膨胀土地区边坡的排水和防护设计【摘要】以高速公路通过膨胀土地区的边坡为例，介绍膨胀土地区高等级公路边坡排水和防护设计，边坡（路堤、路堑）的排水和防护设计及做法，根据不同的土质情况，采用的排水和防护设计的效果进行了评析，总结膨胀土地区利于边坡稳定的排水和防护设计及进行不同的处理方法，为今后类似工程提供参考。
【关键词】膨胀土；边坡；排水；防护；设计
the drainage and protective design of the highway slope in swelling soil area
【abstract】taking the slope in swelling soil area on highway as an example .this paper introduces the drainage and protective design of the of high grade highways in swelling soil area. as well as the drainage, protective design and practice of slopes (embankment and road cutting). according to different soil status,this paper analyzes the effect of the adopted drainage and protective design and summarizes the drainage and protective design facilitating the stability of slopes in swelling soil area and different ways of treatment, providing reference for similar construction in the future.
【key words】swelling soil;highway
slope;drainage;protection;design
自由膨胀率>40%和液限>40%的粘性土可初步判定为膨胀土。
膨
胀土具有吸水膨胀、失水收缩并在胀缩往复中，强度渐渐衰减的性质，对公路路基及边坡有严重的破坏作用。
为确保边坡的稳定，现对边坡排水和防护设计提出一些意见和建议，供大家参考。
1．膨胀土地区边坡的排水和防护设计
在海南西线高速公路，对于采用非膨胀土外包封闭的膨胀土高路堤边坡和膨胀土深路堑边坡的排水和防护，采用了防治膨胀土病害的设计方案。
1．1路堤边坡和排水与防护设计
非膨胀土外包封闭的膨胀土高路堤边坡采用普通路基的边坡坡比。
边坡防护应采取防水、排水、坡石防护等措施。
在填土高度超过10m的高路堤坡面，应避免采用厚重的坡石防护，以避免坡石防护破坏后，促使坡面土体破坏，坡面水渗入深层的膨胀土层，引起较大范围的坡体失稳、滑坍，导致治理困难，耗资巨大。
因此，高路堤边坡，特别是处于路线凹形竖曲线底部的高路堤边坡的排水和防护可采取这样的原则：①缩短雨水的坡面滞留时间；②减少雨水在坡面的区域汇集量；3使坡石防护充分发挥排水功能，并具有较好的稳定性和轻型的特点。
其具体措施为：在路肩上设置拦水带，在路线凹形竖曲线底部应适当加高拦水带，甚至设置边沟，使路面水能迅速由急流槽排出路基，避免边坡被路面水冲刷。
坡面上间隔15m设一条急流槽（截面尺寸：0.35*0.5米），急流槽间设2条小的急流槽，即泄水槽（截面尺寸：0.2*0.3米），为防止基底滑动，槽底可设凸榫嵌入基底中，这些急流槽用7.5#砂浆砌砖，并用10#
砂浆抹面。
急流槽间按坡h为1米间隔设倒v形拦水板（混凝土预制块），拦截坡面水，将水汇入急流槽，其间坡面铺草皮。
海南西线高速公路的两段处于路线凹形竖曲线底部的膨胀土高路堤采用
这种边坡排水和防护，已使用三年，边坡防护至今完好。
因此，对于非膨胀土外包封闭的膨胀土路堤，这种边坡防护不失为一种经济、有效的边坡防护。
填方路堤横断面及防护设计图（见图一）。
1.2路堑边坡的排水和防护设计
膨胀土路堑边坡的排水和防护，应视土质，周围环境、气候、水文条件等情况，做好排水和防护措施。
特别是应做好对软弱层（强膨胀土层）和地下水的勘察和处理。
其原则是以治水为本，结合防护的原则。
对水采用疏、截、排等综合措施。
以海南西线高速公路一段膨胀土深路堑边坡为例。
该路堑边坡h 约17米。
边坡点为台地，地形平坦，地面降水滞流，边坡其地质状况从坡顶由上到下为①含砂高液限粉土，层d为4~7米；②高液限粘土，层d为13~15米；③低液限粘土，层d为3~5米；经土工实验，对土的物理力学指标进行测试叛定，（1）含砂高液限粉土为非膨胀土，其渗透系数较大；（2）高液限粘土又分为两种土质：弱膨胀土（层d为11~13米）和中膨胀土（层d为2~3米）。
（3）低液限粘土层内上顶部普遍分布有一层弱胶结状的贝壳碎屑夹粉质土，由于该层透水性较强，对工程的影响较大，另划分一亚层。
（4）弱胶结状贝壳碎屑夹低液限粉土。
依据该边坡的地质状况，按膨胀土深路堑边坡设计，边坡采用阶梯式边坡，坡度为1：2。
根据以治
水为本的原则，首先治理地下水。
注意到边坡顶为一台地，地面降水滞流1含砂高液限粉土层渗透系数大，所以该土层在雨季会存在潜水，而开挖的边坡揭露了该土层，潜水有从边坡出露的趋势，因此，为拦截这一出露的潜水，在含砂高液限粉土底板下0.5~1米处设一平台，该平台内侧设排水沟，在排水沟迎水平面边坡坡面采用砂浆封闭，h为0.3米，而弱胶结状贝壳碎屑夹低液限粉土层，因透水性强，在雨季易存在微承压水。
注意到弱胶结状贝壳碎屑夹低液限粉土层与坡脚高差仅1~2米，该层地下水易于出露坡脚，软化中膨胀土，对边坡稳定极为不利，因此，坡脚的弱胶结状贝壳碎屑夹低液限粉土层设盲沟，以汇集该土层内的地下水，导向低洼处。
同时，采用砂砾土换填坡脚中膨胀土，换填b为5米。
对于地表水的治理，可采取在坡顶以外5米处设坡顶截水沟，在坡面上间隔5米设一急流槽，急流槽底面设凸榫。
急流槽间按间隔1.5米的坡高设一弧形拦水板（弧顶设伸缩缝），拦截坡面水，将水引入急流槽，其间坡面铺草皮。
路基边沟外侧设挡墙，其基底低于弱胶结状贝壳碎屑夹低液限粉土层，埋置在砂砾土层，墙背设反滤层（见图2）。
2.结束语
（1）缩短水在边坡的滞流时间；（2）减少水在边坡的区域汇集量；（3）使坡石防护充分发挥排水功能，并具有较好的稳定性和轻型特点的设计原则，对上述的高路堤边坡，特别是处于路线凹形竖曲线底部的高路堤边坡和深路堑边坡都是适用的。
只是路堑边坡因考虑美化公路景观而采用弧形的拦水板，而弧形拦水板弧顶设伸缩
缝是为适应边破可能产生的膨胀变形而设。
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