泡沫轻质土路堤相关计算心得分享
1.3 本标段公路泡沫轻质土段落情况
本标段泡沫轻质土主要用于柱式桥台桥头路基段台背回填，且拼宽后普遍填方高度不大（高度在2m-3m），由于既有路堤高度较大，因此拼宽后泡沫轻质土典型断面如下图所示。
由于K1998大桥也采用桩柱式桥台，此段桥头路基段也采用泡沫轻质土路堤新建，高度在4m-5m间。
根据 《公路泡沫轻质土路基技术规范》（广东地方标准 送审稿），对本标段两类典型泡沫轻质土路堤行计算分析，计算分析主要包含以下部分：
以拼宽路堤段为例进行分享（图1模型）
（1）验算既有斜坡上轻质土路堤底面地基承载力；
（2）验算侧面临空下的轻质土路堤稳定性（开挖台阶作为安全储备不予考虑），如需要设置锚固措施，建议以锚杆为主要加固手段；
（3）验算路堤抗倾覆稳定性（部分行车荷载起有利作用）；
（4）由于采用非现浇护壁，不需要额外验算护壁的抗滑移、抗倾覆稳定性（不少采用现浇护壁的泡沫轻质土路堤工程出现护壁倾斜的缺陷，主要原因是未验算现浇护壁在泡沫轻质土施工期间的抗滑移、抗倾覆稳定性，也未验算地基承载力）；
（5）验算拼宽段沉降；
（6）验算路堤整体稳定性。
2 工程地质条件
2.1 既有路堤填料及地层情况
结合竣工图及检测报告，本标段路堤填料多以碎石土及砂砾粘性土为主，强度高，稳定性好，路床顶面土基回弹模量检测值达74Mpa，路用效果较好，同时充分考虑到路堤端部相对薄弱，结合地勘成果路堤填料物理力学参数主要如下：
结合典型工点地勘报告，除路基填土外地层主要为碎石土、粉质粘土、卵石及中风化灰岩，地质条件较好。
土层参数根据地勘成果综合取值如下：
2.2 地下水位
结合点成果，地下常水位最高为地下8.2m，水面低于轻质土路堤底面，不需要进行抗浮验算（最高水位揭露钻孔QZK-2733、QZK-2790）。
3 泡沫轻质土路堤计算分析
3.1 拼宽路堤段
既有斜坡上轻质土路堤底面地基承载力验算
根据 《公路泡沫轻质土路基技术规范》（广东地方标准 送审稿）5.6.2.2公式（6）进行计算， 主动土压力的水平向力为9.74kN/m，对基底中心作用点高度为0.61m，路堤土自重为33.12kN/m，对基底中心作用点长度为0.24m，轻质土路堤上行车荷载为54.4kN/m（行车荷载计算公式根据《公路工程技术标准》及《路基路面工程》公式进行计算），轻质土内侧路面行车荷载产生的水平土压力为6.75kN/m，对基底下部作用点高度为0.74m，对基底中心作用点场度为-0.88m，底宽为2m，则墙底应力为13.62kpa，承载力满足设计要求。
侧面临空下的轻质土路堤稳定性验算
根据 《公路泡沫轻质土路基技术规范》（广东地方标准 送审稿）5.6.3.1公式（8）进行计算，滑动面为既有斜坡面，不考虑台阶开挖作为安全储备，滑动面倾角为56.3°，滑动面长度为4.47m，泡沫轻质土部分滑动面长度为2.47m（泡沫轻质土参数根据5.6.1表13进行选取，天然c=0.17qu，φ=5°，暴雨c=0.15qu，φ=4°），稳定系数为7.1，大于1.05（规范5.5.7.4要求），满足设计要求。
侧面临空下的轻质土路堤抗倾覆稳定性验算
结合 《公路泡沫轻质土路基技术规范》（广东地方标准 送审稿）5.6.3.3公式（13）及库伦土压力计算公式进行抗倾覆性计算，路堤土自重为33.12kN/m，对基底下部作用点长度为1.24m，在轻质土上的行车荷载为54.4kN/m，对基底下部作用点场度为1.93m，主动土压力的水平向力为9.74kN/m（竖向为2.92kN/m），对基底下部作用点高度为0.61m（竖向作用点长度为1.98m），轻质土内侧路面行车荷载产生的水平土压力为6.75kN/m（竖向为1.78kN/m），对基底下部作用点高度为0.74m（竖向作用点长度为1.87m），最不利工况为不考虑行车荷载时其稳定系数为4.59＞1.6，满足设计要求。
拼宽段轻质土路堤沉降验算
结合《高速公路改扩建设计细则》（JTGT L11-2014）7.6.2，工后沉降计算年限宜不小于15年。
拼宽部分路基工后沉降，应满足桥头处不大于5cm、通道及涵洞处不大于10cm、其他一般路段不大于15cm的要求。沉降计算采用分层总和法进行计算。同时根据 《公路泡沫轻质土路基技术规范》（广东地方标准 送审稿）5.1.8，泡沫轻质土路基的总沉降不宜大于 10cm。
经计算，路面竣工时，地基沉降为1.8cm，路基工后沉降0.8cm，地基沉降为2.6cm，乘以系数1.1后最终总沉降为2.86cm，综上计算结果符合规范及设计要求。
路堤整体稳定性验算
根据 《公路泡沫轻质土路基技术规范》（广东地方标准 送审稿）5.6.1，泡沫轻质土路堤黏聚力水上取0.17qu（抗压强度为1Mpa统一考虑）即170kpa，内摩擦角取5°，水下取150kpa，内摩擦角取4°，考虑潜在滑动面为圆弧滑动面，最大可能剪切区域为粉质粘土层内，因此简化模型土层为既有路堤填料、轻质土及粉质粘土层。根据《公路泡沫轻质土路基技术规范》（广东地方标准 送审稿）5.5.7.4表12，正常工况下安全系数不小于1.35，暴雨工况下不小于1.25，据此建模计算得到天然工况下稳定系数为1.573，暴雨工况下稳定系数为1.486，均满足设计要求。
