路基課程設(shè)計

1、路基工程課程設(shè)計姓名：蘇強學(xué)號：班級：土木0610班指導(dǎo)老師：侯永峰第一章 概述- 1 -一、設(shè)計任務(wù)- 1 -二、基本資料- 1 -第二章 路基斷面設(shè)計- 3 -一、繪制設(shè)計斷面處的地形圖- 3 -二、路基橫斷面各部尺寸擬定- 3 -三、路基面加寬量計算- 4 -四、繪制路基橫斷面圖- 4 -第三章 路基邊坡穩(wěn)定性驗算- 5 -一、路基面上的載荷- 5 -二、進行初步設(shè)計斷面的邊坡穩(wěn)定性驗算- 5 -三、最終設(shè)計斷面邊坡穩(wěn)定性驗算- 5 -四、填土沿天然地面滑動穩(wěn)定性驗算- 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、施工方法及主要機具設(shè)備-

2、 7 -三、質(zhì)量檢測方法及主要設(shè)備- 9 -附 計算過程及設(shè)計圖- 12 -第一章 緒論一、設(shè)計任務(wù)和目的：本課程設(shè)計根據(jù)所給資料，設(shè)計某一曲線地段路基橫斷面的尺寸并且驗算邊坡穩(wěn)定性，以及施工程序。通過本設(shè)計，可以培養(yǎng)同學(xué)們在已學(xué)知識的基礎(chǔ)上，查閱文獻，進行獨立設(shè)計的能力。二、基本資料：1、線路資料路基設(shè)計時速：160km/h曲線半徑：R=5000m設(shè)計路肩標高：H=194.5m軌型：重型無地下水及地震的影響，年平均降水量200mm，降水量少，無地表水，排水溝按規(guī)范要求進行設(shè)計，地基承載力滿足設(shè)計要求。2、場地地形圖及線路平面圖3、工程地質(zhì)情況土層編號土的名稱土層頂面標高m土層厚度m1殘積土1

3、87.552強風(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（級配碎石）20.03030基床底層（粗礫土）19.025256、參考文獻 鐵路路基設(shè)計規(guī)范 TB10012005 路基工程 劉建坤，曾巧玲，侯永峰。中國建筑工業(yè)出版社，2006。第二章 路基橫斷面設(shè)計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)計包括路基本體設(shè)計和路基附屬結(jié)構(gòu)設(shè)計。在各種路基形式中，為了能按線路設(shè)計要求鋪設(shè)軌道而構(gòu)筑的部分，稱為路基本體。路基橫斷面設(shè)計主要對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)范進行設(shè)計。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、加固結(jié)構(gòu)兩大類。一、 繪制設(shè)計斷面的地形圖二、 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寬的人工護道。三、路基加寬量計算鐵路路基設(shè)計規(guī)范 TB10012005表4.2.4規(guī)定，列車運行曲線半徑為5000m，運行速度為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)計規(guī)范 TB10012005中7.3.3條規(guī)定：路堤邊坡高度大于15m時，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)按下式計算： b= C*M*H 據(jù)地形圖和初步擬定的路基橫斷面尺寸，畫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附圖。第三章 路基邊坡穩(wěn)定性驗算一、路基面上的載荷 在本設(shè)計中，我們?nèi)√钔?、殘積土及換算土柱的重度為18 kN/。根據(jù)鐵路路基設(shè)計規(guī)范 TB10012005附錄A，換算土柱寬度：3.7m、換算土柱高度：3.4m 二、進行初步設(shè)計斷面的

7、邊坡穩(wěn)定性驗算計算原理： 采用圓弧形滑面，并且運用瑞典條分法進行邊坡穩(wěn)定性驗算。穩(wěn)定系數(shù)K的計算公式為： 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） 過重心的垂線與滑裂面相交，交點的切線與水平面的夾角為 內(nèi)摩擦 粘聚力（KPa） 圓弧面長度（m） 采用4.5H法確定危險圓弧滑面圓心軌跡線MI，找出4個可能的滑動面，計算出四個穩(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圓心找出五個可能的滑動面，得出最小穩(wěn)定系數(shù)。我組一共九人，每人計算一個滑動面。小組分工及計算結(jié)果如下：姓 名學(xué) 號任 務(wù)黃 義計算滑動面九，穩(wěn)定系數(shù)K=1.15

8、劉勝光計算滑動面一，穩(wěn)定系數(shù)K=1.92劉祥喜計算滑動面二，穩(wěn)定系數(shù)K=1.50龍振貴計算滑動面三，穩(wěn)定系數(shù)K=1.36曲兆宇計算滑動面四，穩(wěn)定系數(shù)K=1.40段景佳計算滑動面七，穩(wěn)定系數(shù)K=1.41湯 超計算滑動面六，穩(wěn)定系數(shù)K=1.27蘇 強計算滑動面八，穩(wěn)定系數(shù)K=1.88單文娣計算滑動面五，穩(wěn)定系數(shù)K=1.22滑動面六圖示和計算表如下：最終設(shè)計斷面邊坡穩(wěn)定性驗算，滑動面選取圖示：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穩(wěn)定性驗算整體穩(wěn)定性驗算示意圖計算公式： =通過整體穩(wěn)定性驗算，得K=1.651.25 ，滿足規(guī)范要求。計算表

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)計規(guī)范 TB10012005中7.2,I級鐵路應(yīng)選用A組填料填筑基床，當缺乏A組填料時，通過經(jīng)濟比選后可以選用級配碎石或級配砂礫石。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，當選擇D組時應(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，應(yīng)分層填筑每一水平層全寬應(yīng)以同一種填料填筑。二、施工方法及主要機具設(shè)備路基的施工程序及相

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

11、制上填高度；告知現(xiàn)場施工員路寬界限、重新標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實現(xiàn)。通過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)濟運距，從而得出最合理的移挖作填方案。 站場路基土石方調(diào)配面法調(diào)配。 面法調(diào)配的調(diào)配程序：（1）、在站場地形平面圖上畫方格（2）、確定填挖零線（3）、計算每一方格填挖數(shù)量，編制“廣場土石方數(shù)量計算表”。 （4）、進行土石方調(diào)配，選擇施工方法，確定運土線路

12、，并編制“廣場土石方調(diào)配表”。8. 編制路基工程施工組織設(shè)計9. 組織路基工程的開挖或填筑 路基的開挖方法： 對于石方開挖路段，采用從上至下分層爆破的方法開挖，在地形較陡、地表巖石風(fēng)化破碎地段，采用楹動爆破。石質(zhì)整體性較好地段，人工清理地表，潛孔鉆機鉆孔，階梯深孔松動爆破，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，先采用潛孔鉆機沿邊坡面先行加密鉆孔，實施預(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、以機械施工為主、人工為輔的作業(yè)方法進行施工。在達到要求的路基上，將合格的路基填料運到填筑地點，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)計寬度20cm30cm，以保證路基邊坡位置的壓實質(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。碾壓時前后兩次輪跡重疊20cm30cm，并盡快壓到規(guī)定的壓實度（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工程12. 整修及驗收工作l 主要的施工機械選擇： 1）、碾壓機械 羊腳碾壓路機進行碾壓 羊腳碾壓路機壓實深度大而均勻，有很好的壓實效果和較高的生產(chǎn)率，適用于粘性土的壓實，不適用于非粘

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

15、合理配備完成其他輔助施工過程的機械選擇土方施工機械要考慮其他施工方法，輔助土方機械化施工。1、 質(zhì)量檢驗方法及主要設(shè)備據(jù)鐵路路基設(shè)計規(guī)范 TB10012005 6.2.1.中規(guī)定：級配沙礫石應(yīng)采用地基系數(shù)和孔隙率作為指標。并應(yīng)符合表6.2.1-1和表6.2.1-2的規(guī)定。 表6.2.11 基床表層的壓實標準層位填料類別鐵路等級壓實指標細粒土、粉砂、改良土砂類土（粉砂除外）礫石土碎石土塊石土級級級級級級級級級級基床表層壓實系數(shù)K(0.93)地基系數(shù)K(MPa/m)(100)110相對密度 D0.8孔隙率n（%）28292829注：細粒土、粉砂、改良土一欄中，有括號的僅為改良土的壓實標準，無括號的

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

17、)0.91地基系數(shù)K(MPa/m)(100)920相對密度 D0.750.75孔隙率n（%）31313131注：細粒土、粉砂、改良土一欄中，有括號的僅為改良土的壓實標準，無括號的為細粒土、粉砂、改良土的壓實標準。據(jù)鐵路路基設(shè)計規(guī)范 TB10012005 7.3.1 中規(guī)定：級配沙礫石應(yīng)采用地基系數(shù)和孔隙率作為指標。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標準填筑部位填料類別鐵路等級壓實指標細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II級I級II級I級II級I級II級I級II級不浸水部分壓實系數(shù)K0.900.90地基系數(shù)K(MPa/m)8130相對密度D0.70.7