5章 路基边坡稳定性分析

5 5 路基边坡稳定性分析路基边坡稳定性分析u 路基边坡滑坍是公路上常见的一种破坏现象，铁路、路基边坡滑坍是公路上常见的一种破坏现象，铁路、港口、水坝、河堤等构筑物也时常发生边坡滑坍（崩塌、坍港口、水坝、河堤等构筑物也时常发生边坡滑坍（崩塌、坍塌、滑坡、滑移或沉落等失稳现象统称为滑坍）塌、滑坡、滑移或沉落等失稳现象统称为滑坍）u因此，对于较高的路堑和路堤（尤以浸水情况下的桥因此，对于较高的路堑和路堤（尤以浸水情况下的桥头引道或沙滩路堤）要作稳定性验算头引道或沙滩路堤）要作稳定性验算u5.1 边坡的剪切破坏边坡的剪切破坏u根据土力学原理，路基边坡滑坍是由于边坡土体的剪根据土力学原理，路基边坡滑坍是由于边坡土体的剪应力超过其抗剪强度所产生的剪切破坏因此，凡是应力超过其抗剪强度所产生的剪切破坏因此，凡是使土体剪应力增加或抗剪强度降低的因素都可引起边使土体剪应力增加或抗剪强度降低的因素都可引起边坡滑坍u路基滑动面多为上陡路基滑动面多为上陡(70-80(70-80度度)下缓下缓(40-60(40-60度度)的折线u促使路基变形产生滑坍破坏的因素很多，主要有以下促使路基变形产生滑坍破坏的因素很多，主要有以下几个方面：几个方面：u 1 1、边坡土质、边坡土质u 土的抗剪强度首先决定于土的性质，土质不同则土的抗剪强度首先决定于土的性质，土质不同则抗剪强度也不同。

对路堑边坡来说，除与土或岩石的性抗剪强度也不同对路堑边坡来说，除与土或岩石的性质有关以外，还与岩石的风化破碎程度和产状有关质有关以外，还与岩石的风化破碎程度和产状有关u 2 2、水的活动、水的活动u 水是影响边坡稳定的主要因素，边坡的破坏或多水是影响边坡稳定的主要因素，边坡的破坏或多或少地与水的活动有关，土体的含水量增加，既降低了或少地与水的活动有关，土体的含水量增加，既降低了土的抗剪强度，又增加了土内的剪应力在浸水情况下土的抗剪强度，又增加了土内的剪应力在浸水情况下还有水的浮力和水压力作用还有水的浮力和水压力作用n3、边坡的几何形状n边坡的高度、坡度等直接关系到土的稳定条件n高大、陡直的边坡，因重心高，稳定条件差，易发生滑坍n4、活载增加n 重型汽车荷载n5、地震及其它震动荷载（爆破等）5.2 5.2 边坡稳定性分析的力学验算方法边坡稳定性分析的力学验算方法u目前用于边坡稳定性分析与验算目前用于边坡稳定性分析与验算的方法，归纳起来有力学分析法的方法，归纳起来有力学分析法和工程地质法两大类和工程地质法两大类u 力学分析法采用力学平衡原理力学分析法采用力学平衡原理进行计算，根据假设破裂面（滑进行计算，根据假设破裂面（滑动面，如右图）的不同有直线法动面，如右图）的不同有直线法和圆弧法两种。

和圆弧法两种u 直线法假设破裂面为平面，适直线法假设破裂面为平面，适合于砂土、砂性土，即合于砂土、砂性土，即大，大，c c较较小的土；小的土；圆弧法假设破裂面为圆圆弧法假设破裂面为圆柱形，适合于粘性土，即柱形，适合于粘性土，即小，小，c c较大的土较大的土边坡稳定性力学分析法边坡稳定性力学分析法力学分析法力学分析法n基本方法：基本方法：分析失稳滑坡体沿滑动面上的下滑分析失稳滑坡体沿滑动面上的下滑力力T与抗滑力与抗滑力F，按静力平衡原理，取两者之比，按静力平衡原理，取两者之比值为稳定系数值为稳定系数K，即：，即：n K=F/TnK=1，边坡处于极限平衡状态；，边坡处于极限平衡状态；nK1，边坡稳定边坡稳定n路基边坡稳定性分析的界限值：工程上规定采路基边坡稳定性分析的界限值：工程上规定采用用K1.20-1.251、基本假设、基本假设 u1 1）破裂面以上的不稳定土体是沿破裂面作整体滑）破裂面以上的不稳定土体是沿破裂面作整体滑动，不考虑其内部的应力不均匀分布和局部移动；动，不考虑其内部的应力不均匀分布和局部移动；u2 2）土的极限平衡状态在破裂面上达到；）土的极限平衡状态在破裂面上达到；u3 3）最危险滑动面位置通过试算来确定。

最危险滑动面位置通过试算来确定2 2、土体计算参数的确定和车辆荷载的换算、土体计算参数的确定和车辆荷载的换算1 1）土体计算参数的确定）土体计算参数的确定 对于路堑或天然土坡稳定分析需要原状土的容重(kN/m3)、内摩擦角和粘聚力c(kPa)；对填土路堤稳定分析需要压实后土的容重(kN/m3)、内摩擦角、粘聚力c(kPa)但压实情况与现场压实同如果是多层土体，在验算稳定性时，所采用的参数c、的数值，可采用加权平均法求得HhHtghtgHhccniiniinii1112 2）验算边坡的取值）验算边坡的取值 边坡稳定性验算时，对于折线形或阶梯形边坡，一般可边坡稳定性验算时，对于折线形或阶梯形边坡，一般可取平均值，或取坡脚点和坡顶点的连线取平均值，或取坡脚点和坡顶点的连线3 3）荷载当量高度）荷载当量高度 路基除承受自重作用外，同时承受行车荷载作用路基除承受自重作用外，同时承受行车荷载作用在边坡稳定性验算时，需要按车辆最不利情况排列，并在边坡稳定性验算时，需要按车辆最不利情况排列，并将车辆的设计荷载换算成当量土柱高（即以相等压力的土层将车辆的设计荷载换算成当量土柱高（即以相等压力的土层厚度来代替荷载），又称当量高度或换算高度，以厚度来代替荷载），又称当量高度或换算高度，以h h0 0来表示，来表示，当量高度当量高度h h0 0的计算式为：的计算式为：LBNQh 0式中：式中：h0当量高度，当量高度，mN横向分布的车辆数，即：并列车辆数，双车道横向分布的车辆数，即：并列车辆数，双车道N=2，单车道，单车道N=1Q每一车辆重量（标准车辆荷载为每一车辆重量（标准车辆荷载为550KN），），kNL前后轮最大轴距，按前后轮最大轴距，按公路工程技术标准公路工程技术标准（JTG B01-2003）规定对于标准车辆荷载为）规定对于标准车辆荷载为12.8m 路基填料的容重，路基填料的容重，kN/m3B荷载横向分布宽度，荷载横向分布宽度，mBNb+(N-1)m+d 其中：其中：b后轮轮距，取后轮轮距，取1.8md轮胎着地宽度，取轮胎着地宽度，取0.6mm相邻两辆车后轮的中心间距，取相邻两辆车后轮的中心间距，取1.3m关于荷载分布宽度，可以分布在行车道范围，实际情况亦可关于荷载分布宽度，可以分布在行车道范围，实际情况亦可认为路肩有可能停放车辆（最不利的情况），则分布在整修路基宽度认为路肩有可能停放车辆（最不利的情况），则分布在整修路基宽度（包括路面、路肩的宽度）。

包括路面、路肩的宽度）LBNQh 03 3、直线滑动面、直线滑动面(Slip Surface)(Slip Surface)的验算法的验算法 u1 1）填方边坡（试算法）填方边坡（试算法）u 如下图，土楔体沿破裂面如下图，土楔体沿破裂面ADAD滑动，滑动，Q=GQ=Gu 下滑力：下滑力：T TGsin Gsin u 抗滑力：抗滑力：F=CLF=CLNf=CLNf=CLN tgN tgCLCLGcostg Gcostg u 式中：式中：G G土楔体重，包括换算成土柱高的车辆土楔体重，包括换算成土柱高的车辆荷载，荷载，kNkNu破裂面对于水平面的倾斜角破裂面对于水平面的倾斜角u土体内摩阻角土体内摩阻角u边坡坡度角边坡坡度角uC C边坡单位长度粘聚力边坡单位长度粘聚力uL L破裂面的长度破裂面的长度uf f摩擦系数，摩擦系数，f=tgf=tgu其中，其中，c c、值均须通过试验确定值均须通过试验确定u 为使土楔体稳定，在破裂面上需有一定的安全为使土楔体稳定，在破裂面上需有一定的安全系数系数k k：sincosFGCLtgGTk通过坡脚点通过坡脚点A A，可有任意个滑动面，滑动面的位置，可有任意个滑动面，滑动面的位置不同，不同，k k值亦不同，边坡稳定与否的判断依据，应值亦不同，边坡稳定与否的判断依据，应是稳定系数的最小值是稳定系数的最小值kmin,kmin,相应的最危险滑动面的相应的最危险滑动面的倾角为倾角为00。

b b图）图）（2 2）影响压实的因素）影响压实的因素 上式表明：上式表明：k值是值是值的函数，为此可选择值的函数，为此可选择35个滑动面，个滑动面，计算并绘制计算并绘制k与与的关系曲线，如的关系曲线，如c图，即可确定图，即可确定kmin及及其相应其相应0，不言而喻，当，不言而喻，当kmin值符合规定，路基边坡为值符合规定，路基边坡为稳定，否则，路基断面另行设计与验算，直到符合要求稳定，否则，路基断面另行设计与验算，直到符合要求为止若若k=1k=1时，极限平衡态时，极限平衡态k1k1时，稳定态时，稳定态k1k1时，不稳态时，不稳态 考虑到滑动面的近似假定，考虑到滑动面的近似假定，c c、土工试验局限性及气候土工试验局限性及气候环境因素，为保证边坡稳定性有足够安全储备环境因素，为保证边坡稳定性有足够安全储备kmin1.20-kmin1.20-1.251.25，但，但kminkmin不宜过大，以免造成工程不经济不宜过大，以免造成工程不经济2）不纯净的均质砂类土）不纯净的均质砂类土路堑边坡路堑边坡（解析法）（解析法）n对于均质砂、砾类土的路堑，边坡稳定性验对于均质砂、砾类土的路堑，边坡稳定性验算是通过求临界角算是通过求临界角来确定承受最大应力的最危来确定承受最大应力的最危险破裂面。

险破裂面P107）n路堑边坡，如下图无车载（坡顶），其重量路堑边坡，如下图无车载（坡顶），其重量Q容易求得，故可求其稳定时临界角容易求得，故可求其稳定时临界角，其稳定，其稳定系数系数k为（令为（令a0=2c/h，f=tg）：）：)()(sincos00ctgactgafGCLtgGTFk0)(csccsc)(2020aafddk要求要求k k最小时，此时破裂面倾角为最小时，此时破裂面倾角为00值值例题例题1 1：某挖方边坡，已知：某挖方边坡，已知c=14.7KPac=14.7KPa、=25=25、=17.64KN/m3=17.64KN/m3，H=6.0mH=6.0m现拟采用现拟采用1 1：0.50.5的边坡，试的边坡，试验算其稳定性验算其稳定性例题例题2 2：1 1）上例数据不变，考虑到稳定系数偏高，试求允许的）上例数据不变，考虑到稳定系数偏高，试求允许的边坡度；边坡度；2 2）上例数据不变，试求允许的最大高度上例数据不变，试求允许的最大高度4 4、圆弧滑动面的验算法、圆弧滑动面的验算法 瑞典人瑞典人peeteson peeteson 在在19161916年提出条分法，年提出条分法，后经后经W.FelliniusW.Fellinius弗兰纽斯补充成为一个完善弗兰纽斯补充成为一个完善的方法，并一直沿用至今。

的方法，并一直沿用至今现以自重作用下的简单粘性土坡为例，现以自重作用下的简单粘性土坡为例，说明验算土坡稳定性的计算步骤说明验算土坡稳定性的计算步骤n6）圆心的确定）圆心的确定n用条分法验算土质边坡稳定性时，圆心位置通常用条分法验算土质边坡稳定性时，圆心位置通常在一条辅助线上，此辅助线的确定有在一条辅助线上，此辅助线的确定有4.5H法、法、36度法度法等n4.5H法步骤（考虑荷载换算土层高度法步骤（考虑荷载换算土层高度ho）：）：n由坡脚由坡脚E向下引垂线，量取路堤高向下引垂线，量取路堤高H（H=h+ho），），确定确定F点点n由由F点作水平线，量取点作水平线，量取4.5H确定确定M点点n连结边坡坡脚连结边坡坡脚E和顶点和顶点S，求得，求得SE的斜度的斜度io=1/m，查表查表5-1得得1、2值值n由由E点作与点作与SE成成1的直线，再由的直线，再由S点作与水平线成点作与水平线成2角的直线，两线相交得角的直线，两线相交得I点；点；n连接连接M和和I两点，两点，MI即为圆心辅助线即为圆心辅助线4.5H法（不考虑荷载换算法（不考虑荷载换算土层高度土层高度ho）：）：P11236线法一：由荷载换算线法一：由荷载换算土柱高顶点作与水平线成土柱高顶点作与水平线成36o角的线角的线EF，则，则EF为辅为辅助线。

助线36线法二：由坡顶线法二：由坡顶E作与作与水平线成水平线成36o角的线角的线EF，则则EF为辅助线为辅助线n两者相比：两者相比：36度法简便，但精度不及度法简便，但精度不及4.5H法n一般边坡宜采用一般边坡宜采用36度法，以求简单度法，以求简单但但4.5H法精确，常用于分析重要建筑物的稳定法精确，常用于分析重要建筑物的稳定性，两者均适用于边坡为性，两者均适用于边坡为1:11:1.73（4530度）、坡顶水平、滑动圆弧通过坡度）、坡顶水平、滑动圆弧通过坡脚的情况脚的情况n确定滑动面：确定滑动面：n1）辅助线确定后，将各个可能滑弧的两端点辅助线确定后，将各个可能滑弧的两端点连成直线，并在该直线上作中垂线与辅助线相连成直线，并在该直线上作中垂线与辅助线相交，所得交点即为各可能滑弧的圆心；交，所得交点即为各可能滑弧的圆心；n2）在辅助线上试标出一系列可能的圆弧圆心）在辅助线上试标出一系列可能的圆弧圆心O1、O2、O3等，由圆心画通过坡脚的圆弧，等，由圆心画通过坡脚的圆弧，判断其是否为可能滑动面判断其是否为可能滑动面n如不合适调整圆心位置，再作弧，直到认如不合适调整圆心位置，再作弧，直到认为所绘滑动圆弧为最不利时为止。

为所绘滑动圆弧为最不利时为止n如果不好判断哪个圆弧为最不利情况，可如果不好判断哪个圆弧为最不利情况，可由各个不同圆弧及圆心半径求算各个由各个不同圆弧及圆心半径求算各个k值，值，k值最小值对应的圆弧为最不利滑动面值最小值对应的圆弧为最不利滑动面n5.3 浸水路堤稳定性验算浸水路堤稳定性验算1、浸水路堤水位降落的影响、浸水路堤水位降落的影响浸水路堤定义：建筑在桥头引道，河滩及河流浸水路堤定义：建筑在桥头引道，河滩及河流沿岸，受到季节性或长期浸水的路堤，称为沿岸，受到季节性或长期浸水的路堤，称为浸水路堤浸水路堤浸水路堤受力：除承受着普通路堤所承受的外浸水路堤受力：除承受着普通路堤所承受的外力和自重外，还要承受水的浮力和渗透动水力和自重外，还要承受水的浮力和渗透动水压力的作用，当河中水位上升时，水从边坡压力的作用，当河中水位上升时，水从边坡的一侧或两侧渗入路堤内，如下图所示的一侧或两侧渗入路堤内，如下图所示分析：分析：1）水位上涨时，在堤外水位升高时，堤内水位的比降曲）水位上涨时，在堤外水位升高时，堤内水位的比降曲线（浸润曲线）成凹形，渗透速度随土的性质而异线（浸润曲线）成凹形，渗透速度随土的性质而异。

土体内的土体内的渗透浸润曲线比边坡外面的水位为低，经一定时间后，才与外渗透浸润曲线比边坡外面的水位为低，经一定时间后，才与外面水位齐平，土体除承受垂直向上的浮力外，土粒还受到指向面水位齐平，土体除承受垂直向上的浮力外，土粒还受到指向土体内部的动水压力作用，增加了路堤的稳定性土体内部的动水压力作用，增加了路堤的稳定性2）当水位下降时，土体内部的水向外流出，需要较长的）当水位下降时，土体内部的水向外流出，需要较长的时间，由于水位的差异，其动水压力的方向则指向土体外侧，时间，由于水位的差异，其动水压力的方向则指向土体外侧，剧烈地破坏路堤边坡的稳定性，并可能产生边坡凸起和滑坡现剧烈地破坏路堤边坡的稳定性，并可能产生边坡凸起和滑坡现象堤外水位下降的速度越大，边坡的稳定性越低另外，渗堤外水位下降的速度越大，边坡的稳定性越低另外，渗透水流能带走路堤内细小的土粒，从而引起路堤变形透水流能带走路堤内细小的土粒，从而引起路堤变形n在河滩路堤或桥头引道处，路堤上游在河滩路堤或桥头引道处，路堤上游与下游的水位有时并不一致，可能产生与下游的水位有时并不一致，可能产生横穿路堤的渗透，由水位高的一侧向水横穿路堤的渗透，由水位高的一侧向水位低一侧，并产生动水压力，该渗透水位低一侧，并产生动水压力，该渗透水流足以使土粒移动，一部分土粒被水流流足以使土粒移动，一部分土粒被水流带走，水位低的一侧稳定性显著降低。

带走，水位低的一侧稳定性显著降低n因此，即使上下游水位相差不大，也因此，即使上下游水位相差不大，也需予以考虑需予以考虑2 2、路堤填料对边坡稳定的影响、路堤填料对边坡稳定的影响n 浸水路堤的稳定性还与路堤填料的透水性质有关浸水路堤的稳定性还与路堤填料的透水性质有关n以粘性土填筑的路堤达到最佳密实度后，透水性很弱，以粘性土填筑的路堤达到最佳密实度后，透水性很弱，堤外水位变化对之无影响；堤外水位变化对之无影响；n以砂砾石土填筑的路堤，由于空隙大，透水性强，浸水以砂砾石土填筑的路堤，由于空隙大，透水性强，浸水后强度变化不大，堤身内水可自由渗出，不产生渗透动压力后强度变化不大，堤身内水可自由渗出，不产生渗透动压力这两种土对于边坡稳定性影响一般都不大这两种土对于边坡稳定性影响一般都不大n属于中等透水性的土如亚砂土，亚粘土等作路堤填料，属于中等透水性的土如亚砂土，亚粘土等作路堤填料，在水位降落时，对边坡稳定性影响较大，需考虑动水压力在水位降落时，对边坡稳定性影响较大，需考虑动水压力n结论：浸水路堤填料最好用渗水性强的材料，如石质坚结论：浸水路堤填料最好用渗水性强的材料，如石质坚硬不易风化的块石、片石、碎石、卵石及砂砾等，或采用粘硬不易风化的块石、片石、碎石、卵石及砂砾等，或采用粘性土，但必须夯实，并应严格掌握压实标准，重粘土及对浸性土，但必须夯实，并应严格掌握压实标准，重粘土及对浸水易崩解、溶解或风化的岩石如页岩、泥灰石等应禁止使用水易崩解、溶解或风化的岩石如页岩、泥灰石等应禁止使用。

5.3.2 5.3.2 渗透动水压力的计算渗透动水压力的计算 凡用粘性土填筑的浸水路堤（不包括渗透性极小的凡用粘性土填筑的浸水路堤（不包括渗透性极小的纯粘土），必须进行渗透动水压力的计算图纯粘土），必须进行渗透动水压力的计算图5-15）其计算公式如下：其计算公式如下：DIAw 式中：式中：I渗流水力坡降（取用浸润曲线的渗流水力坡降（取用浸润曲线的平均坡降）平均坡降）A浸润曲线与滑动面之间的土体面浸润曲线与滑动面之间的土体面积，积，m2w水的容重，为计算方便，水的容重，为计算方便，0取取10kN/m35.3.3 5.3.3 浸水路堤边坡稳定性验算浸水路堤边坡稳定性验算n浸水路堤的稳定性，应假定路堤处于最不利的浸水路堤的稳定性，应假定路堤处于最不利的情况进行验算其破坏一般发生在最高洪水位骤然情况进行验算其破坏一般发生在最高洪水位骤然降落的时候，验算方法与普通路堤边坡稳定性验算降落的时候，验算方法与普通路堤边坡稳定性验算大同小异大同小异n验算方法：通常采用圆弧法验算方法：通常采用圆弧法n其验算公式为：（其验算公式为：（P120）n注意情况：注意情况：n1、砾石、片石等无粘性透水材料填筑的路堤水、砾石、片石等无粘性透水材料填筑的路堤水位变化时，不发生动水压力位变化时，不发生动水压力D=0，C=0，Cb=0n2、用不透水或透水极小的粘性土填筑的路堤水、用不透水或透水极小的粘性土填筑的路堤水位变化时，不发生动水压力位变化时，不发生动水压力D=0n3、用一般粘性土（亚粘土、亚砂土）填筑的路、用一般粘性土（亚粘土、亚砂土）填筑的路堤水位变化时，堤身产生动水压力，必须绘制浸堤水位变化时，堤身产生动水压力，必须绘制浸润曲线（假定为直线，坡度为降落曲线的平均坡润曲线（假定为直线，坡度为降落曲线的平均坡度）用前式计算度）用前式计算n4、河滩路堤的安全系数，一般规定不小于、河滩路堤的安全系数，一般规定不小于1.25，按最大洪水位验算时，其安全系数可采用按最大洪水位验算时，其安全系数可采用k1.15n为简化起见，可将路堤分为浸水及干燥两部分进为简化起见，可将路堤分为浸水及干燥两部分进行计算，在毛细上升部分，可列入干燥部分计算。

行计算，在毛细上升部分，可列入干燥部分计算n5.4 边坡稳定性分析的工程地质法边坡稳定性分析的工程地质法 根据对自然山坡和已有的人工边坡进行稳定性分析，根据对自然山坡和已有的人工边坡进行稳定性分析，通过工程地质条件对比，按条件相似的稳定边坡值，作为通过工程地质条件对比，按条件相似的稳定边坡值，作为路堑边坡设计的依据，这就是工程地质法路堑边坡设计的依据，这就是工程地质法采用工程地质法对路堑边坡进行比拟设计，关键是通采用工程地质法对路堑边坡进行比拟设计，关键是通过认真、详细的调查和勘测，如实反映路段的地层土质和过认真、详细的调查和勘测，如实反映路段的地层土质和水文地质状况，据以进行对比按地质性质的不同，一般水文地质状况，据以进行对比按地质性质的不同，一般可分为两种类型，即土质路堑和岩石路堑对土质路堑，可分为两种类型，即土质路堑和岩石路堑对土质路堑，应着重调查土的成分和类型、组织结构、密实程度、地下应着重调查土的成分和类型、组织结构、密实程度、地下水埋藏情况以及土的成因类型及生成时代等；对岩石路堑，水埋藏情况以及土的成因类型及生成时代等；对岩石路堑，应着重调查岩性、结构、岩石的风化破碎程度、地应着重调查岩性、结构、岩石的风化破碎程度、地下水下水等。

等n路堑设计主要是确定边坡的形状和坡度路堑设计主要是确定边坡的形状和坡度选择路堑横断面的边坡形式，一般可采用下选择路堑横断面的边坡形式，一般可采用下列几种n 1、直线形、直线形n当工程地质条件和水文地质条件较好、土当工程地质条件和水文地质条件较好、土质均匀，且边坡高度不大时可以采用直线边坡质均匀，且边坡高度不大时可以采用直线边坡n2、折线形、折线形n 当边坡较高或由多层土组成，而上部土层的当边坡较高或由多层土组成，而上部土层的稳定性较下部好时，采用上陡下缓的折线形稳定性较下部好时，采用上陡下缓的折线形若上部为覆盖层，且其稳定性较下部差时，则若上部为覆盖层，且其稳定性较下部差时，则采用上缓下陡的折线形采用上缓下陡的折线形n 折线形边坡在边坡点处容易出现坡面的冲刷折线形边坡在边坡点处容易出现坡面的冲刷破坏，在降水量大的地区，应采用适当的防护破坏，在降水量大的地区，应采用适当的防护措施，或者改用直线形或台阶形边坡措施，或者改用直线形或台阶形边坡n 3、台阶形、台阶形n当边坡由多层土质组成且高度较高（超过当边坡由多层土质组成且高度较高（超过15-20米）时，可在边坡中部或土层变换分界米）时，可在边坡中部或土层变换分界处，设置宽度部小于处，设置宽度部小于1.0米的平台，使边坡成米的平台，使边坡成为台阶形，设置平台可以增加边坡的稳定性，为台阶形，设置平台可以增加边坡的稳定性，减少坡面冲刷。

减少坡面冲刷n 确定路堑边坡的坡度，对于土质路堑应根确定路堑边坡的坡度，对于土质路堑应根据边坡高度、土的密实程度、地下水和地面水据边坡高度、土的密实程度、地下水和地面水情况、土的成因类型及生成时代等因素确定情况、土的成因类型及生成时代等因素确定在一般情况下，可根据一般路基的边坡坡度设在一般情况下，可根据一般路基的边坡坡度设计表确定计表确定n岩石路堑边坡的坡度，应根据岩性、地质构造、岩石路堑边坡的坡度，应根据岩性、地质构造、岩石的风化破碎程度、边坡高度、地下水和地面水岩石的风化破碎程度、边坡高度、地下水和地面水等因素综合分析确定在一般情况下，边坡坡度可等因素综合分析确定在一般情况下，边坡坡度可参照一般路基的边坡坡度表确定岩石路堑边坡高参照一般路基的边坡坡度表确定岩石路堑边坡高度超过一般路堑的边坡高度时，其边坡坡度可根据度超过一般路堑的边坡高度时，其边坡坡度可根据现场情况，调查附近工程的人工边坡及天然山坡情现场情况，调查附近工程的人工边坡及天然山坡情况，参照一般路基的边坡坡度表对比确定况，参照一般路基的边坡坡度表对比确定n对一些特殊土质（如黄土）、特殊工程地质条件对一些特殊土质（如黄土）、特殊工程地质条件（如硬岩层中夹有薄的软弱岩层或含水的粘性土层）（如硬岩层中夹有薄的软弱岩层或含水的粘性土层）和其他特殊条件（如大爆破施工、较高地震烈度和其他特殊条件（如大爆破施工、较高地震烈度区），路堑边坡应根据具体情况另行设计。

区），路堑边坡应根据具体情况另行设计nn拖式铲运机适宜运距拖式铲运机适宜运距800m以内，运距以内，运距200350m时效率最高常用于坡度时效率最高常用于坡度20以内的大以内的大面积土的平整、挖、运、填、压实，开挖大型面积土的平整、挖、运、填、压实，开挖大型基坑、管沟、河渠和路堑，填筑路基、堤坝等基坑、管沟、河渠和路堑，填筑路基、堤坝等不适于砾石层、冻土及沼泽地带使用坚硬土不适于砾石层、冻土及沼泽地带使用坚硬土开挖需推土机助铲；开挖需推土机助铲；n自行式铲运机适于长距离作业，经济运距自行式铲运机适于长距离作业，经济运距8001500m，开挖时亦需推土机助铲开挖时亦需推土机助铲2铲运机作业方法铲运机作业方法n根据挖填方区分布情况及施工条件（工程量、运距、土的性根据挖填方区分布情况及施工条件（工程量、运距、土的性质、地形条件等）不同，合理选择铲运机开行路线及铲土方质、地形条件等）不同，合理选择铲运机开行路线及铲土方法，对提高生产率有很大关系法，对提高生产率有很大关系n（1）环形路线环形路线n环形路线（图环形路线（图a、b）每一循环只完成一次铲土和卸土）每一循环只完成一次铲土和卸土/挖土挖土和填土交替；和填土交替；n挖填间距较短时，可采用挖填间距较短时，可采用大循环路线大循环路线（图（图c），一次循环能），一次循环能完成多次铲土和卸土。

这样可减少转弯次数，提高生产率完成多次铲土和卸土这样可减少转弯次数，提高生产率n于地形起伏不大、施工地段较短（于地形起伏不大、施工地段较短（100m以内）、填土高以内）、填土高1.5m内的路堤、路堑及基坑开挖、场地平整等内的路堤、路堑及基坑开挖、场地平整等n（2）“8”字形路线字形路线n“8”字形路线（图字形路线（图d）每一循环完成两次铲土）每一循环完成两次铲土和卸土，装、卸土沿直线开行时进行，运行时和卸土，装、卸土沿直线开行时进行，运行时间短，减少了转弯和空驶距离，提高生产率间短，减少了转弯和空驶距离，提高生产率n铲运机在上下坡时斜向开行铲运机在上下坡时斜向开行n适用于施工地段较长或地形起伏较大及开挖管适用于施工地段较长或地形起伏较大及开挖管沟、沟边卸土或取土坑较长（沟、沟边卸土或取土坑较长（300500m）的侧向取土、填筑路基、场地平整等的侧向取土、填筑路基、场地平整等之之”字形运行线路字形运行线路是若干个是若干个“8”字字形运行环首尾相连而得，适宜于机群作业形运行环首尾相连而得，适宜于机群作业n3）下坡铲土法下坡铲土法n铲运机利用地形（坡度铲运机利用地形（坡度78，最大不超，最大不超过过15），借助机械向下的重力作用，增大），借助机械向下的重力作用，增大切土深度和充盈数量，缩短铲土时间，提高切土深度和充盈数量，缩短铲土时间，提高生产率生产率25%左右。

左右n铲土厚度以铲土厚度以20cm为宜n适于大面积场地平整和推土回填沟渠等适于大面积场地平整和推土回填沟渠等n（4）跨铲法n预留土埂间隔铲土土埂两边沟槽深、宽度分别不大预留土埂间隔铲土土埂两边沟槽深、宽度分别不大于于0.3m、1.6m为宜n铲土埂时因有两个自由面，使阻力减小可缩短铲土铲土埂时因有两个自由面，使阻力减小可缩短铲土时间和减少向外撒土，比一般方法可提高生产率时间和减少向外撒土，比一般方法可提高生产率n适于较坚硬的地段铲土回填和场地平整适于较坚硬的地段铲土回填和场地平整n（5）助铲法n用推土机在铲运机后面顶推，加大铲土切土能力，用推土机在铲运机后面顶推，加大铲土切土能力，缩短铲土时间，可提高生产率缩短铲土时间，可提高生产率30%n推土机在助铲的空隙可作松土和平整工作，为铲运推土机在助铲的空隙可作松土和平整工作，为铲运机创造作业条件机创造作业条件2.4.3 平地机平地机2.4.4 单斗挖掘机单斗挖掘机n单斗挖掘机是基坑（槽）开挖的常用机械单斗挖掘机是基坑（槽）开挖的常用机械n分类：按行走机构不同分为履带式和轮胎式两类；按分类：按行走机构不同分为履带式和轮胎式两类；按工作装置不同分为正铲、反铲、拉铲和抓铲四种；按工作装置不同分为正铲、反铲、拉铲和抓铲四种；按传动方式不同分为机械和液压传动两种。

传动方式不同分为机械和液压传动两种1、正铲挖掘机、正铲挖掘机（1）正铲挖掘机技术性能和特点正铲挖掘机技术性能和特点n挖土特点是：挖土特点是：“前进向上，强制切土前进向上，强制切土”n它挖掘力大，生产率高，能开挖停机面以它挖掘力大，生产率高，能开挖停机面以上一四类土，挖土高度一般不小于上一四类土，挖土高度一般不小于1.5mn开挖大型基坑时需设坡道，挖掘机在坑内开挖大型基坑时需设坡道，挖掘机在坑内作业n地下水位较高时，应降低水位疏干基坑地下水位较高时，应降低水位疏干基坑n因不便转移，一般用于较大型土方开挖因不便转移，一般用于较大型土方开挖2）正铲挖掘机作业方法正铲挖掘机作业方法n根据挖掘机开行路线和运输车辆相对位置不同，根据挖掘机开行路线和运输车辆相对位置不同，一般有以下几种开挖方法：一般有以下几种开挖方法：n1）侧向装土法侧向装土法沿前进方向挖土，汽车位于正沿前进方向挖土，汽车位于正铲侧向装土（图铲侧向装土（图a、b）铲臂卸土转角最小（小）铲臂卸土转角最小（小于于90），车辆行驶方便，生产率高，应用最），车辆行驶方便，生产率高，应用最广n2）后方装土法后方装土法沿前进方向挖土，汽车位于正沿前进方向挖土，汽车位于正铲后方装土（图铲后方装土（图c）。

铲臂卸土转角较大）铲臂卸土转角较大（180左右），车辆需倒车开入，生产率低左右），车辆需倒车开入，生产率低用于开挖窄而深的基坑（槽）、管沟和路堑等用于开挖窄而深的基坑（槽）、管沟和路堑等n3）分层开挖法分层开挖法n将开挖面按机械的合理高度分为多层开挖（图将开挖面按机械的合理高度分为多层开挖（图a、c）n当开挖面高度不能成为一次挖掘深度的整数倍当开挖面高度不能成为一次挖掘深度的整数倍时，可在挖方边缘或中部先开挖作为第一次挖时，可在挖方边缘或中部先开挖作为第一次挖掘路线（图掘路线（图b），再逐次开挖直至基坑底部再逐次开挖直至基坑底部n适于开挖大型基坑或沟渠、工作面高度大于机适于开挖大型基坑或沟渠、工作面高度大于机械挖掘的合理高度时采用械挖掘的合理高度时采用3）正铲挖掘机的开行通道正铲挖掘机的开行通道n正铲挖掘机开挖大面积基坑时，必须对挖掘机正铲挖掘机开挖大面积基坑时，必须对挖掘机作业的开行路线和工作面进行设计，确定开行作业的开行路线和工作面进行设计，确定开行次序和次数，称为开行通道次序和次数，称为开行通道n基坑开挖深度较小时，可布置一层开行通道基坑开挖深度较小时，可布置一层开行通道n基坑宽度稍大于正工作面宽度时，为减少开行基坑宽度稍大于正工作面宽度时，为减少开行次数，可采用加宽工作面的方法，挖掘机按次数，可采用加宽工作面的方法，挖掘机按“之之”字形路线开行。

字形路线开行n基坑深度较大时，开行通道可布置成多层基坑深度较大时，开行通道可布置成多层2、反铲挖掘机（录像）、反铲挖掘机（录像）n（1）反铲挖掘机技术性能和特点反铲挖掘机技术性能和特点n 挖土特点是：挖土特点是：“后退向下，强制切土后退向下，强制切土”n其挖掘力比正铲小，能开挖停机面以下其挖掘力比正铲小，能开挖停机面以下46m（经济合理挖土深度（经济合理挖土深度1.53.0m）深度的基坑）深度的基坑（槽）或管沟，也适于地下水位较高的土方开（槽）或管沟，也适于地下水位较高的土方开挖n挖出的土可弃于坑槽两侧用推土机推走或汽车挖出的土可弃于坑槽两侧用推土机推走或汽车运出2）反铲挖掘机作业方法反铲挖掘机作业方法n根据挖掘机的开行路线与运输车辆相对位置不根据挖掘机的开行路线与运输车辆相对位置不同，一般有以下两种开挖方法：同，一般有以下两种开挖方法：n1）沟端开挖法沟端开挖法n反铲停于沟端，后退挖土，汽车停在基坑（槽）反铲停于沟端，后退挖土，汽车停在基坑（槽）两侧装土（图两侧装土（图a）n挖掘宽度不受机械最大挖掘半径限制，可同时挖掘宽度不受机械最大挖掘半径限制，可同时挖至最大深度挖至最大深度n其优点是挖土方便，挖掘宽度和深度较大。

其优点是挖土方便，挖掘宽度和深度较大n当基坑（槽）较宽时，可多次开行挖土当基坑（槽）较宽时，可多次开行挖土n适于一次成沟，后退挖土，即挖即运适于一次成沟，后退挖土，即挖即运n2）沟侧开挖法沟侧开挖法n反铲停于沟侧，沿沟挖土，汽车停在机旁装土反铲停于沟侧，沿沟挖土，汽车停在机旁装土或往沟一侧卸土（图或往沟一侧卸土（图b）n铲臂回转角度小，能将土弃于距沟边较远处，铲臂回转角度小，能将土弃于距沟边较远处，但挖土宽度比挖掘半径小，边坡不好控制，且但挖土宽度比挖掘半径小，边坡不好控制，且机身靠近沟边，稳定性差，适于无法采用沟端机身靠近沟边，稳定性差，适于无法采用沟端开挖或挖土无需运走及横挖土体开挖或挖土无需运走及横挖土体3、拉铲挖掘机（录像）、拉铲挖掘机（录像）n拉铲挖掘机的铲斗用钢丝绳悬挂在机动臂上，拉铲挖掘机的铲斗用钢丝绳悬挂在机动臂上，可利用惯性力将其甩出，挖的较远可利用惯性力将其甩出，挖的较远n挖土特点是：后退向下，自重切土挖土特点是：后退向下，自重切土n它挖土深度和半径较大，但不如反铲动作灵活它挖土深度和半径较大，但不如反铲动作灵活准确n适于开挖停机面以下一三类土基坑（槽）、适于开挖停机面以下一三类土基坑（槽）、沟渠、修筑路基、堤坝及水下挖土。

沟渠、修筑路基、堤坝及水下挖土n拉铲挖掘机作业方法与反铲挖掘机类似拉铲挖掘机作业方法与反铲挖掘机类似4、抓铲挖掘机（录像）、抓铲挖掘机（录像）n抓铲挖掘机的抓斗用钢丝绳悬吊在机动抓铲挖掘机的抓斗用钢丝绳悬吊在机动臂上，挖土时自由落下臂上，挖土时自由落下n挖土特点是：直上直下，自重切土挖土特点是：直上直下，自重切土n挖掘力较小挖掘力较小n适于开挖停机面以下一二类土施工面适于开挖停机面以下一二类土施工面窄而深的基坑（槽）、沉井和水下挖土窄而深的基坑（槽）、沉井和水下挖土2.4.4 土方机械化施工方案的选择土方机械化施工方案的选择n大型基坑（槽）、管沟等土方机械化施工方案大型基坑（槽）、管沟等土方机械化施工方案应合理地选择土方机械，使它们在施工中配合应合理地选择土方机械，使它们在施工中配合协调，以充分发挥机械效率，加快施工进度，协调，以充分发挥机械效率，加快施工进度，保证工程质量，降低工程成本保证工程质量，降低工程成本n因此，施工前要经过经济和技术分析比较，制因此，施工前要经过经济和技术分析比较，制订合理的施工方案，指导施工订合理的施工方案，指导施工n制订土方机械化施工方案的依据是：制订土方机械化施工方案的依据是：工程类型工程类型及规模；施工现场的工程及水文地质情况；现及规模；施工现场的工程及水文地质情况；现有机械设备条件；工期要求。

有机械设备条件；工期要求2.5 路基排水与防护设施施工路基排水与防护设施施工n水是使路基产生病害的主要原因之一水是使路基产生病害的主要原因之一n2.5.1 地表排水设施施工地表排水设施施工n地表排水设施包括：边沟、截水沟、排水沟、地表排水设施包括：边沟、截水沟、排水沟、急流槽、拦水带、蒸发池等急流槽、拦水带、蒸发池等n2.5.2 地下排水设施施工地下排水设施施工n地下排水设施包括：明沟、暗沟、渗沟、检查地下排水设施包括：明沟、暗沟、渗沟、检查井等n2.5.3 路面排水设施施工路面排水设施施工n路肩排水设施：拦水带、急流槽和路肩排水沟路肩排水设施：拦水带、急流槽和路肩排水沟组成n中央分隔带排水设施：由纵向排水沟（明沟、中央分隔带排水设施：由纵向排水沟（明沟、暗沟）、渗沟、雨水井、集水井、横向排水管暗沟）、渗沟、雨水井、集水井、横向排水管等组成2.5.4 路基防护工程施工路基防护工程施工n1、坡面防护：、坡面防护：n植物防护（种草、铺草皮、植树）；植物防护（种草、铺草皮、植树）；n框格防护（采用混凝土、浆砌片石、卵石等做成框格状骨框格防护（采用混凝土、浆砌片石、卵石等做成框格状骨架，框格内种植物或采用其他辅助措施以保护路基边坡）。

架，框格内种植物或采用其他辅助措施以保护路基边坡）n2、路基冲刷防护：、路基冲刷防护：n直接防护直接防护岸坡防护（草皮防护、抛石防护、干砌片石岸坡防护（草皮防护、抛石防护、干砌片石防护、石笼防护、浆砌片石防护及挡土墙等）；防护、石笼防护、浆砌片石防护及挡土墙等）；n间接防护间接防护顺坝、丁坝、拦水坝、格坝等导流构造物改顺坝、丁坝、拦水坝、格坝等导流构造物改变水流方向，消除或减弱水流对路基边坡的直接作用变水流方向，消除或减弱水流对路基边坡的直接作用2.6 路基整修、检查验收与维修路基整修、检查验收与维修n2.6.1 路基整修路基整修2.6.2 检查验收及质量标准检查验收及质量标准 2.6.3 路基的维修路基的维修。