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毕业设计

哈尔滨铁道职业技术学院

毕业设计

设计题目贵州惠兴高速公路路基施工组织设计

学生姓名宫晓东

专业班级城市轨道交通工程技术三班

指导教师刘慧玲

城市轨道交通学院

1日2012年5月

哈尔滨铁道职业技术学院

毕业设计

开题报告

专业班级城轨三班

设计方向路基施工组织设计

学生姓名宫晓东

指导教师审查意见：

指导教师签字：

年月日

贵州惠兴高速公路路基施工组织设计

一、选题的意义与背景

本人于2011年6月1日起在中铁三局贵阳惠兴高速公路实习，实习内容为路基技术与测量，主要配合路基主管和测量主管在安全的前提下完成每天的任务。

选题的目的及意义：

1、综合运用在校所学的测量基础、专业基础和专业知识，锻炼和提高解决实际工程问题的能力，树立正确的组织思想，培养良好的职业道德。

2、结合毕业设计题目进行调研、收集资料了解和掌握所要设计的路基基础施工方案及测量的可行性和重要性。

3、通过毕业设计，学会运用各种设计规范、标准图案、设计手册、技术参考书等有关技术资料，掌握并运用现代绘图手段和方法。

4、通过毕业设计严格的基本训练，学会工程设计方法、程序、编制技术文件，掌握设计要领和技巧，在设计中教师的指导下通过方案的确定和方案比较的锻炼，基本达到能独立完成设计方案和设计图纸的能力

5、通过毕业设计，提高工程设计的理论水平和撰写论文的能力，初步具备独立进行工程设计及科研工作的能力。

二、毕业设计的主要内容

要包括以下内容：

1施工测量

2线形设计

3边坡稳定性分析

4挖方、填方方案方法

5路基施工要求及注意事项

65800简单使用说明

7结论

三、参考文献

[1]中华人民共和国行业标准，公路路基设计规范（JTGD30-2004），北京：

人民交通出版社，2004

[2]中华人民共和国行业标准，公路工程技术标准（JTGB01－2003），北京：

人民交通出版社，2003

[3]方左英，路基工程，北京：

人民交通出版社，1987

[4]梁富权，刘毓栋，路基路面工程，北京：

人民交通出版社，1994

[5]邓学均，路基路面工程，北京：

人民交通出版社，2000

[6]陆鼎中，程家驹，路基路面工程，上海：

同济大学出版社，1992

四、设计时间安排

确定题目：

2011年6月至2012年3月

现场调研：

2011年6月至2011年9月

查阅文献：

2012年3月至2012年4月

资料整理分析：

2012年4月至5月

编写设计、总结：

2012年4月至2012年5月

打印、提交、送审设计，准备答辩：

2012年5月至6月

哈尔滨铁道职业技术学院

毕业计任务书

设计题目贵州惠兴高速公路路基施工组织设计

学生姓名宫晓东

专业班级城轨三班

指导教师刘慧玲

城市轨道交通学院

2012年5月1日

题目名称：

路基施工组织设计

任务内容：

包括内容、计划、时间安排、完成工作量与水平具体要求

内容包括：

1．路基施工前的测量工作

2．路基线形设计的方法

3．边坡稳定性分析

4．路基挖填方施工方法及注意事项

5．路基施工注意安全事项

6，计算器5800使用方法

计划及时间安排：

1、确定题目：

2011.06至2012.04

2、现场调研：

2011.06至2011.09

3、查阅文献：

2012.03至2012.04

4、资料整理分析：

2012.04至2012.05

5、编写设计、总结：

2012.04至2012.05

6、打印、提交、送审设计，准备答辩：

2012.05至2012.06

其中：

参考文献篇数：

5篇

图纸张数：

13张

说明书字数：

55014字

专业负责人意见：

签名：

年月日

贵州惠兴高速路基组织设计

摘要

本设计为贵阳惠水至兴仁高速公路K8+400～K9+800段，设计主要包括六大部分：

施工测量、线形设计、边坡稳定性分析、挖填方方案方法、路基施工要求及注意事项及5800计算器的简单使用。

路线全长1.4公里，包括平、纵、横设计，每幅路基宽13米。

采用双向四车道，有涵洞三座，人行通道两座。

施工测量是路基设计与施工的开始，路基设计主要包括线形设计及边坡稳定性分析。

本路段挖填方极多，因此详细的介绍了挖填方的方法及注意事项，且本路段有一处用到土工格栅。

为了强调安全施工加上了施工要求及注意事项。

最后加上测量及交底时用到的5800计算器的简单使用。

关键词：

高速公路；测量；路基工程；综合设计；土工格栅；挖方、填方；

目录

1施工测量…………………………………………………………………………………1

1.1导线复测………………………………………………………………………………1

1.2中线复测………………………………………………=………………………………1

1.3校对及增设水准点……………………………………………………………………1

1.4路基放样………………………………………………………………………………1

2线形设计…………………………………………………………………………………2

2.1线形设计的一般原则………………………………………………………………2

2.1.1平面线形应与地形、地物相适应，与周围环境相协调…………………2

2.1.2保持平面现行的均衡与连接………………………………………………2

2.1.3平曲线应有足够的长度………………………………………………………2

2.2平面现行要素的组合类型…………………………………………………………3

2.3本路段线形设计情况………………………………………………………………3

3边坡稳定性分析………………………………………………………………………3

3.1边坡稳定原理…………………………………………………………………………3

3.2边坡稳定性分析的计算参数………………………………………………………4

3.2.1土的计算参数……………………………………………………………………4

3.2.2边坡的取值3.3边坡稳定性分析方法…………………………………4

3.4陡坡路堤稳定性………………………………………………………………………4

3.4.1陡坡路堤…………………………………………………………………………5

3.4.2陡坡路基边坡稳定性分析方法……………………………………………5

3.5本工程相关设计分析………………………………………………………………5

4挖方、填方方案方法……………………………………………………………………6

4.1路基挖方………………………………………………………………………………6

4.2路基填筑………………………………………………………………………………7

4.2.1路基压实标准与填料要求…………………………………………………7

4.2.2路基填料处理…………………………………………………………………8

4.2.3路基填筑施工方法……………………………………………………………8

5路基施工要求及注意事项……………………………………………………………9

65800简单使用说明……………………………………………………………………10

6.1程序使用流程………………………………………………………………………10

6.2数据文件的编写……………………………………………………………………11

6.2.1交点法数据文件编辑………………………………………………………11

6.2.2线元法数据文件编辑………………………………………………………11

6.3程序执行………………………………………………………………………………12

6.3.1根据桩号和距中距离计算所求点的坐标、及方位角和水平距离…………………………………………………………………………………………12

6.3.2根据坐标反算桩号和距中…………………………………………………13

7结论………………………………………………………………………………………13

贵州惠兴高速路基组织设计

1施工测量

路基开工前做好施工测量工作，其中内容包括导线、中线、水准点复测，横断面检查与补测，增设水准点等。

施工测量的精度符合交通部颁布实施的«公路路线勘测规程»的要求。

1.1导线复测

当原测的中线主要控制桩由导线控制时，施工单位根据设计资料认真搞好导线复测工作。

原有导线点不能满足施工要求时，进行加密，保证在道路施工的全过程中，相邻导线点间能互相通视。

1.2中线复测

路基开工前全面恢复中线并固定路线主要控制桩，如交点、转点、圆曲线和缓和曲线的起讫点等。

本路段为高速公路，采用坐标法恢复主要控制桩。

恢复中线时注意与结构物中心、相邻施工段的中线闭合，发现问题及时查明原因，并报现场监理工程师或业主。

1.3校对及增设水准基点

水准点间距不宜大于1km，在人工结构物附近、高填深挖地段、工程量集中及地形复杂地段宜增设临时水准点。

如果发现个别水准点受施工影响时，应将其移出影响范围之外，其标高应与原水准点闭合。

增设的水准点应设在便于观察的坚硬岩石上或永久性建筑物的牢固处，也可埋入至少1m的混凝土桩上。

1.4路基放样

路基施工前，根据恢复的路线中桩、设计图标、施工工艺和有关规定钉出路基地界和路堤坡脚、路堑堑顶、边沟、取土坑、护坡道、弃土堆等的具体位置桩。

在距路中心一定安全距离处设立控制桩，其间隔不宜大于50m。

装上表明极号与路中心填挖高，用（+）表示填方，用（-）表示挖方。

在放完边桩后，进行边坡放样，对深挖高填地段，每挖填5m应复测中线桩，测定器标高及宽度，以控制边坡的大小。

取土坑放样时，应在坑的边缘设立明显标志，注明土场供应里程桩号及挖掘深度。

边沟、截水沟和排水沟放样时，宜先做成样板架检查，也可每隔10～20m在沟内外边缘钉木桩并注明里程及挖深。

施工过程中，应保护所有的标志，特别是一些原始控制点。

2线形设计

2.1线形设计的一般原则

2.1.1平面线形应与地形、地物相适应，与周围环境相协调

在地势平坦的平原微丘区，路线以方向为主导，平面线形三要素中以直线为主；在地势起伏很大的山岭重丘区，路线以高程为主导，以适应地形，曲线所占比例较大。

直线、圆曲线、缓和曲线的选用与合理组合取决于地形地物等具体条件，不要片面强调路线以直线为主或曲线为主。

2.1.2保持平面现行的均衡与连贯

（1）尽头不能接以小半径曲线。

长直线和和大半径曲线会导致较高的车速，若突然出现小半径曲线，会因减速不及而造成事故。

（2）高、低标准之间要有过度。

同一等级的道路由于地形的变化在指标的采用上会有变化，同一条道路暗不同设计速度的各设计路段之间也会形成技术标准的变化。

2.1.3平曲线应有足够的长度

汽车在曲线路段上行驶，如果曲线过短，司机就必须很快的转动方向盘，这样在高速行驶的情况下是非常危险的。

同时，如果设置足够长度的缓和曲线，使离心加速度变化率小于一定数值，从乘客的心理和生理感受来看也是不好的。

当道路转角很小时，曲线长度就显得比实际短，容易引起曲线很小的错觉。

因此，平面曲线具有一定的长度是必要的。

为了解决上诉问题，最小平曲线长度一般应考虑下诉条件确定：

（1）汽车驾驶员在操纵方向盘时不感到困难：

一般按6s的通过时间来设置最小平曲线长度，当设计车速为100km/h时，平曲线一般值取1000m，最小值200m。

（2）小偏角的平曲线长度：

当路线转角a≤7°时称为小偏角。

当转角等于7°时，平曲线按6s行程考虑；当转角小于7°时，曲线长度与a成反比增加；当转角小于2°时，按a=2°计。

2.2平面现行要素的组合类型

平面线形的几何要素为直线、圆曲线和缓和曲线，这三种基本现行要素可以组合得到多种平面线形的形式。

就公路平面线形设计而言，主要有基本型、S型、卵型、凸型、C型和复合型六种。

2.3本路段线形设计情况

本路段为K8+400～K9+800，由直线和圆曲线连接，起点桩号K8+400，JD桩号K8+153.77，终点桩号K9+800。

圆曲线的几何要素为：

偏角a=90°，半径R=4172.98m

切线长Ty=R·tana/2=679.62m

曲线长Ly=（π·a·R）/180=1347.41m

外矢距Ey=R·（seca/2-1）=54.98m

校正数Jy=2Ty-Ly=11.83

3边坡稳定性分析

3.1边坡稳定原理

滑动面的形状与土质有关。

对于粘性土——圆柱形、碗形。

对于松散的砂性土及砂土——平面。

如果下滑面是单一平面——静力的平衡问题。

如果下滑面具有两个破坏面——超静定问题。

求解这些静不定问题——作出某些假设：

（1）在用力学边坡稳定性分析法进行边坡稳定性分析时，按平面问题来处理。

（2）松散的砂性土和砾土具有较大的内摩擦角和较小的粘聚力，边坡滑塌时，破裂面近似平面——直线破裂面法。

（3）年形如具有较大的粘聚力，而内摩擦角较小，破坏时滑动面而有时象圆柱形象碗型，通常近似于原曲面——圆弧破裂面法。

3.2边坡稳定性分析的计算参数

3.2.1土的计算参数

边坡稳定性分析所需土的试验资料：

（1）对于路堑或天然边坡：

原状土的重量γ（KN/M3）、内摩擦角φ（°）和粘聚力c（Kpa）。

（2）对路堤边坡：

与现场压实度一致的压实土的实验数据。

数据包括压实后土的重量、内摩擦角、粘聚力。

对于直线法和圆弧法可通过合理的分段，直接取用不同土层的参数值。

用综合土体边坡稳定性分析，可采用加权平均法。

3.2.2边坡的取值

对于折线型或阶梯型边坡，取平均值或坡脚与坡顶的连线。

3.3边坡稳定性分析方法

路基边坡稳定性分析方法——力学分析法和工程地质法。

（1）力学分析法

数解法:

假定滑动面，按力学平衡原理进行稳定性分析，找出极限滑动面。

图解或表解法：

在计算机和图解分析的基础上，制定成图或表，用查图或查表的方法进行边坡稳定性分析。

（2）工程地质法

根据不同土类及所处的状态，经过长期的生产实践和大量的因素作比拟，采用类似条件下的稳定边坡数值。

3.4陡坡路堤稳定性

3.4.1陡坡路堤

当陆地修筑在陡坡上时，且地面横坡大于1:

2.0或在不稳固的山坡上，路基不仅要分析路堤边坡稳定性，还要分析路堤沿陡坡或不稳定山坡下滑的稳定性。

陡坡路堤边坡稳定性分析假定路堤整体沿滑动面下滑，边坡稳定性分析方法可按互动面形状的不同分为直线法和折现法两种方法。

3.4.2陡坡路基边坡稳定性分析方法

1、直线法

基底为单一破面，土体沿直线滑动面整体下滑时，可用直线滑动面法。

公式：

K=（Q+P）COSaTGφ+Cl/（Q+P）SINa

2、折线法

定义：

滑动面为多个坡度的折线倾斜面时，间滑动面上土体折线划分为若干条块，自上而下分别计算每个土体的剩余下滑力，根据最后一块的剩余下滑力的正负值确定其整体的稳定性。

剩余下滑力等于或小于零时，认为稳定；大于零时则不稳定，必须采取稳定措施。

3.5本工程相关设计分析

本设计任务总长1400m，填方路堤的K8+780横断面中最高填方高度为9.65m，边坡坡度采用1:

1.75.

某横截面初步拟定如图所示：

图一横断面模拟图

路基填方为亚粘土，土的粘聚力为c=20kpa，内摩擦角18°（tgφ=0.32492），容量γ=17kn/m3。

具体步骤如下：

（1）首先绘出K8+780桩号的路堤横断面。

（2）将公路一级换算成土桩高。

布置4辆汽车。

查规范得纵向分布长度L=12.8，一辆车重力Q=550kn，车身宽度b=1.8m，车身之间底净距d=1.3m。

B=nb+（N-1）d+b=4*1.8+1.3+0.6=11.7

h0=NQ/γbl=（4*550）/（17*11.7*12.8）=0.864m

（3）4.5H法确定滑动圆心辅助线。

图二路堤横断面

a、由坡脚E向下引竖线，在竖线上截取高度H=h+h0=9.65+0.864=10.514m得F点。

b、自F点向又线引水平线，在水平线上取4.5H=47.313m得M点。

c、连接边坡脚E和顶点S，依此斜率查表得β1=26°，β2=35°，据此作交于O点，连接MO得最危险圆心位置的辅助线。

（4）本次设计中共绘出五条不同的位置的滑动曲线:

①一条通过路基左边缘处；

②一条通过距路基左边边缘1/4处；

③一条通过路基中线处；

④一条通过距路基左边缘3.25m处；

⑤一条通过距路基右边缘9.25m处。

4挖方、填方方案方法

4.1路基挖方

深挖路堑的边坡应严格按照图纸坡度施工。

若实际地质与勘探的地质资料不符，将提供修改意见报监理工程师审批。

开挖前，充分作好排水设施，设置截水沟以排除路堑上方边坡地表水对边坡坡面的冲刷。

当路堑较深时，横向分成几个台阶进行开挖；路堑既长又深时，纵向分段分层开挖，每层先挖出一通道，然后开挖两侧，使各层有独立的出土道路和临时排水设施。

4.2路基填筑

4.2.1路基压实标准与填料要求

路基压实采用重型击实标准，填料性质应符合规范要求。

液限大于50%、塑性指数大于26的细粒土以及有机质土不得直接用作路堤填料。

为保证路肩的稳定，土路肩培土的压实度要求≥90%；改沟（渠）路堤及沟（渠）底压实度不小于90%。

表1路基压实度指标一览表

表2路基填料指标一览表

4.2.2路基填料处理

当路基填料强度或压实度不能满足上述要求时，为了满足路基整体强度和压实度的要求，路基用土须经过晾晒，以降低路基土的含水量。

路床及路床底面以下掺石灰进行处治，以满足路基填料CBR值的要求。

路基填土掺加石灰的具体处理原则如下：

（1）路床顶面以下0～30范围及0～80cm范围填土均掺加6%石灰处治；从清除耕植土和压实以后的地面起以上0~40cm路基填料掺5%石灰土处治；路基基底若压实度达不到要求，在清表完成后向下翻挖处理采用5%石灰土处治，桥头锥坡、溜坡填筑掺灰处理同相应的一般路基路段，掺灰量以5%计。

（2）路基中部填料按其总体积的70%的土和掺5%石灰处置，施工时可根据土质含水量、施工季节、天气及工期要求等实际情况酌情调整。

施工加宽与路基同步填筑，掺灰量一般与路基相应层位相同。

（3）一般沿（压）河塘路基填筑，清淤后回填50cm碎石土，再用5%石灰处治土回填至道路设计底板处理层顶。

（4）路基填筑完成后采用堆载预压处理的段落，预压期（包含路堤施工期）沉降补偿采用按体积50%同路床掺灰一致计列，50%掺加5%石灰处治计列。

（5）构造物基坑回填土采用5%石灰处治，构造物台背回填采用6%石灰处

4.2.3路基填筑施工方法

在填筑路堤前，应清除地表耕植土，进行原地面碾压，压实下沉补偿土方以10cm计，水田区原地面清表后如地面潮湿则采用翻松掺灰并碾压等措施。

根据这一年的的实际经验，拟定了如下填筑方案：

（1）行车道部分：

零填零挖路段，机动车道下底板掺5%石灰处理并碾压，其压实度≥87%，其上填筑一层各15cm6%石灰处治土，其压实度为90%，再铺筑两层各15cm压实度为93%的6%石灰土，其上铺筑一层15cm压实度为95%的6%石灰土，最后铺筑一层20cm6%灰土，压实度为95%，共80cm。

路基填方大于80cm的路段，路床顶面以下80cm分四层填筑，压实度均需满足95%的要求，80cm以下至少需要填筑两层石灰土，每层15cm,压实度分别满足93%和90%。

（2）非机动车部分：

非机动车道下底板为5%灰土处理，压实度达到87%，其上铺筑一层15cm6%灰土，压实度为90%，最后铺筑一层15cm6%灰土，压实度为93%。

（3）河塘路段：

沿（压）河、塘路段路基填筑前，须将淤泥清除干净，边坡挖成不小于1m宽的台阶，回填50cm碎石土后采用5%石灰处治土分层回填至原地面或路床底，分层压实，压实度≥90%。

（4）桥台施工基坑回填，先回填40cm碎石垫层，再用6%灰土回填至路面结构层底，桥梁台后40m范围内路基全以6%灰土回填至路面结构层底，压实度均满足路基施工要求。

5路基施工要求及注意事项

（1）做好原地面临时排水设施，开挖路基两侧临时排水沟，以降低地下水位，并与永久排水设施相结合。

排除的雨水，不得流入农田、耕地，亦不得引起原有水沟淤积和路基冲刷。

（2）施工中注意挖方段各断面之间路堑边坡的过渡和衔接。

路基开挖时严格按照路基横断面和用地界放样后施工；互通包围范围挖方段路基结合景观设计开挖，避免超挖回填。

（3）为了满足路基整体强度和压实度的要求，路基用土过湿时须经过晾晒、掺石灰处治，以降低路基土的含水量。

路基在填筑前应对场地耕植土进行清除，厚度按30cm计列，然后进行地面压实，压实补偿按10cm计列，并按表5-1中要求的压实度分层夯（压）实。

（4）沿（压）鱼塘、河沟路段，彻底清除淤泥（清淤后塘底土质基本同塘周围好土质）。

（5）路基填筑，必须根据设计断面，分层填筑、逐层压实，分层的最大松铺厚度不应超过30cm，填筑至路床顶面最后一层的最小压实厚度，不应小于10cm。

（6）路基填筑应采用水平分层填筑法施工，即按照横断面全宽分成水平层次逐层向上填筑。

如原地面不平，应由最低处分层填起，每填一层，经过压实检验符合规定要求之后，再填上一层。

（7）若路基填筑几个作业段施工，两段交接处，不在同一时间填筑时，则先填地段，按1：

1坡度分层留台阶。

如能交替填筑，则应分层相互交替搭接，其搭接长度不得小于2m。

（8）压实度按压实标准执行，为保证均匀压实，应注意压实顺序，并经常检查土的含水量、掺灰剂量和拌和的均匀性。

（9）为保证路基边部的强度和稳定，施工时每侧超宽50cm压实；路基每侧超宽50cm填筑压实，施工加宽与路堤同步填筑，严禁出现贴坡现象。

（10）先清除地表的杂草、树根、耕植土等，整平地表。

在新路基外侧开挖临时排水边沟。

临时排水边沟不能和农田排灌沟渠共用，在施工期间不能长期积水。

（11）为了减少路基在构造物两侧产生不均匀沉降而导致路面不平整，对于构造物两侧的一定长度路基范围内，在填筑时需特别注意。

65800简单使用说明

6.1程序使用流程

本程序数据和主程序是分开的，编程时将不同的工程数据存放到不同的数据文件夹里，如A匝道，文件名为A，将匝道A所有的曲线元参数输入A文件里。

运行时只要运行文件名A的程序就可以了，具体运行流程见下图：

图三流程图

6.2数据文件的编写

6.2.1交点法数据文件编辑

交点法编写数据文件时对称型的，即直线段→缓和曲线段→圆曲线段→缓和曲线段→直线段，（如果任意一端没有直线段，则把直线长度看做是0），另外圆曲线两侧缓和曲线的旋转常数必须相等，并且和直线段连接处的半径必须是无穷大。

交点法数据文件编写一般是根据设计图纸提供的平面曲线参数一览表提供的参数来编写，每个弯道包括：

弯道起点方位角（C），交点X坐标（D）,交点Y坐标（E），缓和曲线长度（F,当没有设缓和曲线时，F=0），交点桩号（H），弯道圆曲线半径（R）。

6.2.2线元法数据文件编辑

线元法数据文件编辑适合于各种各样的线形合，特别是大型立交区或者是不规则的线形组合地方，入小区道路、重丘区山路等有特别明显的优点，本程序减少使用者设计参数的输入，特别把直线与缓和曲线以及圆曲线连接的地方只要输入缓和曲线参数就可以了，这样可以