关于高路堤工程地基承载力问题之我见！|边坡工程『支挡|防护』 - 领先的岩土技术社区，岩土领域的媒体、社区与应用平台！

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助理工程师

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只看楼主倒序阅读使用道具楼主发表于: 2008-09-03

前几日，朋友们在“岩土论坛”上展开了讨论，问题集中在如何保证高路堤地基承载力的问题和结构的变形问题。

现就这两个问题，谈谈我的认识。

纵观其讨论，本课题地基承载力问题又可以分解为如下两个问题：

 1）路基地基的承载力问题；
 2）路堤上某个高程处的地基承载力问题。
问题是这样的，假设路堤填高50米，根据路堤自重的分析，在路堤底部，不考虑路面结构重量和行车荷载对该点的压力贡献，该点处的上覆压力至少1000kpa，照这个思路，就将得到如下结论：
1）路基需要提供1000kpa以上的地基承载能力；
2）路堤上某一点，例如10米高处（路基高程为0），路堤填方需提供800 kpa以上的地基承载能力。
我们假设这个分析是对的。对于第一个结论要求，即路基需提供1000kpa以上的地基承载力尚有达到之可能（比如基础为性质非常好的基岩，或者复合地基（比较困难））。而第二个结论则不可能采用经济合理的方式达到。

那么，我就提出一个疑问了：照这个理论，我们根本不能建高填方（超过20米）的路堤。事实上，我们国家建有很多高路堤（有超过60米的）。那么我得到一个结论：
上述分析高路堤对地基承载力的要求的理论是欠科学的。甚至可以说是进入了一个思维误区。
那么上述理论有没有正确的地方呢？有，即对于路堤中的大主应力的分布分析和数值计算（Plaxis）是正确的。但将大主应力等效为地基承载能力则是错误的。

正确理解这个错误，需从地基承载力理论的物理本源说起。从力学本质上说，地基承载力问题和边坡稳定分析问题均属于土的抗剪强度问题（这也是很多边坡稳定分析软件可以进行地基承载力分析的原因），如果我们看土的抗剪强度的摩尔圆或者三轴测试的结果，我们可以得出结论，当围压无穷大（对应于高的路堤），则路堤中心线上任一点，其抗剪强度均无穷大。因此在路堤中心线上任一点均不会发生地基承载力不足而产生的破坏。（如果还是不能完全理解上述理论，可以想想为什么我们在进行地基承载力计算的时候，要考虑深度因子，如果基础埋深很大，还要考虑深度修正？？？？如果对路堤中心线上某点考虑埋深修正，则地基承载力完全可以达到800Kpa。）

那么诸君要问，在路堤中心线的确不会发生地基承载能力不足的问题，那么从路堤中心线向两侧移动会怎么样呢？的确，如果路堤坡度太陡，越往两侧移动，其围压逾小，自重压力相对也小，这个时候会发生抗剪强度不足的破坏，即我们通常所述的路堤失稳。

综合上面分析，我得出如下结论：
单从抗剪强度角度来说，高填方路堤（放坡方案）面临的不是地基承载力问题，而是边坡稳定问题，如果路堤填料比较差，边坡比较陡，则极易发生路堤失稳；如果堤基强度比较差，而堤身填料较好，则非常容易发生沿堤基的非圆弧滑动破坏。
那么诸君又要问，是不是强度够了，边坡失稳问题解决了，整个方案就安全、科学了呢？也不是。我们知道在土力学中还有一个重要问题：即变形问题。在高路堤方案中，变形（即沉降和不均匀沉降）是尤其重要的问题。
首先看总沉降，如果总沉降超过设计允许值，则路面达不到设计高程；而山区公路的不均匀高填方公路，经常发生不均匀沉降，其中不均匀沉降包括两个方面：横向不均匀沉降（有可能导致路面结构纵向裂缝）和纵向不均匀沉降（在沟谷段，极易导致跳车和横向路面结构开裂）。
本工程中采用普通素土混碎石为填料，分层碾压，如果辅以其他结构措施，沉降问题可以解决。

因此，综合上述分析，结合我国高填方路堤设计的经验，我将该工程设计所面临的问题做如下总结：
１）边坡稳定分析问题；
２）不均匀沉降（横向和纵向）问题；

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助理工程师

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只看该作者 1楼发表于: 2008-09-03

一点浅见，欢迎大家批评指正！

离线zndxshm

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只看该作者 2楼发表于: 2008-09-03

填方引起的沉降分为两部分,一部分是由于填料的压密沉降,一部分为地基的变形.而沉降我们更关心的是工后沉降。
目前世界各国关于路堤填土的压密下沉通常是通过压实密度予以保证的。日本的经验认为，92%压实度的铁路路基本体的压缩沉降约为填土高度的0.1%~0.3%（砂性土）和为0.5%~2.0%（粘性土）.另外，对于路基压密工后沉降，德国和日本还采用了一个经验指标。即：s=h*h/3000（单位为米）并在通车一年后渐趋稳定。
而地基的工后沉降尤其是软土地基的工后沉降的远比填料的压密沉降难以控制，所以我觉得高填方的地基也要满足一定的要求。但是满足什么样的要求，是否与填方高度密切相关？请论坛里面的高手告知。
另外，路基必须满足承载力与变形的要求，变形计算采用什么方法？是否是将填土作为荷载进行分层总和法计算？

离线twtw

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只看该作者 3楼发表于: 2008-09-03

承载力如同人的饭量，是个模糊的概念，吃一碗不会饿死，吃三碗也不会撑死。土工结构，包括大坝和路堤，在一般情况下的主要问题是边坡稳定性问题，也是广义的承载力问题（通常所指的承载力是指按变形确定的狭义承载力）。满足狭义承载力的要求，就不存在整体稳定性问题。因为两者的稳定性验算都是建立在抗剪强度基础上，而承载力的安全系数（通常是2~3）可以达到稳定性安全系数的一倍左右。边坡的坡度除了关系到路堤的局部稳定性，也关系到整体稳定性，因为斜坡部分提供了反压，相当于增大了围压。