高填方路堤边坡的新感悟
最近的新疆项目还是很好玩的，昨天做完了整个项目的高路堤边坡，分析了其稳定性，并绘制相应典型断面图，此高填方路堤位于山区，左侧填方较小或为挖方，右侧为高填方，往往为陡坡路堤，但填方小的一侧不远处又是一个自然陡坡，所以高填方路堤边坡设计，不单单要考虑其本身的路堤整体稳定情况，还要做好对两侧潜在不稳定边坡的稳定性评价，视评价结果进行相应的防护。下面就简单介绍下此案例，以期希望大家注意，不仅仅是我们26m路基的事情，旁边的所有附加因素我们都应该考虑到，这才不失为一个较好的设计。
1、高边坡路段基本概况
该高填方位于拟建公路测设里程K118+090～K118+130，高填路堤段全长40m,边坡最大填方高度33.2m。根据中华人民共和国国家标准《中国地震动参数区划图》（GB18306-2015）及《地震安全性评价报告》，项目区该段落的抗震设防烈度为VIII度区，地震动峰值加速度0.2g。建议按《公路工程抗震规范》(JTGB02-2013)有关规定，做地震工况评价。
2、地层岩性
(1)原地基土：砂岩:青灰色，强风化，矿物成分以石英、长石及少量云母为主，层状构造，硅质胶结，节理裂隙发育，岩芯呈短柱状及碎块状。
(2)路基填料：本段落高填方采用填石路堤，岩性主要为花岗岩、砂岩，属于中硬、硬质岩石，具有压实性能好、透水性强、填筑密度大、抗剪强度高、沉降变形小以及承载力高的优良工程特性，单轴饱和抗压强度≥30Mpa。
3、 边坡稳定性分析方法：
边坡稳定性评价应遵循“以定性分析为基础，定量计算为手段”的原则，应根据边坡类型和可能的破坏形式确定边坡稳定性计算方法。由于是公路高边坡，坡率规则，可以看做平面应变问题，因此在定量分析时可以采用极限平衡法进行计算，路堤堤身稳定性、路堤和地基的整体稳定性根据路基规范3.6.9条采用简化Bishop法；路堤沿斜坡地基或软弱层带滑动的稳定性分析根据路基规范3.6.10条采用不平衡推力法。
4、边坡稳定性分析工况：
边坡稳定性分析工况根据项目特点及本段高边坡基本特征，共分为3组计算工况。天然工况下的稳定性，考虑天然自重+地下水位的组合，无地下水时考虑天然自重情况下的稳定性。暴雨工况下的稳定性及地震工况下的稳定性，根据路基规范3.6.11条条文说明要求作为校核工况，对暴雨工况下高边坡采用地勘报告提供的饱和抗剪强度进行计算。其中路基稳定安全系数取值遵循以下原则：
（1）与结构重要性及破坏后修复的难易程度相适应，主要考虑与公路等级相联系；
（2）与采用的稳定性分析方法相匹配；
（3）以正常工况控制设计，以非正常工况进行校核设计，使其在正常工况下处于稳定状态，在非正常工况条件下处于基本稳定状态。
5、关于典型计算断面的选取原则——K120+240断面
(1)该典型断面与前后断面相似，并可作为最不利断面或者可以代表其他断面；
(2)该断面原则上为填方高度最高，原始坡度较陡的边坡。
6、边坡安全系数判别标准
对边坡的稳定性分析评价，边坡的稳定性安全系数值参考《公路路基设计规范》（JTG D30-2015）、《建筑边坡工程技术规范》（2015）、《公路工程抗震规范》（JTG B02-2013）等规范的要求，结合边坡稳定性分析既有经验综合确定。具体确定过程如下：
（1）稳定分析的工况、内容
本次边坡稳定性计算考虑以下两种工况：
(1)正常工况：边坡处于天然状态下的工况。
(2)非正常工况Ⅰ：边坡处于暴雨或连续降雨下的工况。
(3)非正常工况II：边坡处于地震下工况。
分析内容应包括路堤的堤身稳定性、路堤和地基的整体稳定性；路堤沿斜坡地基或软弱层滑动的稳定性。
（2）根据《公路路基设计规范》（JTG D30-2015）表3.6.11，可确定边坡稳定性安全系数Fst，考虑原地基土为碎石土、路堤为填石路堤，采用快剪强度指标。综合考虑且根据现场的宏观判断，各阶段边坡安全系数取值如表。
7、岩土体物理力学参数选取
分析边坡稳定性时主要岩土体物理力学参数有密度、粘聚力、内摩擦角，根据《公路路基设计规范》（JTG D30-2015），岩土体抗剪强度取值宜根据室内试验资料、监测成果反分析、极限平衡反算值、工程地质类比和当地经验综合确定分析，结合该段边坡特点及地区经验，本次通过地勘资料结合地区经验及《工程地质手册》等综合确定。
注：地基砾类土土层较浅，下覆基岩，因此地基土采用基岩参数进行计算。基岩为大角度相交没有顺倾稳定性问题，
因此直接设置为弹性体进行计算。
8、高边坡模型建立
由于高边坡稳定性未知，仅存在潜在滑动面，因此需要进行强度折减法或滑动面搜索法进行确定，本次采用圆弧/折线滑动面自动搜索法确定，同时考虑边坡模型的尺寸效应，坡脚到模型右边界距离为一个边坡高度H，坡顶到模型左边界距离为H，坡顶到模型底边界距离为H。
注：左侧自然斜坡平均坡率约1:1.5，岩土体类型为砂岩，现场赤平投影分析结果为呈小角度相交，但经进一步运动学分析，平面滑动可能性较小，且发生倾倒破坏、楔形体破坏的可能性均较小，但需考虑因风化作用有崩塌碎落情况需设置被动防护网保障行车安全。赤平投影运动学分析，之前已经和大家分享过了，再次不再赘述，直接上图。
据此可以进行路堤本身的稳定性分析啦，采用Bishop法对高填方路堤边坡进行计算，天然工况下稳定系数为1.580，且路堤沿斜坡地基滑动的稳定性高，稳定系数很大，经不平衡推力法（显式）计算稳定系数大于5.0，符合定性判断结果，边坡模型全局最小稳定系数为1.580＞1.35，满足设计要求。,分析结果如下：
暴雨地震工况计算结果同样满足设计要求，因此根据地勘报告及稳定性分析结果，该段高边坡在三种计算工况下均为稳定状态，整体稳定性较高，均满足规范要求，参考项目区高路堤边坡的建设经验，设计思路如下：采用填石路堤，一级坡8m分级，一级边坡坡率为1:1.5，二级坡12m分级，二级边坡坡率为1:1.75，三级边坡为1:2.0，每级边坡设置2m宽平台，边部采用码砌，配合设置截排水设施。左侧自然斜坡平均坡率约1:1.5，岩土体类型为砂岩，现场赤平投影分析结果为呈大角度相交，考虑因风化破碎后有崩塌碎落情况，需设置被动防护网保障行车安全。典型断面图如下：
在挖方边坡中，也同样会遇到坡顶有潜在较陡边坡，需要同样进行稳定性分析，因此在现场发现此问题需要及时和路线测量沟通，测量范围要扩大至基岩出露或较缓边坡处，防治产生潜在危害。本项目一处深挖方上部较陡斜坡经计算潜在滑动面稳定系数为1.755，稳定，不需要进行额外防护。立面图设计如下：
