填方清表台阶是否需要考虑抗滑能力*
填方清表台阶是否需要考虑抗滑能力*
CYGYY2019
博士,教高,注册岩土工程师,中国岩石力学与工程学会地基与工程结构分会副理事长和滑坡与工程边坡分会理事,深部国重实验室顾问委员,中国土木工程学会非饱和土与特殊土常务委员和交通岩土工程委员,国际工程地质协会会员,中国国家公路建设项目评标专家。
1、往往需要在清除地表土层后,是需要在原斜坡上设置台阶?
2、在基岩上设置台阶后,在稳定性计算中是否需要考虑开挖台阶对坡体稳定性的影响因素呢? 有些专家认为须考虑台阶对坡体稳定性的贡献因素,并建议潜在滑面的抗剪参数应提高1.1倍进行考虑。
3、如果考虑,根据台阶进行条块划分后的下滑力往往多为负值。如果不考虑, 根据台阶进行条 块划分后的下滑力往往多为正值 。这两者之间差异较大,这是什么原因?
以上问题,回复如下:
1、众所周知,在填方工程进行前,需对原地表的松散土体进行清理,尤其是较陡斜坡上进行填方时,往往还需对斜坡进行台阶开挖。在工程实践中,一般地段的地表清理的厚度多为0.3m左右(软基等特殊地层需要单独考虑)。而在较陡斜坡上,往往需结合斜坡的形态在进行常规清表后,需进行不同程度的台阶开挖,这样可有效提高斜坡与填方体之间的咬合作用,从而不同程度的提高坡体的稳定性。也就是说,进行清表和台阶开挖的目的只有一个,就是增加填方体与原地面之间的接触摩擦,从而有效提高填方体的稳定性。
考虑到设置的必要性, 填方前的斜坡台阶开挖多在陡坡填方上进行,即斜坡的坡度较陡对上部的填方体稳定性具有较大影响时方才采用。换句话说,平缓斜坡就没有必要设置台阶而只需清表填方即可。故一般情况下,台阶的开挖多见于斜坡的坡度陡于1:5时多需要考虑台阶的开挖设置。
考虑到 现场的可实施性,台阶开挖的高度一般情况不大于1.5m,并往往设置成外倾式台阶。这样施作的目的是 内倾式台阶与外倾式相比对咬合力的提高相差不大,反面可能在降雨时 设置的内倾式台阶容易积水不利于后期填方体的安全。
2、在基岩上设置台阶后,虽然可在一定程度上提高填方体的稳定性,但提高多少需结合台阶的开挖规格和岩体与填料特征等共同确定。也就是说,如果开挖的台阶较为宽大,就可在计算时考虑其对填方稳定性的提高效果。而如果开挖的台阶较小,就可能在填方体变形时会“越顶”台阶而失稳,这时就不易考虑台阶对填方稳定性的实际影响,而多将其作为安全储备不予考虑。尤其是在土质斜坡上开挖宽度较小的台阶或即使台阶开挖较宽而土体性质软弱时,就存在台阶在坡体变形时被剪坏而对稳定性贡献很小的可能,故在工程实际计算时也多不考虑而将其作为安全储备。
至于较宽台阶开挖后能对填方体的稳定性有多大提高,这需要结合具体的台阶特征、岩土体性质和填方性质和特征等确定,而不宜根据经验取所谓的参数提高1.1倍考虑。
3、在较陡斜坡进行填方体稳定性计算时,往往需采用沿原地面的折线形滑面法与圆弧搜索法两种计算模式进行,并取两者的最不利作为填方体的稳定度计算结论。
如果最不利模型为依据原地面的折线法,出现 根据台阶进行条块划分后的下滑力计算后为负值,在不考虑台阶后的下滑力为正值的情况,这只能说明台阶的开挖的宽度较大,直接影响了潜在滑面的接触摩擦。因此,据实计算得出稳定性结论即可,这与是否依据台阶划分条块是没有关系的。
综上,开挖台阶的形态,以及是否需要考虑其对稳定性的影响,都需依据具体的工点的地质条件、填料性质和指标等进行核查,且不可“一刀切”式的全部否定或过高“估计”,毕竟岩土工程虽然“粗犷”但并不失严谨的科学本质,虽然经验很重要,但却不能脱离岩土理论的基本框架。
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