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施工組織設計是指導施工的技術文件。但是,它是在工程開工前編制完畢的,這就會導致難免在開工后與施工實際情況會有不相符合的地方。為達到指導的目的必須對施工組織設計進行必要的修改,本文結合公路產品自身的特點,探討公路工程項目施工組織設計的規(guī)范管理模式。
2公路工程項目施工組織設計管理中存在的問題及分析
公路工程項目施工組織設計管理中存在的問題主要表現(xiàn)在以下幾個方面:施工組織設計的內容未全面規(guī)范;施工組織設計重技術輕管理的現(xiàn)象嚴重;編制施工組織設計人員的現(xiàn)代管理理論知識缺乏、經驗不足、編制手段落后。
2.1施工組織設計的內容未全面規(guī)范
管理規(guī)范化,就是要體現(xiàn)管理過程的系統(tǒng)性,管理內容的全面性、合理性,管理功能的有序性和管理方法的科學性。而現(xiàn)階段在公路工程項目施工組織設計中,僅僅規(guī)范了設計階段和招投標階段的施工組織設計內容,未對實施階段的施工組織設計內容全面系統(tǒng)規(guī)范,不符合現(xiàn)代科學管理的系統(tǒng)管理原理,使局部脫離了整體,管理整體功能處于無序狀態(tài),這將對發(fā)揮施工組織設計的整體功能造成嚴重影響。
2.2施工組織設計重技術輕管理的現(xiàn)象嚴重
盡管有的施工組織設計編制了技術組織措施的內容,但也僅從確保工程質量、安全、進度方面提出了相應的保證措施,工程技術性措施較強,管理措施較為薄弱,可操作性差,組織措施、經濟措施及合同措施不力。因此,這樣的施工組織設計是一種工程技術性的施工組織文件。從工程項目管理的角度還缺少施工部署措施、風險管理措施、全面的技術組保證措施和全面的施工組織設計技術經濟指標。
2.3設計人員的理論知識缺乏、經驗不足、編制手段落后
目前我國公路建設項目施工組織設計的工程技術人員,大多數(shù)是大中專以上的學歷,除工程管理專業(yè)外普遍存在現(xiàn)代管理理論知識缺乏的現(xiàn)象,這就直接影響到編制施工組織設計的質量和水平和實施施工組織設計的管理思路。加上編制人員工程經驗不足,有的甚至出資請人代編,這樣對設計意圖難以達到統(tǒng)籌兼顧;有的不熟悉施工規(guī)范規(guī)程,對單位工程、分部分項工程及各工序的施工工藝技術要求知之甚少,難以協(xié)調貫通。
當前,所累積的建筑施工技術資源得不到有效、充分的應用,特別是其中的智力資源,造成這種現(xiàn)象主要由兩個方面引起:一方面是編制人員自身素質和經驗不足造成的;另一方面是傳播渠道不足不暢通所致。現(xiàn)階段,我國公路工程項目實施階段的施工組織設計編制多數(shù)以手工編制為基礎,人為影響因素多、差錯、漏項層出不窮,編制組員龐大、耗時長,工序、工藝安排、勞動力、設備、材料供應與消耗等無法達到協(xié)調統(tǒng)一,且組織系統(tǒng)自相矛盾,做出的施工組織設計難以達到指導施工、降低消耗、縮短工期和提高質量的目的。
3公路工程施工組織設計規(guī)范化管理的對策
目前公路工程施工組織設計存在的問題,從本質上講,它忽視了技術組織措施、忽視管理、忽視風險,不能適應當前激烈競爭的建筑市場和規(guī)范化管理的需要。因此,只有把工程技術和管理技術結合起來,運用現(xiàn)代科學的管理手段和措施,才能使工程施工方案和各項計劃實現(xiàn)項目的目標,取得最大的社會效益和經濟效益。
3.1建立公路工程項目施工組織設計和施工項目管理規(guī)劃規(guī)范系統(tǒng)
為了減少編制人員重復勞動,相關行業(yè)管理部門應對建筑工程的大中型項目施工組織設計進行收集,運用系統(tǒng)的觀念和方法建立施工組織設計編制工作的標準,從而推廣先進經驗。
施工企業(yè)在借鑒國內外先進施工技術時,應改變施工組織設計由技術部門包攬的做法,而應實行誰主管項目實施,就由誰負責主持編制并執(zhí)行的方法。這樣的施工組織設計才能根據(jù)不同工程的特點和要求,根據(jù)現(xiàn)有的和可能創(chuàng)造的施工條件,從技術及經濟上互相比較,從中選出最合理的方案來編制施工組織設計,使技術上的可行性同經濟上的合理性統(tǒng)一起來。同時,施工組織設計內容應簡明扼要,突出目標,要具有競爭性,能體現(xiàn)企業(yè)的實力和信譽。
設計階段的施工組織設計應規(guī)范的內容可參照《公路工程基本建設項目設計文件編制辦法》修改制訂。發(fā)包人和監(jiān)理工程師所要求的施工組織設計內容可以從中截取,小項目可用施工組織設計代替施工項目管理規(guī)劃。
3.2應用現(xiàn)代管理方法編制施工組織設計和施工項目管理規(guī)劃
隨著我國加入WTO組織,給我國建筑企業(yè)帶來了機遇和挑戰(zhàn),我國工程建筑企業(yè)也面臨著國內、國際激烈競爭的形勢,主要表現(xiàn)在技術水平和管理水平的競爭上。為了適應這種形勢,我們在施工項目管理中必須應用現(xiàn)代化管理方法,大力提高管理水平。因此,在施工組織設計和施工項目管理規(guī)劃編制中應予以體現(xiàn),并在技術組織措施中予以規(guī)劃。選用科學方法見表1。
3.3規(guī)范和推廣應用工程項目施工組織設計和項目管理規(guī)劃標準程序軟件
隨著計算機及網(wǎng)絡技術輔助管理功能的不斷加強,現(xiàn)代施工企業(yè)的管理方法已從過去的簡單的靠人處理信息轉向利用計算機和網(wǎng)絡技術處理信息的高智能化階段過渡,計算機輔助管理手段已深入到工程施工管理的各個方面。
目前,有關施工組織設計規(guī)范化軟件的應用開發(fā)已進入實質性階段。如:施工平面圖布置的智能化處理軟件;工程計劃管理軟件:清華大學開發(fā)的自動生成網(wǎng)絡圖的工程項目管理軟件;同望軟件公司開發(fā)的有關工程項目管理的各種軟件等等。
3.4加強工程項目管理知識培訓
項目的競爭,歸根結底就是管理人才的競爭,由于知識的日新月異,迫切需要項目管理人員及時了解和掌握最新的管理知識和技能,因此,有必要對項目經理經常進行繼續(xù)教育。今天的工科大學生就是今后的項目管理者,讓他們盡早地熟悉和掌握有關項目管理的理論知識,對于今后無論是從事施工項目管理還是從事其他工作都將非常有益。為了提高整個項目管理人才隊伍的管理能力,大學階段有關知識的培訓是必不可少的,要重點抓好以下幾個方面的工作:提高對項目管理知識重要性的認識;加強工程項目管理課程的設置;搞活教學形式,給學生提供更多的鍛煉機會。
4結語
公路工程項目施工組織設計規(guī)范化是當前公路建設項目管理工作中迫切需要解決的問題,解決這些問題的重要前提是樹立現(xiàn)代科學管理的系統(tǒng)管理思想和規(guī)范化管理的思想,充分認識和掌握“規(guī)范化”的概念。從而通過規(guī)范化,使施工組織設計和施工項目管理規(guī)劃能有序、有章可循地進行,能真正起到指導施工全過程各項施工活動的作用,從而取得最佳的社會效應。
關鍵詞拋石擠淤;散式擠淤;整式壓載擠淤;可靠性
1、拋石擠淤的概念
拋石擠淤是指在稀軟淤泥中拋填石塊,依靠單塊塊體(塊徑不小于0.3m)的自重或借助外力的振碾,使拋填體沉入淤泥中,形成以塊石為骨架中間充滿淤泥的復合地基[5]。
2、國內拋石擠淤研究情況
國內學者對于拋石擠淤的施工質量效果的有較多研究。楊光煦[6]劉提出了散式擠淤、整體式擠淤的概念,并總結了各自的適應條件:散式擠淤形成的填筑體塊石間充滿淤泥,無側限強度低,只宜用在淤泥稀而淺及呈封閉的情況;散式擠淤宜用塊徑不小于o.3m的塊石拋填;整式壓載擠淤可適用于各種淤泥條件,其形成的填筑體有一定承載力、沉降量較小;整式壓載擠淤的填筑體根據(jù)接底情況不同分為懸浮式、接底式及側向約束式三種結構型式。蔣亞,張文淵[5]等提出了整合散式擠淤、整體式擠淤并提出拋石擠淤綜合法的概念,提倡用振動碾壓的方法來提高拋石擠淤的可靠性和對淤泥深度的適應性。余海忠等人[3]提出了強夯擠淤和爆破擠淤等概念,提高了對淤泥處治深度的適用性。
3、拋石擠淤在道路工程中的應用情況
拋石擠淤在城市道路工程和公路工程中的應用較多。現(xiàn)在主要應用于道路等級和荷載等級較低的公路和城市道路,高速公路、城市主干路、城市快速路有趨于保守避開不用的趨勢。《公路軟土地基路堤設計與設計技術細則》和《城市道路路基設計規(guī)范》把拋石擠淤納入小于3米的淺層地基處理方法中。前者對拋石的材料和粒徑有規(guī)定,介紹了具體的施工細節(jié),并指出本方法不宜用于高速路的路基工程。后者規(guī)定了拋石高度高出淤泥層或地表水不小于0.5米,寬出路基0.5米~1.0米,并指出拋石擠淤不宜用于快速路和主干路的路基工程。市道路相應的驗算規(guī)范[2]并沒有對拋石擠淤形成的填筑體提出諸如壓實度、孔隙率或彎沉等技術指標有具體規(guī)定。拋石擠淤形成的填筑體不需要單獨檢測和驗收。
4、拋石擠淤的填筑體質量可靠性問題
《公路路基設計規(guī)范(JTGD30-2015)》規(guī)定了填石路堤在不同層的最大粒徑規(guī)定和孔隙率控制指標,填土路基規(guī)定了不同層位的最大粒徑規(guī)定、CBR值、彎沉值等控制指標,而拋石擠淤僅規(guī)定了最小的粒徑,其最小粒徑大于填石路堤在上路堤層位的最大粒徑,且沒有任何重要的控制指標,所以筆者認為拋石擠淤形成的填筑體與填石路基、填土路基相比,其質量可靠性在理論上相對較低。即拋石擠淤比換填法處理地基的可靠性要低。根據(jù)楊光煦[6]的觀點散式擠淤形成的填筑體塊石間充滿淤泥,無側限強度低,要注意形成封閉的條件,防止側滑。而如果施工現(xiàn)場不注意選擇合乎規(guī)定的石料,采用整式壓載擠淤的話,則可能產生懸浮式和側向約束式的結構形式,產生較大的后期沉降。《城市道路路基設計規(guī)范》和《公路路基設計規(guī)范》明確提出路床填料的最大粒徑和壓實度。雖然規(guī)范沒有明確禁止拋石擠淤不能處理路床層位上的軟土地基,但拋石擠淤形成的填筑體明顯不能滿足填料的相應要求。鑒于路床土的受力較大,建議不要在路床層位上使用拋石擠淤。
5、工程實例
迅達大道是湘潭市一條交通性主干路。因工期要求,需要把迅達大道跨越一段舊河溝的軟土路基處治方案由“挖出淤泥換填好土”改為“拋石擠淤”。(1)舊河溝的地質勘察情況。上層:淤泥質土②(Qpr):軟塑狀態(tài),孔隙比平均值1.387;成份為黏土,含少許有機質,為靜水或緩慢流水環(huán)境中沉積,并經生物化學作用形成;具高壓縮性及觸變性,標準貫入試驗實測錘擊數(shù)平均值1.5擊。層厚0.5~4.0m。下層:紅黏土③(Q3el):呈硬塑狀態(tài)。(2)拋石的質量和工藝控制。迅達大道挖方段有大量的堅硬的石灰?guī)r(次堅石)。拋石擠淤宜采用粒徑較大的未風化石料,其中0.3m粒徑以下的石料含量不宜大于20%;拋石高度高出淤泥層或地表水不小于0.5米,寬出路基0.5米~1.0米。拋石頂面應采用粒徑小于10cm的塊石或級配碎石填平、碾壓密實[2]。為了方便雨污管線溝槽重新開挖,在管槽底1米以下位置宜選用塊石粒徑較均勻的石塊擠淤。避免過大的石塊增加重新開挖的難度。為增加管線溝槽基礎的強度均勻性和抗震性能,溝槽宜超挖30cm-50cm,并用碎石回填密實。(3)拋石擠淤的工藝流程。拋石擠淤后形成的填筑體可采用多種機械碾壓,有普通的振動壓路機、大功率的振動壓路機、沖擊式壓路機。拋石擠淤實施時,還沒有埋設管線,沖擊式壓路機不會造成設施破壞。良好的機械設備能確保石塊嵌入硬土,并形成較密實的拋石骨架復合體。在原河溝的端部修建重力式擋土墻,防止路基側向移動。(4)彎沉數(shù)據(jù)。周邊場地的彎沉值平均值是360(0.01mm),即彎沉標準值為360(0.01mm),拋石骨架復合體上級配碎石頂?shù)膹澇翜y量代表值為228.6(0.01mm),彎沉測量代表值小于彎沉標準值,拋石骨架復合體彎沉合格。經后續(xù)路基驗收,路基的彎沉測量代表值小于路基彎沉設計值,路床彎沉測量合格。從迅達大道修建好十年多的運營情況看來,道路跨越舊河溝段沒有發(fā)生明顯的后期沉降,瀝青路面狀況佳,沒有發(fā)生比正常路段嚴重的病害,路基軟土處治是成功的。
6、結論
“拋石擠淤”是一種傳統(tǒng)的軟土地基處理方法,該方法具有節(jié)省投資縮短工期的優(yōu)點。從工程實踐中來看,拋石擠淤從技術上可以達到軟土處理的目標要求。拋石擠淤形成的填筑體是路基的分部工程,是隱蔽工程,而規(guī)范沒有提出拋石擠淤形成的填筑體的檢驗方法,僅提出了路基驗收方法。本工程實例從道路質量可靠性出發(fā),對拋石擠淤的質量進行逐級控制,并對拋石骨架復合地基的彎沉值提出了具體的要求。從工程實踐上看,這種方法是可行和可靠的。
參考文獻:
[1]公路軟土地基路堤設計與設計技術細則(JTG/TD31-02--2013)中華人民共和國交通運輸部.
[2]城市道路路基設計規(guī)范(CJJ194-2013)中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部。
[3]余海忠;劉國楠;徐玉勝;胡榮華;拋石擠淤成堤斷面形態(tài)研究[j]中國鐵道科學2011,32(3)
[4]張明鳴、徐衛(wèi)亞、夏玉斌、周先齊拋石擠淤機理及其顆粒流數(shù)值模擬研究[j]中南大學學報(自然科學版)2010,41(1)
[5]蔣亞,張文淵.拋石擠淤綜合法在加固地基中的應用[J]土工基礎,2005,19(6).
關鍵詞: 城市道路路基路基設計 路基強度影響因素 回彈模量 彎沉值
中圖分類號:U41 文獻標識碼:A
城市道路是一個城市現(xiàn)代化的體現(xiàn),是人們對城市最直接的感受,我國現(xiàn)階段城市發(fā)展迅速,新建、改建道路工程數(shù)量也急劇增加,道路投資越來越大,對城市道路的要求也越來越高, 城市道路建設工程不僅要滿足它的實用性,而且要滿足其功能、美觀、文化等多方面的要求,其質量也越來越受到重視。路基作為道路的基礎,是路基路面結構的重要組成部分,是道路的支撐結構,對路面結構的強度和剛度起著決定性的作用,城市道路路基設計是城市道路結構設計重要的組成部分,一旦路基出現(xiàn)質量問題,道路的相關病害也隨之出現(xiàn),不僅城市道路質量、行車安全以及使用壽命均得不到保證,還會帶來重大的經濟損失和不良的社會影響。因此,從設計上保證準確定位和控制路基質量非常重要,其中路基回彈模量和彎沉值是路基設計的重要控制指標。
為了保證城市道路達到良好的交通服務水平,我們需要對城市道路的路基更加重視。本文通過對城市道路路基的影響因素,對實際設計提出了一些處理方法,從而保證了路基質量。
路基是按照路線位置和一定技術要求修筑的帶狀構造物,是路面的基礎,承受由路面?zhèn)鱽淼男熊嚭奢d。路基回彈模量是路基在一定應力級位荷載作用下,卸載過程中的豎向壓力與回彈變形的比值[1]。
1.城市道路路基的特點
城市道路路基的構成較為復雜,主要有原狀土壤和雜填土構成。這類雜填土中一般由建筑垃圾、生活垃圾、糞土、植物根系及少量爐灰等構成,這都是由于城市的地貌特征及城市發(fā)展過度及而形成的;雖然城市道路有良好的排水設施,但由于城市道路經常受兩側建筑物制約,因此導致其所處地勢低洼。每年凍融季節(jié)時期,地下毛細水的上升會影響到城市道路路基的強度和穩(wěn)定性。
而且城市道路顯著區(qū)別與公路的就是其地下管網(wǎng)錯綜復雜,,城市道路路基在施工碾壓過程中經常遇到因地下管網(wǎng)敷設深度不足引起的施工障礙,使得城市道路路基的壓實度難以得到保障;城市道路服務區(qū)域和特點直接決定了城市道路建設不僅作業(yè)面小,而且工期緊,這就使城市道路的路基沒有足夠的時間自行沉降。
2.城市道路路基存在的問題
新建的城市道路大多處于城市邊緣,地表土層多為種植土和腐殖土,改建的城市道路路基受地下水以及各種管線影響長期處于中濕和潮濕狀態(tài),部分路基處于過濕狀態(tài),使得土質變成軟土土質。再加上地下土層中歷史形成的微量植物和地下水產生化學反應,從而造成土層顯示出灰色或者褐色,最終轉變成軟土層。這種土層中具有含水量高、抗震性差、強度差、可伸縮性較強以及孔縫較大的特點,因此城市道路路基設計基本都是針對原有道路路基進行改造。
3.城市道路路基的要求
現(xiàn)行《城市道路工程設計規(guī)范》中對城市道路路基設計的要求主要通過路基壓實度、路基回彈模量及彎沉值進行設計控制,城市道路瀝青路面設計方法和水泥混凝土路面設計方法中,都以回彈模量作為土基的剛度指標[2]在以彈性半空間體地基模型表征土基的受力特性時,可以用回彈模量表示土基在瞬時荷載作用下的恢復變形性質,它是反映土基承載能力的重要參數(shù),因此城市道路路基必須具有足夠的強度、穩(wěn)定性以及良好的抗變形能力和耐久性。
城市道路的特點決定了城市道路路基回彈模量低,而路基頂面設計回彈模量值,對快速路和主干路應不小于30MPa;對次干路和支路不小于20MPa[3]。當路基能滿足上述要求時應采取措施提高路基的回彈模量。設計時根據(jù)具體的情況主要采用淺層處置如換填法、拋石擠淤法或者采用復合地基處理如砂樁法、碎石樁、加固土樁法以及排水法、真空預壓法、堆在法、強夯法等。
4.實際工程方法
太原市從大的地貌上看屬于平坦的沖洪積傾斜平原路基主要由新近堆積的填土與第四系全新統(tǒng)沖洪積的粉土與粉質粘土構成。在汾東商務區(qū)區(qū)域范圍內一條南北向主干路穿過其的部分長4.8km,①層,填土():含有大量的磚屑、煤屑與少量的磚渣、煤渣等,并夾有植物根。稍濕。成份雜亂,不均勻,結構松散。該層層厚介于0.40~1.30m之間,層底埋深介于0.40~1.30m之間,層底標高介于767.40~768.98m之間。
②層,粉質粘土():黃褐色。含云母、煤屑與氧化鐵鋁等,混夾少量的粉土。可塑~軟塑。中等偏高壓縮性。光滑,無搖震反應,干強度中等,韌性中等。該層天然孔隙比平均值為0.784,液性指數(shù)平均值為0.73,標準貫入試驗原始錘擊數(shù)平均值為5.0擊,修正錘擊數(shù)平均值為4.7擊。
該層層厚介于5.00~7.10m之間,層底埋深介于5.90~7.50m之間,層底標高介于761.40~762.78m之間。土質主要為可塑~軟塑狀的粉質粘土,土基回彈模量小于20MPa。
其土質物理力學參數(shù)如下表一:
表一
1)道路路基設計時首先考慮對含水量大的路基進行處理,保證路基的壓實度,保證滿足路基回彈模量以及路床頂彎沉值達到設計要求。道路路基土主要為粉質粘土,含云母、煤屑與氧化鐵鋁等,在含水量不高的中濕或干燥狀態(tài)下是不錯的路基材料,可以考慮路基土翻曬,但受道路建設場地、季節(jié)等制約,難以保證工程進度,保證施工質量及工期設計首先考慮換填法利用機械或者人工對路床以下的軟土進行挖除,并用灰土、砂礫、碎石或礦渣等水穩(wěn)定性好或透水性好材料進行填筑。在對含水量高的粉質粘土地基進行淺層置換處理,并在施工是注意路基臨時排水,尤其是在雨季施工時更應注意此項。防止由于雨水或其它形式的水對路基產生浸泡,從而導致?lián)Q填置換層材料壓實后無法滿足要求時,尤其防止雨季時排水不暢帶來的路基浸泡。換填法的優(yōu)點是地基經過換填處理后與原路基土層相比,承載力提高、剛度增大、變形減小,不僅滿足了其施工荷載和設計強度的要求,而且還可以防止地基的凍脹和調整地基的不均勻性。保證了地基的整體強度。
設計根據(jù)該區(qū)域相近工程的實際經驗確定道施工時對路基清表后鋪筑天然砂礫墊層50-80厘米厚的進行分層碾壓,經過換填后道路路基表面回彈模量大于主干路要求的30Mpa,路床頂實測彎沉值在230-270 (0.01mm)均達到了規(guī)范和設計要求。
2)道路在沿線退水渠及灌溉渠眾多,水渠段路基特別潮濕,在溝渠范圍內路基或涵洞施工時,采用拋石擠淤法,拋石露出水面或軟土面后,應用較小的石塊填平、碾壓密實,再鋪設反濾層填土壓實。該道路設計路基設計要求先打壩、抽水、清淤、整平后,先干插60cm厚的片石碾壓,若片石擠進去或不穩(wěn)定,則再擺放60厘米片石進行碾壓,直至路基穩(wěn)定為止,然后回填30cm厚的砂礫,片石粒徑<30cm,砂礫控制最大礫徑小于10cm。這種處理方法在我市市政道路建設改造工程中經常應用于處理原有漁塘、暗河、天然水塘及泥沼等路段,而且收到了良好的效益。經過路基處理后,路基回彈模量及彎沉值均達到了設計要求。
3)城市道路路基下設置由各種管線,路基溝槽回填設計是城市道路路基由于管道埋設開挖后所進行的城市道路特有的。溝槽回填可采用灰土、砂礫填料,應在路上拌勻,控制在最佳含水量,機械夯實,壓實度應滿足設計要求。溝槽回填土回彈模量應比原有路基模量提高5% -10%以保證回填路基與原路基的變形一致性減小不均勻沉降。溝槽回填的最小寬度應滿足夯實的最小工作寬度,分層回填夯實不滿足最小寬度時,可以采用灌注低標號混凝土的方法回填在滿足壓實度要求的前提下,路基層頂標高與未開挖區(qū)域的路基頂面齊平或略高,不超過10mm 。
5 .結論
本文針對城市道路路基的影響因素結合具體工程的經驗方法、探索了城市道路路基設計中的具體問題和設計方法,對于具體的道路路基處理提出了比較具體的解決方法,討論了一些經驗換填厚度,注意事項,并通過最終的工程檢驗。在今后的城市建設中,城市道路路基處理工程將會越來越多。而其中尚有許多機理、設計、實施與管養(yǎng)方面的技術問題有待探索。為了建立合理的路基設計計算理論和方法,還需進行大量的模型試驗與現(xiàn)場試驗以及工程實踐,以積累更多的數(shù)據(jù)。
參考文獻
[1] JTGD30-2004,公路路基設計規(guī)范【S】
關鍵詞:地鐵地面線;路基橫斷面;設計方案對比;雙側擋墻;U型槽
Abstract: the city subway ground line base section design methods are compared and analyzed, roadbed from the main structure, cost, professional coordination and other aspects of the impact of scheme selection factors, for similar cases to provide reference to engineering design of roadbed.
Key words: subway line to ground; subgrade cross section; design scheme comparison; bilateral retaining wall; U type groove
中圖分類號:U213.1文獻標識碼:A文章編號
引言
城市地鐵地面線路基的設計受眾多因素的影響,除了考慮動力、照明、通信、信號等專業(yè)的布設因素,還受到沿線規(guī)劃、占地及造價等因素的影響;且城市地鐵地面線路基往往處于地下區(qū)間和高架區(qū)間的過渡段規(guī)模較小,本文重點從路基主體工程要求、造價、現(xiàn)有規(guī)劃限制出發(fā)考慮在此情況下路基斷面設計方案對比分析,為相似設計提供參考。
1、工程背景
本段路基區(qū)間所屬南京地鐵項目寧天城際一期工程,該路基段連接地下區(qū)間洞口U型槽敞開段及高架區(qū)間段,總長度約170m,分為路基挖方段和路基填方段;路基位置位于位于現(xiàn)有金江公路路中規(guī)劃綠化帶內,公路兩側主要為田區(qū)和少量房屋,公路高出兩側田區(qū)約2.0m。
本段路基場區(qū)地形較平坦,近地表主要分布可-硬塑的粉質粘土,往下為含礫粉質粘土、卵礫石土、粉質粘土混砂礫土、粉質粘土等,底部主要為白堊系浦口組的泥巖,地下水位于地表以下0.5-1.0m。
2、路基橫斷面的一般設計
考慮到對現(xiàn)有金江公路的占地以及交通流暢的影響,在路基填方段應避免使用兩側放坡的斷面形式。
本文主對U型槽斷面、雙側擋墻斷面兩種斷面形式進行比選設計。
U型槽斷面
(1)路基面寬度
路基面寬度=3.75(m)+3.6+3.75(m),路基面的寬度為11.1m。采用有砟軌道結構形式。
(2)路基斷面形式
本線全部采用有砟軌道結構形式,有砟軌道路基面為三角形,由路基中心線向兩側設4%的橫向排水坡,軌道結構高度840mm。
圖2.1 U型槽斷面填方段(接地下區(qū)間敞口段)
圖2.2 U型槽斷面挖方段(接高架區(qū)間段)
(3)U型槽結構主要設計參數(shù):本路基段U型槽側墻厚400mm,底墻厚500mm,墻高2.0~ 4.5m,采用現(xiàn)澆法。路基填挖方段擋土墻頂面高程與敞開段U型槽頂保持一致,高出地面線1m;路基填方段擋土墻頂面高程高出路肩線1m。
2.2雙側擋墻
路基面寬度
路基面寬度=3.8(m)+3.6+3.8(m),路基面的寬度為11.2m。本線全部采用有砟軌道結構形式。
(2)路基斷面形式
本線全部采用有砟軌道結構形式,有砟軌道路基面為三角形,由路基中心線向兩側設4%的橫向排水坡。
圖2.3雙側擋墻(接地下區(qū)間敞口段)
圖2.4雙側擋墻挖方段(接高架區(qū)間段)
(3)擋墻主要設計參數(shù):采用全現(xiàn)澆懸臂式擋土墻,底頂厚370mm,墻高2.0~ 4.5m,墻趾埋深≥1.05m。
3、路橋分界高度
合理確定路橋分界高度,是降低工程造價的關鍵因素之一。路橋分界高度的確定,取決于以下因素:工程造價、不可再生的土地資源、地質條件、與環(huán)境景觀的協(xié)調。
通過比較分析表3.1的路橋造價可以看出,合理的路橋分界高度不能僅以經濟性單個指標衡量,須綜合考慮各種影響因素。表格3.1以擋墻為例,結合各種因素考慮,路橋分界高度取4.0m;U型槽以此參考也取為4.0m。
表3.1路橋造價對比
4、路基橫斷面的特殊設計
雙側擋墻斷面形式的地基處理采用了PTC管樁,正方形布置,樁徑400mm,間距2.5m,壁厚70mm,混凝土強度等級為C60,樁長約15m左右,靜壓法施工,鋪筑50cm碎石墊層和兩層鋼塑格柵。
U型槽斷面形式的地基處理采用直徑800mm的鉆孔灌注樁,橫向布置3根,橫向間距4.05m,縱向間距5.0m,樁長20m左右。
5、設計分析對比
(1)結構穩(wěn)定及沉降
本次設計結構采用理正軟件進行了結構及基礎沉降簡算,兩種斷面形式結合地基處理方式
均能滿足有砟軌道結構的穩(wěn)定及沉降設計要求;從對比結果看,U型槽結構整體性好穩(wěn)定性也更好,同時結合所采用的鉆孔灌注樁能完成較小的沉降控制。
(2)造價及施工
擋墻斷面設計較U型槽斷面有著較快的施工速度和相對較低的工程造價,在路基較長工期較緊情況可考慮使用該方案。
(3)防水
U型槽斷面較擋墻斷面有著明顯的防水優(yōu)勢,尤其在挖方段,密封的混凝土結構加上防水設計材料,對于挖方較深的路基段落尤其適用;在路基填方段落和挖方較淺段落也可考慮使用擋墻斷面方案。
(4)其他因素
地鐵的設計施工是個系統(tǒng)工程,除了滿足本標段的特殊性外也要考慮其他各標段路基的設計施工情況,同時也要實現(xiàn)各專業(yè)的充分協(xié)調對接,本次設計除考慮前述各因素外與敞開段U型槽的一致性施工和其他各標段路基施工方案的統(tǒng)一性也是設計方案選擇的重要原因,綜合考慮選擇U型槽斷面設計方案。
5、小結
本工程位于金江公路中央綠化帶內,不適合常見的路基雙側放坡斷面;通過對兩種可行的路基方案進行比選,從結構設計的穩(wěn)定、沉降要求、造價及施工、專業(yè)協(xié)調的優(yōu)劣進行對比,逐漸細化選出了在地鐵項目中路基作為地下區(qū)間和高架區(qū)間過渡段情況下,更適合的路基斷面設計方案,為以后類似情況下的路基設計提供參考價值。
參考文獻
《鐵路路基設計規(guī)范》(TB10001-2005)
《地鐵設計規(guī)范》(GB50157-2003)
《鐵路路基支擋結構設計規(guī)范》(TB10025-2006)
[關鍵詞]路基設計;道路建設;設計方案
中圖分類號:TU997文獻標識碼:A文章編號:2306-1499-(2014)11-0006-01
1.引言
隨著我國公路建設規(guī)模的不斷擴大和公路等級的提高,人們對公路設計與施工技術等方面都提出了更高的要求。路基作為道路建設的重要組成部分,不僅是路面建設的基礎,同時也是道路結構的主體。所以,路基設計是否科學合理將直接對道路建設的質量和使用壽命造成影響。為了提高道路建設的質量,節(jié)約道路建設成本,就必須對公路路基進行研究分析。
2.道路建設中路基設計的主要原則
路基是道路的基礎,它的好壞直接關系到道路的質量,因此為了設計出科學合理的路基,需要堅持一定的原則進行設計。(1)保證路基的強度。由于路基不僅要承受自身土石的重量和路面的重量,同時還要承受大量從路面?zhèn)鬟f而來的行車荷載,因此在設計時要注重路基的強度。路基強度指的就是路面以下的基礎強度,在各種壓力的作用下,路基抵抗變形或破壞的能力。當路基達到一定的程度時,才能有效的抵抗外力的作用而避免路面變形,否則將會影響道路的使用,引起路面坍塌而發(fā)生事故。(2)保證路基的整體穩(wěn)定性。由于不同地區(qū)的地質情況具有較大的差別,這就使得道路建設的環(huán)境變得較為復雜。特別是在一些地質條件非常差的地區(qū),路基的修建很容易造成原地面出現(xiàn)不穩(wěn)定的現(xiàn)象,這就可能造成路基的各種破壞問題發(fā)生。因此,針對不同地質的路基設計就要采取相適合的方案,結合實際做到具體問題具體分析,確保地基整體結構的穩(wěn)定性。
3.道路建設中路基的具體設計和規(guī)范
由于不同地區(qū)的地質條件有所不同,因此在進行路基設計時要結合實際進行,做到因地制宜的合理設計,以下就對幾種不同的路基設計進行了分析。
(1)一般城市道路的路基設計。在一般的城市道路中,填高都相對較低,一般低于4m,所以在路基邊坡設計過程中通常使用的是1:1.5的設計比例,如果地面橫坡大于1:15時,需要將填方路基挖成寬度大于2m的臺階,同時設置4%的內向橫坡。另外由于道路完成修建后會在短時間內對兩側的土地進行開發(fā)利用而不會設置邊溝,因此在進行路基邊坡設計時,要考慮到簡易土質排水溝的修建。
(2)填浜路基的設計。對于填浜路基的設計要盡量結合實際進行具體分析。在路基設計中可能會出現(xiàn)暗浜或明浜,如果遇到暗浜通常會將它的覆蓋層揭開,再根據(jù)明浜的處理方法進行相應的處理;而如果遇到明浜通常會設置圍堰、將積水抽干再進行清淤處理,直到恢復成原狀土。同時把邊坡挖成臺階狀,在基底鋪上礫石砂,厚度約為0.3m,在此基礎上在鋪設一層土工布,并用石灰和粉煤灰對其進行回填,當回填到一定的位置時增加一層土工格柵,最后再設置一層30cm厚的封土層。
(3)軟土路基設計。軟土路基的設計需要重視它的穩(wěn)定性和沉降性。軟土地基主要由粘土和粉土等細微顆粒含量多的松軟土、孔隙大的有機質土、泥炭以及松散砂等土層構成,軟土地基具有含水量高、強度低、壓縮性高、抗剪強度低、擾動性大等特點。在進行軟土地基的設計時要充分考慮到路基的填筑,如果遇到軟土層比較厚的情況時,最好進行臨時性的路面鋪筑和養(yǎng)護分期修建的加強等方面的設計。軟土路基常用的處理設計有墊層換填法設計、強夯法設計和拋石擠淤法設計等,這些設計方法能夠有效的使軟土路基的穩(wěn)定性增強和沉降性降低。
(4)過濕段城市道路的路基設計。由于過濕土地具有含水量高、穩(wěn)定性差、承載能力低和易變形等特點,因此在設計過濕路段路基過程中,需要全面統(tǒng)籌的對各種地基條件進行考慮。我國公路路基設計規(guī)范中指出,在進行不良地段的路基設計時,要求最小填土高度最好高于道路床位于中濕狀態(tài)的臨界高度。如果路基設計的標高被約束時,就要求對潮濕或過濕狀態(tài)的路基進行相應的處理,確保處理后的路基回彈模量要高于路面設計規(guī)范要求。所以,在設計過濕段的路基時,通常會注重回填的土質,一般使用的有兩種方法,分別是換填砂礫法和生石灰淺層拌合法。
4.總結
路基作為道路的基礎,如果路基設計出現(xiàn)一點錯誤,都將可能直接影響道路建設的整體質量和使用壽命,從而造成不同程度的財產損失。因此,在進行路基設計時,一定要對各種條件進行綜合考慮,根據(jù)不同的情況設計出合理的方案,確保道路建設的順利進行。
參考文獻:
[1]李文杰.城市道路路基設計[J]. 交通世界(建養(yǎng).機械),2013,06:151-152.
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