一种浸水路基及其施工方法

摘要

本发明公开了一种浸水路基及其施工方法，属于路基加筋加固和边坡防护技术领域，解决了现有技术中浸水路基的边坡渗流破坏、耐久性差的问题。浸水路基中路堤的顶面设置加固层，路堤的坡面设置防护层，路堤内设置加筋层，加筋层的一端与防护层连接；垫层、加固层和防护层围成用于容纳路堤的容置空间，容置空间的内壁设置透水土工布；垫层、加固层、防护层和加筋层均包括土工格室以及填充在土工格室内的透水料。该施工方法包括如下步骤：在地基上依次形成垫层和路堤，在路堤中形成加筋层；在路堤坡面形成防护层，在路堤顶面形成加固层；在加固层上形成路床，得到浸水路基。本发明的浸水路基及其施工方法可用于道路施工。

权利要求

1.一种浸水路基，其特征在于，包括从上至下依次设置的地基、路堤和路床；

所述路堤的底面设置垫层，所述路堤的顶面设置加固层，所述路堤的坡面设置防护层，所述路堤内设置加筋层，所述加筋层的一端与防护层连接；

所述垫层、加固层和防护层围成用于容纳路堤的容置空间，所述容置空间的内壁设置透水土工布；

所述垫层、加固层、防护层和加筋层均包括土工格室以及填充在土工格室内的透水料；

还包括设于路堤坡脚的混凝土基础；

所述混凝土基础的上端与防护层连接，所述混凝土基础的内侧与垫层连接，所述混凝土基础的下端埋置于地基内；

所述混凝土基础包括从上至下依次连接的斜坡段和竖向段，所述斜坡段的上端与防护层连接，所述竖向段的内侧与垫层连接，竖向段的下端埋置于地基内；

所述斜坡段朝向防护层的一面开设用于容纳土工格室的凹槽，所述凹槽的形状与土工格室的形状相匹配；与斜坡段对应的土工格室内不填充透水料，与斜坡段对应的土工格室嵌入凹槽内。

2.根据权利要求1所述的浸水路基，其特征在于，所述浸水路基边坡坡率为1：0.75~

1.5。

3.根据权利要求1所述的浸水路基，其特征在于，还包括锚杆，所述锚杆的一端与防护层固定连接，所述锚杆的另一端穿过防护层和路堤后与加筋层固定连接。

4.根据权利要求1所述的浸水路基，其特征在于，所述混凝土基础上设有贯穿混凝土基础的排水管，所述排水管内的水流方向为从路堤内至路堤外部。

5.根据权利要求1至4任一项所述的浸水路基，其特征在于，所述加筋层的数量为多个，多个加筋层沿竖向等间距布置，沿垫层至加固层方向，多个加筋层的长度逐渐增大。

6.根据权利要求1至4任一项所述的浸水路基，其特征在于，还包括设于防护层远离路堤一面的模袋，植物生长基和植物种子置于模袋中。

7.一种浸水路基的施工方法，其特征在于，用于如权利要求1至6任一项所述的浸水路基包括如下步骤：在地基上依次形成垫层和路堤，在形成路堤过程中，在路堤中形成加筋层；

在路堤坡面形成防护层，在路堤顶面形成加固层；

在加固层上形成路床，得到浸水路基。

说明书

一种浸水路基及其施工方法

技术领域

[0001] 本发明属于路基加筋加固和边坡防护技术领域，尤其涉及一种浸水路基及其施工方法。

背景技术

[0002] 随着我国交通运输事业的迅速发展，沿河流、水库等修建的路堤将会越来越多。这些路堤常年或季节性浸水，在流水作用下，路堤会出现浸湿、坡脚掏空等问题，或者，由于水位骤降的原因带走路堤内填料，导致路堤失稳或边坡崩坍。因此，做好浸水路堤的防护，对确保行车安全和运输畅通具有重要的意义。

[0003] 浸水路堤是指路堤本体一侧或两侧经受长期或季节性浸水的路堤，浸水路堤除需要具有荷载的能力，还要承受水位变化和水流及波浪的冲击作用。常规路堤由于容易受到水流侵袭导致变形沉降或垮塌，难以用于浸水路段中，浸水路堤防护一直是边坡防护的重点难题。

[0004] 现有技术中，浸水路堤的施工方式大多在路堤边坡采用防渗膜、钢筋混凝土面板和石笼铺砌处理，但是，此种处理方式仅适用于表层的防渗处理，无法解决边坡渗流破坏的问题，而且石笼防护也存在耐久性差的问题。

[0005] 此外，随着城市化进程的加快，城市建筑垃圾不断增多，这些建筑垃圾的堆放不仅占用场地大，会造成土地资源的浪费，还存在后续降解处理的问题，对环境影响较大。

发明内容

[0006] 鉴于以上分析，本发明旨在提供一种浸水路基结构及施工方法，解决了现有技术中浸水路基的边坡渗流破坏、耐久性差、建筑垃圾对环境影响较大中的至少一个问题。

[0007] 本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

[0008] 本发明提供了一种浸水路基，包括从上至下依次设置的地基、路堤和路床；路堤的底面设置垫层，路堤的顶面设置加固层，路堤的坡面设置防护层，路堤内设置加筋层，加筋层的一端与防护层连接；垫层、加固层和防护层围成用于容纳路堤的容置空间，容置空间的内壁设置透水土工布；垫层、加固层、防护层和加筋层均包括土工格室以及填充在土工格室内的透水料。

[0009] 进一步地，浸水路基边坡坡率为1：0.75～1.5。

[0010] 进一步地，上述浸水路基还包括锚杆，锚杆的一端与防护层固定连接，锚杆的另一端穿过防护层和路基后与加筋层固定连接。

[0011] 进一步地，上述浸水路基还包括设于路堤坡脚的混凝土基础；混凝土基础的上端与防护层连接，混凝土基础的内侧与垫层连接，混凝土基础的下端埋置于地基内。

[0012] 进一步地，混凝土基础包括从上至下依次连接的斜坡段和竖向段，斜坡段的上端与防护层连接，竖向段的内侧与垫层连接，竖向段的下端埋置于地基内。

[0013] 进一步地，斜坡段朝向防护层的一面开设用于容纳土工格室的凹槽，凹槽的形状与土工格室的形状相匹配；与斜坡段对应的土工格室内不填充透水料，与斜坡段对应的土工格室嵌入凹槽内。

[0014] 进一步地，混凝土基础上设有贯穿混凝土基础的排水管，排水管内的水流方向为从路堤内至路堤外部。

[0015] 进一步地，加筋层的数量为多个，多个加筋层沿竖向等间距布置，沿垫层至加固层方向，多个加筋层的长度逐渐增大。

[0016] 进一步地，上述浸水路基还包括设于防护层远离路堤一面的模袋，植物生长基和植物种子置于模袋中。

[0017] 本发明还提供了一种浸水路基的施工方法，包括如下步骤：

[0018] 在地基上依次形成垫层和路堤，在形成路堤过程中，在路堤中形成加筋层；

[0019] 在路堤坡面形成防护层，在路堤顶面形成加固层；

[0020] 在加固层上形成路床，得到浸水路基。

[0021] 与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

[0022] a)本发明提供的浸水路基，采用土工格室填充透水料作为垫层、加固层、防护层和加筋层，且在路堤的四周和内部分别设置垫层、加固层、防护层和加筋层，使得垫层、加固层、防护层和加筋层组成形成稳定的、相对密闭的围护结构，能够在保证路基透水的基础上，将外部水体与路堤之间进行隔离，避免路堤在水的作用下软化破坏，有效减少浸水路基在水流侵袭中路堤材料的流失，避免路堤材料受水损害影响发生病害，从而保证浸水路基的稳定性和耐久性。

[0023] b)本发明提供的浸水路基，土工格室是一种具有三维立体蜂窝状结构的新型土工合成材料，具有强度高、延伸率低、侧限能力强、耐磨损的优良特性，在使用时，经过充分张拉并填充碎石等透水料，能够形成具有高强度和刚度的复合层，且其黏聚力也会显著增长，从而能够提高浸水路基的稳定性。土工格室的三维立体蜂窝状片材对其内部的碎石等透水料有着强大的侧限作用，当土工格室内碎石等透水料被夯实，土工格室的网格会形成环箍挤压碎石体，增加土工格室和碎石等透水料之间的摩擦，从而提供锚固力，避免土工格室内填土后在自重作用下沿坡面发生滑动。同时，土工格室还具有施工速度快、质量可控等优点，具有显著的经济效益和环境效益。

[0024] c)本发明提供的浸水路基，此外，通过透水土工布的设置，使得加固层、防护层和垫层均具有排水作用，透水料之间的孔隙以及土工格室上的排水孔共同形成排水通道，在水位波动时，使得路堤内水流渗出，使得内外水压达到一致，从而减小内外水位差带来的渗流影响，在保证路基整体透水的基础上，进一步减少路堤材料的流失。

[0025] 本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

[0026] 附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

[0027] 图1为本发明实施例一提供的浸水路基的结构示意图；

[0028] 图2为本发明实施例一提供的浸水路基的局部结构示意图；

[0029] 图3为图2的a‑a剖面图；

[0030] 图4为图2的b‑b剖面图；

[0031] 图5为本发明实施例一提供的浸水路基中混凝土基础的结构示意图；

[0032] 图6为本发明实施例一提供的浸水路基中混凝土基础的立体示意图；

[0033] 图7为本发明实施例一提供的浸水路基中土工格室的结构示意图；

[0034] 图8为本发明实施例二提供的浸水路基施工方法中加筋层的第一设计原理图；

[0035] 图9为本发明实施例二提供的浸水路基施工方法中加筋层的第二设计原理图。

[0036] 附图标记：

[0037] 1‑地基；2‑路堤；3‑路床；4‑垫层；5‑加固层；6‑防护层；7‑锚杆；8‑混凝土基础；81‑斜坡段；82‑竖向段；83‑凹槽；9‑排水管；10‑模袋；11‑加筋层。

具体实施方式

[0038] 下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本发明的一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。

[0039] 实施例一

[0040] 本实施例提供了一种浸水路基，参见图1至图7，包括从上至下依次设置的地基1、路堤2和路床3，其中，路堤2的横截面形状为梯形，路堤2的底面设置垫层4，垫层4铺满于路堤2的底面，路堤2的顶面设置加固层5，路堤2的坡面设置防护层6，防护层6的顶部高于路基设计水位1.0～1.5m，路堤2内设置加筋层11，加筋层11的一端与防护层6连接，垫层4、加固层5和防护层6围成用于容纳路堤2的容置空间，容置空间的内壁设置透水土工布，垫层4、加固层5、防护层6和加筋层11的结构相同，均包括土工格室以及填充在土工格室内的透水料(例如，碎石)。

[0041] 需要说明的是，为了减少垫层4中透水料的流失，垫层4的底面也可以设置透水土工布，透水土工布满铺与垫层4的底面。

[0042] 同样需要说明的是，考虑到透水土工布的尺寸限制，在实际应用中可以采用多块透水土工布相互缝制得到所需尺寸的透水土工布整体。

[0043] 与现有技术相比，本实施例提供的浸水路基，采用土工格室填充透水料作为垫层4、加固层5、防护层6和加筋层11，且在路堤2的四周和内部分别设置垫层4、加固层5、防护层
6和加筋层11，使得垫层4、加固层5、防护层6和加筋层11组成形成稳定的、相对密闭的围护结构，能够在保证路基透水的基础上，将外部水体与路堤2之间进行隔离，避免路堤2在水的作用下软化破坏，有效减少浸水路基在水流侵袭中路堤2材料的流失，避免路堤2材料受水损害影响发生病害，从而保证浸水路基的稳定性和耐久性。对本实施例的浸水路基进行压实度测试，其压实度能够完全满足规范要求(压实度为94％以上)，基本上能够达到96％。

[0044] 土工格室是一种具有三维立体蜂窝状结构的新型土工合成材料，具有强度高、延伸率低、侧限能力强、耐磨损的优良特性，在使用时，经过充分张拉并填充碎石等透水料，能够形成具有高强度和刚度的复合层，且其黏聚力也会显著增长，从而能够提高浸水路基的稳定性。土工格室的三维立体蜂窝状片材对其内部的碎石等透水料有着强大的侧限作用，当土工格室内碎石等透水料被夯实，土工格室的网格会形成环箍挤压碎石体，增加土工格室和碎石等透水料之间的摩擦，从而提供锚固力，避免土工格室内填土后在自重作用下沿坡面发生滑动。同时，土工格室还具有施工速度快、质量可控等优点，具有显著的经济效益和环境效益。

[0045] 此外，通过透水土工布的设置，使得加固层5、防护层和垫层4均具有排水作用，透水料之间的孔隙以及土工格室上的排水孔共同形成排水通道，在水位波动时，使得路堤2内水流渗出，使得内外水压达到一致，从而减小内外水位差带来的渗流影响，在保证路基整体透水的基础上，进一步减少路堤2材料的流失。

[0046] 需要说明的是，现有交通行业规范《公路路基设计规范》JTGD30‑2015规定浸水路堤2设计中，“水位以下边坡坡率不陡于1：1.75，且不宜采用细粒土填筑”。但是，通过采用本实施例的浸水路基结构能够有效提高浸水路基的稳定性和耐久性，从而能够实现浸水路基边坡坡率为1：0.75～1.5，可减少占地面积和土方量，降低工程造价、减少周边环境的破坏、缩短施工周期等。

[0047] 示例性地，上述路堤2的材料可以为建筑垃圾，采用建筑垃圾作为路堤2的材料，使用大量的建筑垃圾作为路基的内部材料，能够有效减少建筑垃圾的堆放，实现建筑垃圾资源化、无害化利用。

[0048] 为了能够进一步提高上述浸水路基的整体性，上述浸水路基还包括锚杆7，锚杆7的一端与防护层6固定连接，锚杆7的另一端穿过防护层6和路基后与加筋层11固定连接。这样，通过锚杆7的设置，能够将防护层6、路基和加筋层11连接成为一个整体，且防护层6、加筋层11和锚杆7构成的形状为三角形，进一步提高上述浸水路基的稳定性。

[0049] 示例性地，浸水路基的两侧均设置锚杆7，每侧的锚杆7的数量为多个，相邻两个锚杆7之间的距离为2～3m，锚杆7从防护层6的打入角度为10°～30°。

[0050] 对于土工格室，不仅需要保证其具有足够力学强度，还要考虑土工格室的透水率，因此，需要对土工格室的单元格的尺寸如下：单元格的截面形状为菱形，单元格的高度为5～15cm，单元格的边长为15～50cm。

[0051] 为了进一步提高土工格室的透水率，土工格室的单元格侧壁(即土工格室的条带)上可以开设排水孔，排水孔的直径为0.15～0.3cm。

[0052] 对于土工格室的材料，为了保证土工格室具有足够的力学强度，具体来说，其可以为聚乙烯PE、聚丙烯PP或聚酯PET，其中，PE条带的单位宽度屈服拉力≥260N/cm，屈服伸长率≤15％，纵/横向直角撕裂强力≥200N；PP条带的单位宽度断裂拉力均≥1200N/cm，断裂伸长率均≤15％；PET条带的单位宽度断裂拉力均≥1200N/cm，断裂伸长率均≤15％，纵/横向直角撕裂强力≥200N。

[0053] 同样地，为了保证透水土工布的力学强度和透水率，透水土工布的单位面积质量2
为300～500g/m ，其抗拉强度≥10kN/m，断裂伸长率≥50％，撕裂强度≥0.5kN，CBR顶破强‑1 ‑3
度≥3.5kN/m，垂直渗透系数为1×10 cm/s～1×10 cm/s。

[0054] 在实际应用中，路堤2坡脚的稳定性和耐久性对浸水路基整体的影响较大，为了能够进一步提高浸水路基底部的稳定性和耐久性，上述浸水路基还包括设于路堤2坡脚的混凝土基础8，混凝土基础8的数量为多段，多段混凝土基础8沿路堤2纵向分段设置，相邻两段的混凝土基础8之间设有沉降缝。采用碎石混凝土基础8保护路堤2边坡，造价较常规的钢筋混凝土低廉，耐久性较石笼防护高。

[0055] 其中，混凝土基础8由碎石混凝土建造，混凝土基础8的上端与防护层6连接，内侧与垫层4连接，垫层4的两端埋入混凝土基础8的深度为60cm以上(例如，60～100cm)，下端埋置于地基1内，以便固定连接形成整体。由于混凝土基础8为刚性结构，其具有较高的稳定性，在路堤2两侧增设混凝土基础8能够有效提高浸水路基底部的稳定性和耐久性；此外，混凝土基础8的上端与防护层6连接，内侧与垫层4连接，还能够有效固定防护层6和垫层4，从而能够提高整体围护结构的稳定性。

[0056] 对于混凝土基础8的结构，具体来说，其包括从上至下依次连接的斜坡段81和竖向段82，斜坡段81的上端与防护层6连接，竖向段82的内侧与垫层4连接，竖向段82的下端埋置于地基1内。

[0057] 为了能够提高斜坡段81与防护层6之间的连接稳定性，上述斜坡段81朝向防护层6的一面开设用于容纳土工格室的凹槽83，凹槽83的形状与土工格室的形状相匹配，与斜坡段81对应的土工格室内不填充透水料，与斜坡段81对应的土工格室嵌入凹槽83内，从而能够实现斜坡段81与防护层6之间的稳定连接。

[0058] 为了能够保证混凝土基础8的结构强度，示例性地，上述竖向段82的高度为1.0～1.5m，斜坡段81的高度为30～60cm；同样地，为了能够保证混凝土基础8的稳定性，竖向段82在地基1中的埋置深度大于地基1冻结线深度，两者的深度差为0.5～0.6m。

[0059] 考虑到混凝土基础8的设置可能会影响路堤2坡脚处的透水性，因此，上述混凝土基础8上设有贯穿混凝土基础8的排水管9(例如，PVC管或单向排水管9)，排水管9内的水流方向为从路堤2内至路堤2外部，排水管9的进水端埋设在路堤2内。

[0060] 具体来说，排水管9的数量为多个，多个排水管9沿路基纵向水平等间距分布，示例性地，相邻的排水管9之间的水平间距为2～4m。排水管9的进水段埋设在透水土工布内，并由路堤2内向坡脚外保持相对水平方向倾斜3°～5°，从而实现路堤2坡脚内向坡脚外单向排水的功能，具有调节路堤2坡脚内外水压力的作用。

[0061] 示例性地，为了能够提高上述加筋层11对路基整体的加固效果，上述加筋层11的数量为多个，多个加筋层11沿竖向等间距布置，沿垫层4至加固层5方向，多个加筋层11的长度逐渐增大，即加筋层11采用上长下短的非等长布置方式，最上面一个的加筋层11的长度最长，最下面一个的加筋层11的长度最短。需要说明的是，对于加筋层11的长度，其需要超过路基的浸润线3～5m，相邻两个加筋层11的间距为50～80cm。

[0062] 为了能够提高上述路基的整体绿化性，实现路基坡面的绿色防护，上述浸水路基还包括设于防护层6远离路堤2一面的模袋10，模袋10用于植物生长，植物生长基(例如，植耕土)和植物种子置于模袋10中，需要说明的是，植物种子可以根据浸水路基的当地生长环境选择，模袋10通过销钉与防护层6，其中，销钉的直径为12～16mm，长度为10～15cm。这样，通过模袋10的设置能够提高上述路基的整体绿化性。

[0063] 对于模袋10的结构，具体来说，模袋10的侧壁为多层结构，从内至外包括第一土工层(例如，土工布)、支撑层(例如，硬质塑料板)和第二土工层(例如，土工布)；同样地，为了在保证模袋10结构强度的基础上促进植物生长，模袋10的底壁也为多层结构，从内至外包括第一支撑网(例如，钢筋网)、多孔夹层(例如，多孔麻布)、第二支撑网(例如，钢筋网)和透水层(例如，透水土工布)。

[0064] 示例性地，模袋10的形状为平行四边形棱柱，模袋10的上斜表面与下斜表面平行，模袋10的宽度为0.8～1.5m。

[0065] 为了能够利用植物根系加固路堤2，上述模袋10的底部开设用于根系生长的通孔，与模袋10对应的防护层6中，土工格室的单元格形状为螺旋形，通孔与单元格位置相对应。这样，从模袋10中生长出的植物根系通过通孔并进入单元格中，由于单元格形状为螺旋形，使得植物根系会沿着螺旋形生长，从而能够更加有效地加固土工格室内的透水料和路堤2。

[0066] 实施例二

[0067] 本实施例提供了一种浸水路基的施工方法，包括如下步骤：

[0068] 在地基上形成垫层；

[0069] 采用分层填筑的方式形成路堤，在形成路堤过程中，在路堤中形成加筋层；

[0070] 在路堤坡面形成防护层，在路堤顶面形成加固层；

[0071] 在加固层上形成路床，得到浸水路基。

[0072] 与现有技术相比，本实施例提供的浸水路基的施工方法的有益效果与实施例一提供的浸水路基的有益效果基本相同，在此不一一赘述。

[0073] 具体来说，当浸水路基包括地基、路堤、路床、垫层、加固层、防护层、锚杆、混凝土基础、排水管、锚杆和模袋，则上述施工方法包括如下步骤：

[0074] 步骤1：在路堤坡脚位置开挖基础槽，在基础槽中从下至上立模分层浇筑混凝土基础，混凝土基础的底面(即竖向段)在地基中的埋置深度大于冻结线深度，两者的深度差为0.5～0.6m；

[0075] 步骤2：当混凝土基础浇筑至路堤底面时，在路堤底面铺设垫层的下表面透水土工布，在垫层的下表面透水土工布上铺设、张拉、固定垫层的土工格室，固定后的土工格室应保证其每个单元格的形状一致，在垫层的土工格室内填充碎石等垫层的透水料并夯拍密实；

[0076] 步骤3：继续浇筑混凝土基础，在垫层的土工格室上铺设垫层的上表面透水土工布，得到垫层；

[0077] 步骤4：当混凝土基础浇筑至排水管的目标位置时，相对水平方向向下倾斜放置排水管，再继续浇筑混凝土基础至混凝土的目标高度，得到混凝土基础，相邻施工段的混凝土基础之间设置沉降缝；

[0078] 步骤5：采用水平分层填筑、分层碾压方式，形成路堤直至水位线以上1.0m，在形成路堤过程中，在路堤中形成加筋层，得到路堤和加筋层；

[0079] 步骤6：对路堤坡面进行整平，在坡面铺设防护层的透水土工布，在防护层的透水土工布上铺设、张拉、固定防护层的土工格室，需要说明的是，张拉后的土工格室应保证其每个单元格的形状一致，并通过卡件将张拉后的土工格室固定，在坡面上每隔2～3m打设锚杆，锚杆穿过防护层的土工格室、防护层的透水土工布、路堤后与加筋层固定连接，从路堤底部向上，向防护层的土工格室内填充碎石等透水料并夯拍密实，得到防护层；

[0080] 步骤7：在路堤顶面通长铺设加固层的透水土工布，在加固层的透水土工内部上铺设、张拉、固定加固层的土工格室，并向加固层的土工格室内填充碎石等透水料后夯拍密实，得到加固层；将防护层的土工格室和加固层的土工格室用连接件连接；

[0081] 步骤8：在防护层上安装模袋，模袋通过销钉与防护层连接，然后，在模袋中注入拌合的耕植土与植物种子，待充填密实后封闭模袋，在模袋的上表面洒水养护，确保植物生长完好；

[0082] 步骤9：在加固层上按照设计要求形成路床，得到浸水路基。

[0083] 具体来说，加筋层的设计方法，参见图8至图9，包括如下步骤：

[0084] 步骤a：计算未加加筋层时浸水路基的边坡安全系数F；

[0085]

[0086] 式中，Mr为路基边坡填土自重产生的抗滑弯矩(kN·m)，Ms为路基边坡填土自重产生的滑动弯矩(kN·m)，通过改变圆心O点位置，搜索计算以O点为圆心的圆弧滑动面上Mr与Ms比值的最小值；

[0087]

[0088]

[0089] 式中，r为圆弧转动半径(m)；αi为圆心O与Bi点连线OBi与竖直方向的夹角(度)，其中Bi为第i个条块圆弧li的中点；m为沿竖直方向划分的条块总数(个)；li为第i个条块圆弧长度(m)；ci为第i个条块滑动面的总黏聚力(kPa)； 为第i个条块滑动面的有效内摩擦角(°)；Gi为第i个条块的重量(kN)；Fi第i个条块底面的法向作用力(kN)；

[0090] Fi＝(γi'h2i+γih1i)li

[0091] Gi＝(γsih2i+γih1i)bi

[0092] 式中，h1i为第i个条块浸润线上的高度(m)；h2i为第i个条块浸润线下的高度(m)；3
γi’为第i个条块浸润线以下部分的浮重度(kN/m)，γsi’为第i个条块浸润以下部分的饱
3 3
和重度(kN/m)，γi为第i个条块浸润线以上部分的重度(kN/m)；

[0093]

[0094] 式中，γdi为第i个条块的干重度(kN/m3)；γw为水的重度(kN/m3)；θ0为坡面体积含水率(％)；θs为坡体内土体饱和含水率(％)；

[0095]

[0096] 式中，ci’为第i个条块的有效黏聚力(kPa)；ψb为边坡土体进气值(kPa)；θr为边坡土体残余含水率(％)；h0为浸润线高度(m)；β为与边坡土体粒径特征相关的参数；θi为第i个条块滑面处的体积含水率(％)；

[0097]

[0098] 式中，y为圆心O点高度(m)。

[0099] 步骤b：根据设计安全系数F′判断边坡是否需要布置加筋层；

[0100] 当F′≤F时不需要布置加筋层；

[0101] 当F′＞F时，按照步骤c‑f进行加筋层设计；

[0102] 步骤c：计算路基边坡设计安全系数为F′时所需的加筋层总拉力Tmax；

[0103] Tmax＝max(Tth,Teq)

[0104] 式中，Tth为加筋层总拉力计算值(kN/m)；Teq为加筋层总拉力经验值(kN/m)。

[0105]

[0106]

[0107] 式中，γ为路基填土的平均重度(kN/m3)，N为需要铺设的加筋层层数，b为每层加筋层厚度(m)，cg为加筋层附加黏聚力(kPa)，k为考虑路基边坡坡脚φ、边坡填土摩擦角 影响的土压力系数，q为边坡顶部荷载(kN/m)。

[0108]

[0109]

[0110]

[0111] 式中，D0为土工格室加筋土三轴试验试样直径(m)，εa为土工格室加筋土三轴试验试样竖向应变，K为土工格室拉伸刚度(kN/m)，kp为被动土压力系数，a0～a5为计算系数；

[0112] 步骤d：对于高度h≤6m的路基边坡，加筋层沿着边坡高度方向等间距布置。

[0113] 根据加筋层的竖向间距Sv计算每层加筋层的设计所需拉力tr(kN/m)。

[0114]

[0115] 式中，tn为土工格室节点强度(kN/m)；tu为土工格室条带强度(kN/m)；

[0116]

[0117] 步骤e：确定圆弧滑动面以外锚固区内加筋层长度La，锚固区内加筋层长度La不应小于1m；

[0118]

[0119] 式中，Fz为加筋层抗拔安全系数，F*为加筋层与路基填土界面摩擦系数，取η为加筋层与路基填土间非线性作用影响系数＝0.8，σv为加筋层上覆竖向应力(kPa)。

[0120] 步骤f：计算每层加筋层总长度LT。

[0121] 每层加筋层总长度应满足路基边坡整体稳定性要求。

[0122]

[0123] 式中，b0～b2为保证路基边坡整体稳定性的加筋层总长度LT‑O的计算系数。当边坡角度φ位于30°～45°、45°～60°之间时通过线性内插的方式来计算b0～b2。

[0124]

[0125] 每层加筋层总长度还应保证路基边坡不产生沿土工格室的滑动失稳。

[0126]

[0127] 式中，r0、r1为保证路基边坡避免滑动失稳的加筋层总长度LT‑DS的计算系数。当边坡角度φ位于30°～45°、45°～60°之间时通过线性内插计算r0、r1。

[0128]

[0129] 每层加筋层总长度LT取为LT‑O、LT‑DS中的最大值并在边坡内部等长布置。

[0130] LT＝max(LT‑O,LT‑DS)

[0131] 特殊的，当LT‑DS>LT‑O时，每层加筋层总长度LT也可自底层的LT‑DS均匀减小至顶层的LT‑O，即自下而上第j层加筋层的总长度为：

[0132]

[0133] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。