堤沉降（沉降量和沉降速率），影响道路的功能；（3）为提高路堤稳定性或减少沉降量或加速固结，须采取的加固措施。1.极限高度（1）定义：在天然的软土地基上，基底不作特殊加固处理，用快速施工方法（即不控制填筑速率）建造一般断面的路堤所能达到的最大高度，称极限高度。
当路堤的设计高度超过极限高度时，路堤或地基必须采取加固或处理措施，以保证路堤的安全填筑和正常使用。（2）影响因素：地基特性（软土性质、成层情况、硬壳的厚度和性质）、填料性质（3）计算。一般软土地区路堤极限高度，通常在3~5m左右。由于极限高度仅为设计施工时提供参考数据，通常近似假设内摩擦角为φ=0，按下列公式进行估算。①对于均质薄层软土地基： （5-1）Ns——稳定因子，与β和ηd有关，采用试算法：假设路堤高H，计算ηd、Ns，再计算极限高度Hc，若算得的Hc与假定的H相符即可，否则需重新假设H值，再进行计算。例题：某地基，软弱粘土层d=3m，c=16kPa，β=1：1.5，r=18KN/m3，求路堤的极限高度。                        解：假设路堤高H=6m，[size=+2]41’，查图5-14，得Ns=6.0，按5-1计算：（m）< 6（m）再设H=5.3，查图得Ns=5.95，故（m）（m）所以，路堤的极限高度Hc=5.3m。②对于均质厚层软土地基（ηd>4.0）：由于填土的容重r一般在17.5~19.5KN/m3，所以可近似取Hc=0.3c。③有硬壳层的软土地基：硬壳层——覆盖在软土层上强度相对较高的表土层，当其厚度D大于1.5m时，才有利用价值。作用——可提高地基极限承载力并具有扩散应力作用。在前期具有减小沉降作用，但随着填土高度增加，这种作用减小。④对于非均质软土地基：用圆弧条分法计算确定。2.地基沉降软土地基上路堤沉降计算目的：（1）预估路堤在施工期间和工后由于地基沉降而增加的土方量，以及路堤底宽、顶宽和边坡变化情况；（2）推算沉降量和时间的关系，作为地基加固的依据；（3）预估工后沉降量，合理确定预压期和基层、面层施工时间。最终沉降S——地基从开始加荷到下沉稳定为止的总沉降量软土地基在荷载作用下沉降变形的主要部分为主固结沉降，此外还包括瞬时沉降与次固结沉降，计算公式为：式中：Ss——次固结沉降；Sd——瞬时沉降；Sc——主固结沉降。①次固结沉降——当土中超静水压力基本消散，土固结结束后，地基随时间的增长而产生的沉降。通常较小，且历时很长，一般不予考虑。②瞬时沉降——指在加荷瞬间，土中孔隙水来不及排出，孔隙体积没有变化即土不产生体积变化，但荷载使土产生剪切变形。对于严格的土体一维变形情况，瞬时变形很小。③主固结沉降路堤总沉降中，主固结沉降占主导地位，采用一维应力状态下分层总和法计算，（按e—p曲线）。由于瞬时沉降和次固结沉降的计算方法和理论尚不成熟，国内最常用的方法是经验法，即将一维沉降计算结果乘以一个经验的修正系数，主要用以考虑地基剪切变形及其他影响因素。即总沉降为：ms——沉降修正系数，变化范围一般在1.1~1.7。●施工结束时平均固结度——在路堤填筑阶段产生的固结沉降所占的比例。●施工期间的沉降St=KBS，KB——经验系数●因沉降引起土方增加计算                        ●工后沉降——道路竣工后路面设计使用年限内发生（残余）的沉降量，称为工后沉降（或剩余沉降），而两处不一致的工后沉降差称为差异沉降。由于工后差异沉降会引起路面结构的破坏，对道路的运营质量会带来不良影响，特别在桥梁、涵洞等结构物处会产生不均匀沉降而形成明显的台阶，因此高等级道路应严格控制工后沉降量。容许工后沉降量见表5-10。四、基底处理为保证路堤堤身稳固，应对路堤基底进行处理。                           
（1） 基底土密实稳定、坡度缓于1：1.5，路堤直接填筑在天然地面上。
（2） 基底为耕地或较松的土时，应进行压实。
（3） 路线经过水田、池塘或洼地时，采取排水疏干、清淤换填、晾晒或掺灰等措施，并经碾压密实再填筑路堤。
（4） 地面坡度陡于1：5的稳定斜坡时，基底应挖成台阶。