路基課程設(shè)計(jì)

1、路基工程課程設(shè)計(jì)姓名：蘇強(qiáng)學(xué)號(hào)：班級(jí)：土木0610班指導(dǎo)老師：侯永峰第一章 概述- 1 -一、設(shè)計(jì)任務(wù)- 1 -二、基本資料- 1 -第二章 路基斷面設(shè)計(jì)- 3 -一、繪制設(shè)計(jì)斷面處的地形圖- 3 -二、路基橫斷面各部尺寸擬定- 3 -三、路基面加寬量計(jì)算- 4 -四、繪制路基橫斷面圖- 4 -第三章 路基邊坡穩(wěn)定性驗(yàn)算- 5 -一、路基面上的載荷- 5 -二、進(jìn)行初步設(shè)計(jì)斷面的邊坡穩(wěn)定性驗(yàn)算- 5 -三、最終設(shè)計(jì)斷面邊坡穩(wěn)定性驗(yàn)算- 5 -四、填土沿天然地面滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算- 6 -第四章 施工方法及程序- 7 -一、基床表層和基床底層及下部填土的填料選擇- 7 -二、施工方法及主要機(jī)具設(shè)備-

2、 7 -三、質(zhì)量檢測(cè)方法及主要設(shè)備- 9 -附 計(jì)算過(guò)程及設(shè)計(jì)圖- 12 -第一章 緒論一、設(shè)計(jì)任務(wù)和目的：本課程設(shè)計(jì)根據(jù)所給資料，設(shè)計(jì)某一曲線地段路基橫斷面的尺寸并且驗(yàn)算邊坡穩(wěn)定性，以及施工程序。通過(guò)本設(shè)計(jì)，可以培養(yǎng)同學(xué)們?cè)谝褜W(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上，查閱文獻(xiàn)，進(jìn)行獨(dú)立設(shè)計(jì)的能力。二、基本資料：1、線路資料路基設(shè)計(jì)時(shí)速：160km/h曲線半徑：R=5000m設(shè)計(jì)路肩標(biāo)高：H=194.5m軌型：重型無(wú)地下水及地震的影響，年平均降水量200mm，降水量少，無(wú)地表水，排水溝按規(guī)范要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，地基承載力滿足設(shè)計(jì)要求。2、場(chǎng)地地形圖及線路平面圖3、工程地質(zhì)情況土層編號(hào)土的名稱土層頂面標(biāo)高m土層厚度m1殘積土1

3、87.552強(qiáng)風(fēng)化花崗巖182.5未鉆穿4、填土的物理力學(xué)性質(zhì)土的名稱重度kN/m3粘聚力kPa內(nèi)磨擦角殘積土18.020225、基床的物理力學(xué)性質(zhì)土的名稱重度kN/m3粘聚力kPa內(nèi)摩擦角基床表層（級(jí)配碎石）20.03030基床底層（粗礫土）19.025256、參考文獻(xiàn) 鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范 TB10012005 路基工程 劉建坤，曾巧玲，侯永峰。中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2006。第二章 路基橫斷面設(shè)計(jì)路基橫斷面是指垂直線路中心線截取的截面。路基斷面設(shè)計(jì)包括路基本體設(shè)計(jì)和路基附屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在各種路基形式中，為了能按線路設(shè)計(jì)要求鋪設(shè)軌道而構(gòu)筑的部分，稱為路基本體。路基橫斷面設(shè)計(jì)主要對(duì)路基本體的各組成部

4、分如路基面、路肩、填料、基床、邊坡、路基基底等按照規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)。路基附屬結(jié)構(gòu)是路基的組成部分，是為確保路基本體的穩(wěn)固性而采用的必要的工程措施，包括排水結(jié)構(gòu)和防護(hù)、加固結(jié)構(gòu)兩大類。一、 繪制設(shè)計(jì)斷面的地形圖二、 橫斷面各部尺寸擬定1、 斷面形式 根據(jù)本設(shè)計(jì)的基本資料，路基斷面形式為路堤。路基面設(shè)置三角拱，由路基中心線向兩側(cè)設(shè)置4%的人字排水坡，拱高約為0.15m。2、 路基面寬度根據(jù)鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范 TB10012005 中表4.2.3得，路基面寬度為7.8m，其中路肩寬度為0.8m。3、 基床厚度 根據(jù)鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范 TB10012005規(guī)定，路基床表層厚度為0.6m,底層厚度為1.9m，基

5、床總厚度為2.5m。4、邊坡坡度根據(jù)鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范 TB10012005規(guī)定，該路基邊坡為直線形，坡率為：1：1.5 。5、排水溝根據(jù)鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范 TB10012005，該路基橫坡明顯，故排水溝應(yīng)設(shè)在橫坡上方一側(cè)。排水溝底寬0.4m，深度0.6m，邊坡坡率采用1：1。在排水溝和路基之間修筑2m寬的人工護(hù)道。三、路基加寬量計(jì)算鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范 TB10012005表4.2.4規(guī)定，列車運(yùn)行曲線半徑為5000m，運(yùn)行速度為160km/h的旅客列車，路基面外側(cè)加寬值為b 1=0.2m。鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范 TB10012005中7.3.3條規(guī)定：路堤邊坡高度大于15m時(shí)，應(yīng)滿足以下要求：根據(jù)填料、

6、邊坡高度等加寬路基面，其每側(cè)加寬值b應(yīng)按下式計(jì)算： b= C*M*H 據(jù)地形圖和初步擬定的路基橫斷面尺寸，畫(huà)出的路基橫斷面圖邊坡高度為28.53m,大于15m，因此路基面還需要加寬，b2=C*M*H=0.01*1.75*28.53=0.5m曲線地段路基面內(nèi)外兩側(cè)的加寬值分別為：內(nèi)側(cè)加寬量：b=0.5m 外側(cè)加寬量：b=0.2+0.5=0.7m四、繪制路基橫斷面圖見(jiàn)附圖。第三章 路基邊坡穩(wěn)定性驗(yàn)算一、路基面上的載荷 在本設(shè)計(jì)中，我們?nèi)√钔痢埛e土及換算土柱的重度為18 kN/。根據(jù)鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范 TB10012005附錄A，換算土柱寬度：3.7m、換算土柱高度：3.4m 二、進(jìn)行初步設(shè)計(jì)斷面的

7、邊坡穩(wěn)定性驗(yàn)算計(jì)算原理： 采用圓弧形滑面，并且運(yùn)用瑞典條分法進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性驗(yàn)算。穩(wěn)定系數(shù)K的計(jì)算公式為： 其中土條重力（若分條上存在列車與軌道的換算土柱，仍應(yīng)包括換 算土柱的荷載重） 過(guò)重心的垂線與滑裂面相交，交點(diǎn)的切線與水平面的夾角為 內(nèi)摩擦 粘聚力（KPa） 圓弧面長(zhǎng)度（m） 采用4.5H法確定危險(xiǎn)圓弧滑面圓心軌跡線MI，找出4個(gè)可能的滑動(dòng)面，計(jì)算出四個(gè)穩(wěn)定系數(shù)，確定這一軌跡線上的最小穩(wěn)定系數(shù)，作垂直于MI的直線，在此線上的任意五個(gè)圓心找出五個(gè)可能的滑動(dòng)面，得出最小穩(wěn)定系數(shù)。我組一共九人，每人計(jì)算一個(gè)滑動(dòng)面。小組分工及計(jì)算結(jié)果如下：姓 名學(xué) 號(hào)任 務(wù)黃 義計(jì)算滑動(dòng)面九，穩(wěn)定系數(shù)K=1.15

8、劉勝光計(jì)算滑動(dòng)面一，穩(wěn)定系數(shù)K=1.92劉祥喜計(jì)算滑動(dòng)面二，穩(wěn)定系數(shù)K=1.50龍振貴計(jì)算滑動(dòng)面三，穩(wěn)定系數(shù)K=1.36曲兆宇計(jì)算滑動(dòng)面四，穩(wěn)定系數(shù)K=1.40段景佳計(jì)算滑動(dòng)面七，穩(wěn)定系數(shù)K=1.41湯 超計(jì)算滑動(dòng)面六，穩(wěn)定系數(shù)K=1.27蘇 強(qiáng)計(jì)算滑動(dòng)面八，穩(wěn)定系數(shù)K=1.88單文娣計(jì)算滑動(dòng)面五，穩(wěn)定系數(shù)K=1.22滑動(dòng)面六圖示和計(jì)算表如下：最終設(shè)計(jì)斷面邊坡穩(wěn)定性驗(yàn)算，滑動(dòng)面選取圖示：最終得到最小的穩(wěn)定系數(shù)K值為1.15，在1.15和1.25之間，滿足規(guī)范要求。三、填土沿天然地面滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算整體穩(wěn)定性驗(yàn)算示意圖計(jì)算公式： =通過(guò)整體穩(wěn)定性驗(yàn)算，得K=1.651.25 ，滿足規(guī)范要求。計(jì)算表

9、格如下：第四章施工方法及程序一、基床表層和基床底層及下部填土的填料選擇 路基填料是用來(lái)填筑路基的材料，它的力學(xué)性質(zhì)的好壞直接影響到路基的變形和穩(wěn)定。 據(jù)鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范 TB10012005中7.2,I級(jí)鐵路應(yīng)選用A組填料填筑基床，當(dāng)缺乏A組填料時(shí)，通過(guò)經(jīng)濟(jì)比選后可以選用級(jí)配碎石或級(jí)配砂礫石。路基的基床頂層采用A組填料，基床底層采用A、B組填料，否則應(yīng)采取土質(zhì)改良或加固措施。路堤基床以下部位宜選用A、B、C組填料，當(dāng)選擇D組時(shí)應(yīng)采取加固或土質(zhì)改良。路堤浸水部分的填料應(yīng)采用滲水土填料。使用不同填料填筑路基時(shí)，應(yīng)分層填筑每一水平層全寬應(yīng)以同一種填料填筑。二、施工方法及主要機(jī)具設(shè)備路基的施工程序及相

10、應(yīng)方法：1. 進(jìn)行施工調(diào)查，審核設(shè)計(jì)文件土質(zhì)調(diào)查方法：1) 沿線取土坑2) 填料取土場(chǎng)2. 測(cè)量放線填方路堤坡腳點(diǎn)放樣方法： 解法求取填方路堤坡腳點(diǎn)放樣數(shù)據(jù) 用皮尺量距法進(jìn)行路堤坡腳點(diǎn)放樣在填方路堤實(shí)地用坐標(biāo)放樣等方法標(biāo)定橫斷面的中樁、邊樁自中樁起沿中樁至邊樁方向用皮尺量平距；計(jì)算路堤中樁至坡腳平距，然后計(jì)算出路堤坡腳樁坐標(biāo)，再用全站儀坐標(biāo)法在實(shí)地標(biāo)定路堤坡腳點(diǎn)填方路堤施工進(jìn)行中的測(cè)量工作：1）在路堤坡腳原地面設(shè)立醒目標(biāo)志 2）路堤上填過(guò)程中的測(cè)量工作： 填土厚度，保證填壓精度；每填筑高5m應(yīng)復(fù)測(cè)中線樁，測(cè)定其標(biāo)高及寬度，控制邊坡的大小；根據(jù)復(fù)測(cè)的中樁、邊樁，控制線路線形，根據(jù)其復(fù)測(cè)的高程，控

11、制上填高度；告知現(xiàn)場(chǎng)施工員路寬界限、重新標(biāo)定的坡腳線及上填高度數(shù)據(jù)；用坡度尺檢控邊坡坡面坡度及平整度。3. 征租土地4. 拆遷建筑物5. 修建施工便道6. 設(shè)置排水系統(tǒng)7. 編制土石方調(diào)配方案 土石方調(diào)配方法 區(qū)間路基土石方調(diào)配線法調(diào)配。 線法調(diào)配主要借助于線路縱斷面圖和土積圖來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)線路縱斷面圖和土積圖，可以確定區(qū)間路基土石方調(diào)配的最大經(jīng)濟(jì)運(yùn)距，從而得出最合理的移挖作填方案。 站場(chǎng)路基土石方調(diào)配面法調(diào)配。 面法調(diào)配的調(diào)配程序：（1）、在站場(chǎng)地形平面圖上畫(huà)方格（2）、確定填挖零線（3）、計(jì)算每一方格填挖數(shù)量，編制“廣場(chǎng)土石方數(shù)量計(jì)算表”。 （4）、進(jìn)行土石方調(diào)配，選擇施工方法，確定運(yùn)土線路

12、，并編制“廣場(chǎng)土石方調(diào)配表”。8. 編制路基工程施工組織設(shè)計(jì)9. 組織路基工程的開(kāi)挖或填筑 路基的開(kāi)挖方法： 對(duì)于石方開(kāi)挖路段，采用從上至下分層爆破的方法開(kāi)挖，在地形較陡、地表巖石風(fēng)化破碎地段，采用楹動(dòng)爆破。石質(zhì)整體性較好地段，人工清理地表，潛孔鉆機(jī)鉆孔，階梯深孔松動(dòng)爆破，炮位呈寬孔距、小排距、梅花形布置。塑料導(dǎo)爆管MS雷管微差擠壓爆破，為確保邊坡的穩(wěn)定和平順，先采用潛孔鉆機(jī)沿邊坡面先行加密鉆孔，實(shí)施預(yù)裂光面爆破。 路基的填筑方法： 路基填筑采用水平分層、縱向分段、以機(jī)械施工為主、人工為輔的作業(yè)方法進(jìn)行施工。在達(dá)到要求的路基上，將合格的路基填料運(yùn)到填筑地點(diǎn)，其卸料順序按先兩面?zhèn)群笾虚g，派專人指

13、揮，按規(guī)定數(shù)量均勻卸料，以免影響攤鋪厚度和質(zhì)量。每層路基的攤鋪寬度均大于設(shè)計(jì)寬度20cm30cm，以保證路基邊坡位置的壓實(shí)質(zhì)量和邊坡整修的凈寬。10. 組織路基的平整工作 路基的碾壓方法： 碾壓遵循先低后高、先輕后重的原則，直線段由路基兩側(cè)向中心碾壓，有超高的曲線段由彎道內(nèi)側(cè)向外碾壓。碾壓時(shí)前后兩次輪跡重疊20cm30cm，并盡快壓到規(guī)定的壓實(shí)度（土）或固體體積率（宕渣）。11. 修建路基支擋建筑物及路基加固防護(hù)工程12. 整修及驗(yàn)收工作l 主要的施工機(jī)械選擇： 1）、碾壓機(jī)械 羊腳碾壓路機(jī)進(jìn)行碾壓 羊腳碾壓路機(jī)壓實(shí)深度大而均勻，有很好的壓實(shí)效果和較高的生產(chǎn)率，適用于粘性土的壓實(shí)，不適用于非粘

14、性土及高含水量粘土的壓實(shí)。 振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行碾壓 振動(dòng)壓路機(jī)壓實(shí)深度較大，最適用于壓實(shí)非粘性土、碎石、塊石及不同類型、不同厚度的瀝青混合料面層。 沖擊壓路機(jī)進(jìn)行碾壓 適用于粉質(zhì)粘土的碾壓，在基底處理或路基補(bǔ)壓時(shí)經(jīng)常使用。2）、土石方施工機(jī)械 路基土石方施工機(jī)械，包括挖、裝、運(yùn)、壓實(shí)等工序的主機(jī)、輔機(jī)及其可換的工作裝置等 常用機(jī)械： 1、鏟土運(yùn)輸機(jī)械：推土機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)和平地機(jī)； 2、挖掘機(jī)械：正鏟挖掘機(jī)、反鏟挖掘機(jī)、拉鏟挖掘機(jī)和抓鏟挖掘機(jī)； 3、工程運(yùn)輸機(jī)械：公路型和非公路型車輛； 4、石方工程機(jī)械：松土器和各種鑿巖鉆孔機(jī)械。 選擇原則： 土方施工機(jī)械的選擇與工程實(shí)際情況相結(jié)合主導(dǎo)施工機(jī)械確定后，要

15、合理配備完成其他輔助施工過(guò)程的機(jī)械選擇土方施工機(jī)械要考慮其他施工方法，輔助土方機(jī)械化施工。1、 質(zhì)量檢驗(yàn)方法及主要設(shè)備據(jù)鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范 TB10012005 6.2.1.中規(guī)定：級(jí)配沙礫石應(yīng)采用地基系數(shù)和孔隙率作為指標(biāo)。并應(yīng)符合表6.2.1-1和表6.2.1-2的規(guī)定。 表6.2.11 基床表層的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)層位填料類別鐵路等級(jí)壓實(shí)指標(biāo)細(xì)粒土、粉砂、改良土砂類土（粉砂除外）礫石土碎石土塊石土級(jí)級(jí)級(jí)級(jí)級(jí)級(jí)級(jí)級(jí)級(jí)級(jí)基床表層壓實(shí)系數(shù)K(0.93)地基系數(shù)K(MPa/m)(100)110相對(duì)密度 D0.8孔隙率n（%）28292829注：細(xì)粒土、粉砂、改良土一欄中，有括號(hào)的僅為改良土的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)括號(hào)的

16、為細(xì)粒土、粉砂、改良土的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。 表6.2.12 級(jí)配碎石或級(jí)配砂礫石的基床表層厚度及壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)填料 厚度（m）基床系數(shù)K（MPa/m）孔隙率(%)適用范圍級(jí)配碎石或級(jí)配砂礫石0.615028路堤級(jí)配碎石或級(jí)配砂礫石0.515028軟質(zhì)巖、強(qiáng)風(fēng)化硬質(zhì)巖及土質(zhì)路塹中粗砂0.113018由鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范TB 10001-20056.2.2.4知：級(jí)配沙礫石應(yīng)采用地基系數(shù)和孔隙率作為指標(biāo)。并應(yīng)符合表6.2.2的規(guī)定（如下）。 表6.2.2 基床底層的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)層位 填料類別鐵 路 等 級(jí) 壓實(shí)指標(biāo)細(xì)粒土、粉砂、改良土砂類土（粉砂除外）礫石土碎石土塊石土級(jí)級(jí)級(jí)級(jí)級(jí)級(jí)級(jí)級(jí)級(jí)級(jí)基床表層壓實(shí)系數(shù)K(0.93

17、)0.91地基系數(shù)K(MPa/m)(100)920相對(duì)密度 D0.750.75孔隙率n（%）31313131注：細(xì)粒土、粉砂、改良土一欄中，有括號(hào)的僅為改良土的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)括號(hào)的為細(xì)粒土、粉砂、改良土的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范 TB10012005 7.3.1 中規(guī)定：級(jí)配沙礫石應(yīng)采用地基系數(shù)和孔隙率作為指標(biāo)。并應(yīng)符合表7.3.1的規(guī)定（如下）。 表7.3.1 路堤基床以下部位填料的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)填筑部位填料類別鐵路等級(jí)壓實(shí)指標(biāo)細(xì)粒土粉沙改良土砂類土（粉沙除外）礫石類碎石類塊石類I級(jí)II級(jí)I級(jí)II級(jí)I級(jí)II級(jí)I級(jí)II級(jí)I級(jí)II級(jí)不浸水部分壓實(shí)系數(shù)K0.900.90地基系數(shù)K(MPa/m)8130相對(duì)密度D0.70.7