台阶边坡如何设计
台阶边坡,是让一个高挖方从坡底走到坡顶而不形成一整面连续陡壁的做法。您选定一个台阶高度、一个马道宽度和一个坡面角;这三者确定总体边坡角,而总体边坡角确定要搬走多少方量。下面是这些部件如何互相咬合,以及设计在哪里被校核。
定义一级台阶的三个数字
台阶高度是一级台阶的垂直升高。马道宽度是每个坡面顶部留出的水平平台。坡面角是坡面本身的倾角,用度数或 1:1.5 这样的比值表示。
三者并不独立:定住其中两个,第三个就随之确定。允许您选择由哪一个作为派生值、并把它锁定的软件,可以防止这一组参数漂移成一个闭合不上的几何。
台阶边坡——台阶、马道、坡面角
三个数字决定总体边坡角;设计与地面相交之处就是坡脚坡顶交线。
- 平台标高 — 设计要达到的标高
- 台阶高度 — 一级台阶的垂直升高
- 马道宽度 — 每个坡面顶部留出的水平平台
- 总体边坡角 — 由坡脚到坡顶——岩土限值针对的角度
- 坡脚坡顶交线 — 设计与现状地形相交的位置
真正要看的是总体边坡角
岩土限值几乎从不针对单一坡面书写,而是针对从坡脚到坡顶的总体角度,这个角度把各个坡面连同其间的马道一起平均了进去。
取舍因此无法回避。加宽马道会放缓总体边坡角、换来稳定性,但在一个深边坡上每放缓一度都会增加可观的剥离量;把坡面角加陡则相反。设计就是这两种压力被有意识地、而不是偶然地平衡起来的那一点。
马道是有职责的
马道不是多余的空地。它是一道拦截平台,必须挡住从上方坡面落下的材料,而且往往还是养护边坡的设备的通行道路。
拦截马道的宽度历来主要按台阶高度、依据经验规则确定;后续研究发现,地质条件与作业方式同样会改变落石滚落的距离。无论如何,实际下限是一样的:比要在上面作业的机械还窄的马道,是一个无法养护的设计。
设计与地面相交的地方
坡脚坡顶交线,是设计边坡与现状地形相交的位置——填方处为坡脚,挖方处为坡顶。它不是画出来的,是算出来的。
拿一个假想的平面去算,会得到一条现场并不存在的整齐线条;拿实测地形去算,坡脚与坡顶就会像真实地面那样蜿蜒——工程量和图纸本来就该反映这一点。
选定平台标高,土方随之而定
对于一个平台、采场底板或堆场,设计标高是主导土方量的唯一决定。定得高就填方,定得低就挖方。
把挖方与填方体积对标高作图,这一点就变得直观:两条曲线在它们相等的标高处相交,此时场内既不需要借土也不需要弃土。即便最终标高由别的因素决定,这个交点也是一个有用的起点。
能抓出真问题的校核
有五件事值得自动校核:总体边坡角是否超出您的岩土限值、马道是否窄于机械通行所需、边坡在凹角处是否自相交、设计是否根本没有与地面相接,以及顶部是否留下了不完整的最后一级台阶。
这些都不稀奇。它们在模型里都很便宜就能找到,在现场找到则很贵。
常见问题
台阶高度、马道宽度和坡面角有什么区别?
台阶高度是一级台阶的垂直升高,马道宽度是每个坡面顶部留出的水平平台,坡面角是坡面本身的倾角。三者并不独立:定住其中两个,第三个就随之确定。
为什么总体边坡角比单个坡面角更重要?
岩土限值是针对从坡脚到坡顶的总体角度书写的,这个角度把各个坡面连同其间的马道一起平均了进去,所以设计必须满足的是这个数字,而不是某一个坡面的倾角。
把马道加宽会怎样?
加宽马道会放缓总体边坡角、换来稳定性,但在深边坡上每放缓一度都会增加可观的剥离量——把坡面角加陡则相反,而设计正是这两种压力被有意识地平衡起来的地方。
什么是坡脚坡顶交线?
它是设计边坡与现状地形相交的位置——填方处为坡脚,挖方处为坡顶。按假想平面计算会得到一条现场并不存在的整齐线条;按实测地形计算,它会像真实地面那样蜿蜒。
参考来源
在 STREAM 中设计台阶边坡
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