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精伊霍山区铁路DK59+735~DK60+530段路基设计

发布于:2015-09-11 08:51:11 来自:道路桥梁/铁路工程 [复制转发]
精伊霍山区铁路DK59+735~DK60+530段路基设计---内蒙古交通职业技术学院毕业设计任务书
一、目的
土木工程专业(道路与铁道工程方向)毕业设计是培养学生综合运用大学所学基础理论知识、专业基础知识及专业知识,结合工程实际从事工程设计、施工及工程概预算,培养学生对工程问题的理解、认识和思考,是实现培养具有初步能力的土木工程师的必要环节,也是学生在校培养的最后阶段。在此过程中,应使在校学生学会从事科学研究、工程设计与施工、工程经济等方面知识及综合运用能力。为将来从事土木工程的科学研究、工程设计与施工打下基础。
二、选题
该组毕业设计取材于正在设计中精伊霍线(精河-伊犁-霍尔果斯)。该地区修建铁路工程时,由于越岭地段岩体构造节理发育,分化剥落剧烈,危岩落石频繁,而且由于线路设计需要,高路堤和深路堑比较常见,故在路基设计中应刷方清楚危岩,可以使用支挡锚固措施,还可考虑使用落石槽、拦石墙或主、被动柔性防护措施,解决这些问题的技术方案是保证路基工程的施工、运营养护、工程安全的前提。每位同学在查找相关文献、学习掌握土工学和路基工程专业知识的基础上,根据路基所经过路段工程地质具体条件的前提下,具体拟定路基工程地基加固并对所提出的方案进行技术和经济比选,最终确定经济上合理、技术较为先进的方案进行路基工程的具体设计计算,绘出必要的工程设计图纸,力争达到技术设计的目标。
三、技术标准
主要技术标准
1、 铁路等级:国铁线下一级,线上二级
2、 正线数目:单线
3、 限制坡度:精河-伊犁20‰,伊犁-霍尔果斯6‰
4、 牵引种类:精河-伊犁电力,伊犁-霍尔果斯暂定内燃
5、 最小平曲线半径:越岭地段800m;其余地段一般1600m,困难地段1200m;
6、 牵引质量:近远期3000吨,远景4000吨
7、 机车类型:暂定电力SS4,DF4D
8、 到发线有效长:850m
9、 闭塞类型:继电半自动
四、设计任务
1. 要求在查阅和收集相关资料和以往工程中所采用的方法的基础上,熟悉该工程的设计资料,对边坡处理的方法进行综述;对不同土类地区路基工程的特性、工程施工、运营过程中可能存在的问题及危害进行叙述。
2. 结合具体工程,提出边坡加固防护处理方法进行方案比较;并确定具体的方案进行计算。
3、边坡稳定性分析与检算
① 边坡稳定分析理论综述;
② 根据边坡土的特性,计算边坡稳定系数方法的合理选取;
③ 检算边坡的稳定性;
3.结合边坡的稳定性计算,进行路基加固设计,路肩悬臂式挡土墙、加筋土挡土墙、扶壁式挡土墙及重力式挡土墙设计;
5. 路基边坡防护措施;
6.绘出相应的设计施工图(计算机绘图)。
六、毕业设计装订要求
毕业设计装订应严格按照“兰州交通大学毕业设计(论文)撰写规范”进行装订。
七、主要参考资料
[1]梁钟琪,《土力学与路基》,中国铁道出版社,1993
[2]公路设计手册《路基》卷,人民交通出版社,1985
[3]铁路工程设计技术手册《路基》卷,中国铁道出版社,1991
[4]《地基处理手册》,中国建筑工业出版社,1988
[5] 中华人民共和国行业标准《铁路路基设计规范》TBJ;中国铁道出版社,;
[6] 中华人民共和国行业标准《铁路路基施工规范》TBJ;中国铁道出版社,
[7] 陈祖煜《土质边坡稳定分析-原理、方法、程序》,中国水利水电出版社,2003
[8] 工程概预算、技术经济等方面的书籍。
[9] 其它有关技术规范、规程、标准及有关支挡结构设计的文献资料;
开题报告内容:(调研资料的准备,设计目的、要求、思路与预期效果;任务完成的阶段内容及时间安排;完成设计(论文)所具备的条件因素等。)
一、调研资料的准备
熟悉精伊霍线的纵断面图,地形图,平面图,路基工点卡,地质说明。以及路基设计的相关规定。
二、毕业设计的目的
土木工程专业是一个综合性很强,实践要求很高的专业。土木工程专业学生毕业后大都从事实际工程工作。所以扎实的专业技能以及娴熟运用的能力对于我们十分重要。毕业设计作为作为一种完整的设计,可以给大家一次系统的掌握专业知识并将其有机的结合起来的机会。毕业设计也是对大学四年的一种总结。通过对所学内容的检测让大家在一次次温习的过程中得到锻炼和提高。
本设计为精伊霍山区铁路路基设计,其中将大量用到土力学,工程地质,路基工程等相关课程,要顺利完成设计还需要大量运用CAD,Excel等软件的帮助,在撰写设计说明书的过程中对Word技巧和排版等方面提出了要求。所以说毕业设计是一种综合性的考察。
三、毕业设计必备资料要目
[1]梁钟琪,《土力学与路基》,中国铁道出版社,1993
[2]公路设计手册《路基》卷,人民交通出版社,1985
[3]铁路工程设计技术手册《路基》卷,中国铁道出版社,1991
[4]《地基处理手册》,中国建筑工业出版社,1988
[5] 中华人民共和国行业标准《铁路路基设计规范》TBJ;中国铁道出版社,;
[6] 中华人民共和国行业标准《铁路路基施工规范》TBJ;中国铁道出版社,
[7] 陈祖煜《土质边坡稳定分析-原理、方法、程序》,中国水利水电出版社,2003
[8] 工程概预算、技术经济等方面的书籍。
[9] 其它有关技术规范、规程、标准及有关支挡结构设计的文献资料;

四、设计计算内容及应提交的设计成果
计算内容:
1. 路基边坡稳定性检算
2. 路基承载力检算
3. 重力式挡土墙设计计算
4. 加筋土挡土墙设计计算
土石方计算
提交结果:
1. 横断面图
2. 挡土墙类型
3. 土石方总量
五、时间安排
1. 5-6周查阅相关文献资料,熟悉目前国内外边坡处理常用的及成功的加固方法。复习并熟悉有关设计计算理论及有关规范;提出针对高边坡路基处理的综述。在此基础上撰写毕业设计开题报告。
2. 7-10周拟定边坡处理方案并进行方案的技术经济比选。初步拟定边坡加固防护设计方案,根据给定路基断面形式、路基填筑高度及对地基强度的要求,确定具体边坡加固防护措施并进行设计计算。若不能够满足工程要求,需修方案进行计算。绘图相关处理方案图。进行路基横断面、特殊路基设计,重力式挡土墙设计,做好前期设计工作,完成中期自查报告。
3. 11-12周 进行不同施工期路堤稳定性分析计算(与加固方案路肩挡土墙的设计计算一并考虑),检算路堤的稳定性检算,绘制有关图纸;根据设计图,计算土石方数量及其他材料数量,编制材料数量表。
4. 13-14周 高路堤施工中应注意的问题,选取合理的施工组织措施;
5. 15周 拟定施工方案、确定进度
6. 16周 全面系统文整,论文装订成册,按照学校关于毕业设计论文的排版要求进行。上交经学生本人认真仔细检查过的毕业论文。
7. 17周 论文审查与评议(教师评阅毕业设计、学生修改毕业、设计评阅人审查毕业设计),学生准备答辩。学位论文答辩。
六、完成设计(论文)所具备的条件因素
1. 设计资料
2. 基础知识的温习
3. 相关软件
4. 每天制定计划,循序渐进
七、预期核对学生提交设计成果的要求
1. 能综合运用所学知识,全面完成毕业设计任务;
2. 设计方案、数据可靠、计算无误;
3. 图面质量整洁,能很好地表达设计意图;
4. 计算书表达清楚、文理通顺、工整。


课题类型和性质: (1) A—工程设计;B—技术开发;C—软件工程;D—理论研究
(2) X—真实课题;Y—模拟课题;Z—虚拟课题;
(1)、(2) 均要填,如AY、BX等。

兰州交通大学毕业设计(论文)学生自查表
(中期教学检查用)
学生姓名 杨波 专业 土木工程 班级 土木069班
指导教师姓 名 黄志军 职 称 副教授
课题名称 精伊霍山区铁路路基设计
个人精力
实际投入 日平均工作时间 3 周平均工作时间 5 迄今缺席天数 2 出勤率%
指导教师每周指导次数 3 每周指导时间(小时) 6 备注
毕业设计(论文)工作进度(完成)内容及
比重 已完成主要内容 % 待完成主要内容 %
1.英文翻译
2.开题报告
3.路基横断面设计
4.路基承载力计算
5.路基边坡稳定计算
6.路基防排设计
7.重力式挡土墙计算
8.加筋土挡土墙计算
9.土石方量计算
70 1.检查计算中数据正确性
2.检查设计中出现的错误
3.修改设计中出现的不妥
4.设计任务书撰写与整理
5.设计图纸的打印装订成册
30
存在问题 1.设计任务书需要尽快完成
2.设计中的不妥需要完全修正

指导教师签字: 年 月 日
摘 要
本设计主体为精伊霍山区铁路DK59+735~DK60+530段路基设计以及DK70+630处支挡结构设计。主要介绍了路基设计流程以及支挡结构设计计算。
里程DK59+735~DK60+530段位于莫宁车站西南方向,起点距车站135m。地势较为平坦,未出现高填深挖地段最大填方高度出现在里程DK60+530处,填方高度5.12m。并以里程DK60+530为例进行边坡稳定性检算以及基底承载力检算。
里程DK70+630处中心填方高度为16.24m。在该段进行了重力式挡土墙与加筋土挡土墙设计,并进行了方案必选,最终确定采用加筋土挡土墙为所采用的方案。
具体可分为以下几部分:路基横断面设计,路基边坡稳定检算,路基承载力检算,重力式挡土墙设计,加筋土挡土墙设计,土石方计算,简单的施工组织设计。
本设计附有横断面图,计算表格,相关计算简图。


关键字:路基设计,横断面,重力式挡土墙,加筋土挡土墙,土石方量。

Abstract
This is designed to Jingyihuo Mountain Railwayof its DK59 +735 ~DK60 +530 Subgrade design and DK70 +630 retainingstructure design.It mainly introduces the processes of foundationdesign and the calculation of retaining structure design.
Mileage DK59 +735 ~ DK60 +530 Mourning station in the southwestsection, from the dot pitch of the station 135m. Topography isflatter, does not appear high fill root out the fill height of thelargest lots in mileage DK60 +530 office, fill height 5.12m. and todistance DK60 +530 as an example and calculation of slope stabilityand bearing capacity and calculation of the basement.
Mileage DK70 +630 office center fill height of 16.24m. In thesections of the gravity retaining wall and reinforced soilretaining wall, and carried out the program will select the finalprogramme to the use of reinforced earth retaining walloptions.
The paper, with cross-sections of the design, calculation forms,relevant calculation diagram, can be mainly divided into thefollowing sections: Foundation cross-sectional design, andcalculation of slope stability, foundation bearing capacity andcalculation of gravity retaining wall design, reinforced earthretaining walls, earthwork calculations, simple constructionorganization design.


[Keywords]: subgrade foundation design, cross section of retainingwall, reinforced earth retaining walls, earthwork.

目 录
绪 论 - 1 -
第一章 横断面设计 - 2-
第一节 主要技术标准 - 2-
第二节 横断面设计 - 2-
一.地面线绘制 - 2 -
1.原则 - 2 -
2.平面图中选点 - 3 -
3.纵断面图中选点 - 3 -
4.绘制方法 - 4 -
二.横断面绘制 - 4 -
1确定高差 - 4 -
2.各项参数的确定 - 4 -
3.横断面初设 - 4 -
4.曲线加宽 - 5 -
5.个别处理 - 5 -
第二章 路基稳定性检算 -8 -
第一节 边坡稳定 - 8-
第二节 承载力验算 - 10-
第三章 挡土墙设计 - 12-
第一节 重力式挡土墙 -13 -
第二节 加筋土挡土墙 -22 -
第三节 方案选择 - 29-
1.重力式挡土墙 - 29 -
2.加筋土挡土墙 - 30 -
第四章 施工组织 - 30-
第一节 路基排水 - 30-
第二节 坡面防护 - 31-
第三节 土质路基填筑 -32 -
第四节 重力式挡土墙施工 -34 -
1.明挖基坑 - 34 -
2.浆砌砌体砌筑 - 34 -
3.砌筑基础与墙身 - 35 -
4.墙顶处理与勾缝 - 36 -
5.砌体养生 - 36 -
6.施工注意事项 - 37 -
第六节 加筋土挡土墙施工 -37 -
1.基础施工 - 37 -
2.面板安装 - 38 -
3.筋带连接与铺设 - 39 -
4.面板外倾及内倾的处理 - 41 -
5.填料施工 - 41 -
6.其他工程施工 - 42 -
第六章 工程概预算 - 42-
第一节 铁路工程造价体系的形成 - 42 -
第二节 铁路工程造价计价原则和依据 - 45 -
第三节 土石方计算 - 48-
结 论 - 50 -
致 谢 - 52 -
参考文献 - 53 -

绪 论
本设计取自于已建成并正常运营的精伊霍线(精河-伊犁-霍尔果斯)DK59+735~DK60+530段。该段位于准噶尔盆地山前洪积倾斜平原区,地势南高北低,自然坡度小于40‰;地形较平坦开阔。地表植被稀疏。工点出露地层为第四系上更新统洪积圆砾土,描述如下:圆砾土(Q3pl6):厚度大于15m,褐灰色,颗粒不均,成份以花岗岩、灰岩、砂岩为主,呈圆棱状,粒径组成:2~20mm者约占50%,大于20mm者约占25%,余为杂粒砂及粉粘粒充填。稍湿—潮湿,中密,○Ⅱ,σ0=400kPa。勘探深度内未见地下水。地下水水位埋深大于10m。地震动峰值加速度为0.20g,地震动反应谱特征周期0.40s,相当于地震基本烈度八度区。最大季节冻土深度采用200cm。该段位于莫宁车站西南方向,起点距车站135m。地势较为平坦,未出现高填深挖地段最大填方高度出现在DK60+530处,填方高度5.12m。该段自DK59+735~DK60+306.2为直线段,DK60+306.2~DK60+456.2为缓和曲线段,DK60+456.2~DK60+530为圆曲线段,曲线半径1200m。选该段做路基设计中横断面设计,边坡防护措施设计以及承载力,边坡稳定验算,填方量计算等部分,另选该线DK70+630处为典型路段做支护设计,该点填方高度为16.24m。在查找相关文献、学习掌握土工学和路基工程专业知识的基础上,根据路基所经过路段工程地质具体条件的前提下,具体拟定路基工程断面尺寸,挡土墙尺寸以及相关数据的确定并对所提出的方案进行技术和经济比选,最终确定经济上合理、技术较为先进的方案进行路基工程的具体设计计算,绘出必要的工程设计图纸,力争完成满足技术要求的设计。




第一章 横断面设计
第一节 主要技术标准
路基设计需要根据不同的设计要求制定相应的参数体系,不同等级的铁路其要求有所不同,所以确定主要技术标准是前提,是展开后续工作所必不可少的工作,以下为本设计中所采用的技术标准。所有内容都参鉴以下标准并结合《铁路路基设计规范》确定设计参数完成相关设计计算。
铁路等级:国铁线下一级,线上二级
正线数目:单线
限制坡度:精河-伊犁20‰,伊犁-霍尔果斯6‰
牵引种类:精河-伊犁电力,伊犁-霍尔果斯暂定内燃
最小平曲线半径:越岭地段800m;其余地段一般1600m,困难地段1200m;
牵引质量:近远期3000吨,远景4000吨
机车类型:暂定电力SS4,DF4D
到发线有效长:850m
闭塞类型:继电半自动
设计时速:160km/h

第二节 横断面设计
一.地面线绘制
1.原则
设计路基横断面之前必须先选取特征地面线。根据所给平面,纵断面资料将具有特征或者代表性的里程确定。其中既包含大量突变点作为重点里程进行设计也有大量普通点,对其进行的设计主要是为了便于施工以及精化设计,减少误差。
2.平面图中选点
在平面点中选点需要按照一定原则进行选取,其基本原则是每30~50m选取一点进行路基横断面设计,当地势起伏变化较小时可适当增大,当地势起伏变化较大时可适当加密,对于特征点一定要选取。其核心思想是较为完整的反映出整个线路的地形情况,囊括所有奇异点,可以清晰地指导施工。
以下是对于在平面图中选点的一些规律及要求:
1.平面图中找到有线形变化的里程
如直缓点,缓圆点,圆缓点,直圆点列为特征点。因为在曲线上存在曲线段路基的加宽的问题,故作为一类点做针对性设计。
2.平面图中地形发生变化的里程
如穿越河流,湖泊,沼泽等。因为在这些里程处地质条件发生了很大的变化在地基处理,边坡支养护方面需要做单独设计。
3.平面图中标示有构筑物处
如桥梁,隧道,涵洞等,因为这些里程一般存在路基的过渡问题。
3.纵断面图中选点
以下是对于在纵断面图中选点的一些规律及要求:
1.地势起伏骤变的里程
如山体最低洼处,最突起处因为这些里程一般都是用来检算承载力,变形,边坡稳定的特征截面。
2.连续变化坡段上的里程
如在一些地势较平坦的地段,地面起伏不是很剧烈但为了较好的衔接路基以及便于施工的因素等一些其他原因的考虑可以每隔30m~50m选取一些里程作为路基中一些通例来进行设计。
3.地层突然发生改变的里程
路基作为一种基础工程。和地质条件有着休戚相关的联系所以当地质条件发生改变的时候相应的设计依据,标准,资料都发生了改变。所以这些里程需要进行单独的设计。
当设计里程选取完毕之后,则需要进行地面线的绘制。下一节将对此问题展开讨论。
4.绘制方法
当确定了要设计路基横断面的里程之后需要将该里程处的地面线绘制出来。因为平面图以及纵断面图中只是给出了线路中线的相关资料,而路基工程作为一种条形构筑物是需要一定的宽度的。
地面线的绘制方法:在平面图中找到要绘制地面线的里程,并在该里程处作线路中线的法线,在法线上根据实际情况选取若干点,并将其与中线的高差一一算出,选点范围一般在两侧各20m的范围内,依次将所得点在CAD中展出,并以多段线相连,这样虽不能完全准确的体现地面线但在一定范围内满足了设计的需要。依照此法,绘制出所有需要里程处的地面线。
二.横断面绘制
1确定高差
确定某截面上中线高程与其相应地面点高程之差是非常重要的。只有将高差确定了才能将路基面展于图纸上单纯的路肩高程是很难反映出我们所需要的信息,所以要将设计高程与地面高程以及其差值确定,其差值为中心填高值。作为下一步设计的依据。
2.各项参数的确定
参照《铁路路基设计规范》TB10001—2005,以及工点资料,初步确定路基面宽度为7.8m,边坡坡度为1:1.75,路拱坡度为4%,排水沟底宽0.4m,高0.4m,坡度1:1,曲线加宽为外侧0.4m。详细情况见图册横断面设计部分。
3.横断面初设
根据已有资料以及相关标准将路基横断面在CAD中展出并标注相关信息,如图所示:

图1-1 一般横断面图
4.曲线加宽
根据《铁路路基设计规范》TB10001—2005要求,曲线以及圆曲线段路基外侧需要加宽,在本设计中加宽值为0.4m,缓和曲线上采取线形内差的方式进行加宽。圆曲线断面形式如下图所示:

图1-2 圆曲线横断面图
5.个别处理
每个里程都有自己的特点,将每个图的相关信息完善,根据地面情况作出相应处理,使信息系统化,规律化不仅可以避免大量的重复工作而且可以根据相应规律减少错误发生的频率而且数据的系统化可以为以后的计算提供大量数据支持,提高了工作效率。最后将成图加入图框整理成册。
以下为Excel数据汇总计算结果:
表1-1 里程信息表
里程 地面高程 设计高程 高差 性质
DK59+735 920.68 924.97 4.29 盖板涵
DK59+764 921.32 925.14 3.82 普通点
DK59+797 922.02 925.36 3.34 普通点
DK59+829 922.53 925.53 3 普通点
DK59+874 923.41 924 0.59 普通点
DK59+925 924.4 926.11 1.71 普通点
DK59+957 924.95 926.3 1.35 普通点
DK60+00 925.27 926.56 1.29 普通点
DK60+57 926.54 926.9 0.36 普通点
DK60+131 925.99 927.35 1.36 普通点
DK60+160 926.25 927.52 1.27 普通点
DK60+165 926.26 927.55 1.29 盖板涵
DK60+200 926.93 927.76 0.83 普通点
DK60+247 926.7 928.06 1.36 变坡点
DK60+250 926.754
DK60+301 926.82 928.94 2.12 盖板涵
缓和曲线
DK60+306.2 926.26 929.07 2.81 直缓点
DK60+309.2 926.96 928.96 2
DK60+358.2 927.75 930.01 2.26
DK60+405 927.83 929.544 1.714 盖板涵
DK60+434.2 928.61 931.38 2.77 缓和曲线点
DK60+456.2 929 930.4656 1.4656 缓圆点
圆曲线
DK60+476 929.55 932.13 2.58 圆曲线点
DK60+506 930.05 932.71 2.66 圆曲线点
DK60+530 927.98 933.1 5.12 小桥
在完成了路基横断面设计后,需要对所设计的截面进行相应的检算,检查其是否出现错误,是否合理,是否有优化的余地。下一章路基稳定性检算将对所设计横断面进行检算,检查其是否合理。

第二章 路基稳定性检算
路基边坡的稳定设计需要考虑岩土的性质与结构、边坡高度与坡度、工程质量与经济等多种因素。一般情况下,对于边坡不高的路基,例如不超过8.0m的土质边坡、不超过12.0m的石质边坡,可按常规设计方法和标准,采用单坡式的规定坡度值。地质与水文条件复杂、高填深挖或特殊需要的路基,应进行边坡稳定性的分析计算,据此选定合理的边坡坡度及相应的工程技术措施。
土质边坡稳定性分析的各种方法,按失稳土体的滑动面特征,大致可归纳为直线,折线和曲折三大类,而且均以土的抗剪强度为理论基础,按力的极限平衡原理建立相应的计算式。
路基边坡稳定的力学计算,基本方法是分析试算滑动体沿滑动面上的下滑力T与抗滑力R,按静力平衡原理,取两者之比值为稳定系数K,即
(1-1)
K=1时,表示下滑力与抗滑力相等,边坡处于极限平衡状态;K<1时,边坡不稳定;
K>1时,边坡稳定。为安全可靠起见,工程上一般规定采用K≥1.20~1.25。
列车和轨道荷载是主要作用力之一,计算时是采用换算成相当于路基岩土层厚度,计入滑动体的重力中去。

第一节 边坡稳定
本设计中横断面图共23个,由于所有断面均处在相同地质条件且参考《铁路路基设计规范》中相关规定,故未验算每个界面的边坡稳定而取最大填方里程DK60+530作为最危险截面进行边坡稳定性验算。
边坡稳定性的检算是出于安全考虑以及工程量等角度进行的检算。若不安全需放缓坡度或设置挡土墙,若安全储备太大可以适当收坡在不影响安全的前提下做到经济合理。
滑动面根据土质的不同一般分为:平面和圆弧面。
本设计中的土质均为砂性土所以以滑动面为平面做边坡稳定性检算。
以下为计算简图:

图1-4 直线滑动面的计算图式
计算公式:
(1-2)
式中:
Kmin—边坡稳定系数最小值;
f —摩擦系数等于tan;
 —路基边坡角;
验算最危险截面
以DK60+530为最危险截面验算其稳定性。
已知:m=1.75, M3,H=5.2m
将相关数据代入式(1-2)得
=2.13
因为 >1.25,所以路基边坡稳定。
由于该段填方最高处边坡稳定,由此可见其他截面的边坡稳定。
从计算结果可知,采用1:1.75的边坡其安全储备比较高在经济的角度来看不是很合理所以进行方案修改采用其他较为经济的边坡坡率。
计算结果显示:采用1:1.5边坡坡度时,坡面依然稳定。但由于该段填方不是很高,所以在采用1:1.75的坡度和采用1:1.5的边坡坡度时效果不是很明显。
故依然采用1:1.75的边坡坡度,在填方较高处再考虑是不是采用收坡。以下是计算边坡稳定性的Excel表格,当遇到较大填方的时候可以将相关数据代入进行计算,既可以检测边坡是否稳定而且还能为是否采取相应工程措施提供数据支持。
表1-2 直线滑动面的计算表格
a 0.25
c 12
 18
f 0.83
H 5.2
 0.69
K 1.74
 0.58
m 1.5


第二节 承载力验算
该设计段全部是路堤,由于填方的原因使得天然地面上的附加应力增加。所有有必要对路基承载力进行检算。
以里程DK59+735为典型截面做承载力检算。
已知:填料圆砾土,KPa,b=3.9,H=4.29m,m=1.75,换算土柱高度3m,荷载强度59.7KPa。
计算公式:
P0=P-(b2/m) (1-3)
q= P0/[m/(1+m2)] (1-4)
将相关数据代入,得:
q=125.534KPa<
有此可见,承载力满足要求。
由于典型截面的承载力满足要求故全段的承载力满足要求。
圆砾土作为一种强度较高的材料,在设计等级不是很高的线路可以不必进行承载力的检算,但作为一种严谨的态度还是提倡对承载力的检算。

第三章 挡土墙设计
挡土墙是路基工程中非常常见的构筑物。其可以减少土石方的开挖填筑;增大边坡稳定性;提高路基抵抗外界破坏的能力。挡土墙是为了防止土体塌滑而修筑的,主要承受侧向土压力的墙式建筑物。
由于该段设计中未出现高填深挖现象,为了进行挡土墙的设计,特选一典型截面专门进行挡土墙的设计计算工作。所选截面为里程DK70+630,设计高程1133.42m,地面高程1117.18m,高差16.24m。如不设挡土墙其底宽超过50m,显然占地面积太大,填方量巨大若不设挡土墙的话其承载力,路基稳定性都会出现问题。出于对线路安全以及经济合理的角度来看做挡土墙设计是非常必要的。
本工点位于北天山北麓的低山区,地形波状起伏,海拔高程约1120m。地表植被较少,交通不便。工点范围内地层为第三系上新统泥岩夹砾岩。其岩性特征详述如下:泥岩夹砾岩(N2Ms+cg):土黄色,砾岩,砾状结构,胶结差,呈圆砾土状,颗粒不均,成分以砂岩、灰岩为主,呈圆棱状,粒径组成:2~20mm的约占40%,20~60mm的约占20%,大于60mm的约占20%,余为杂砂粒和粉黏粒充填,泥质胶结,胶结较差,干,密实。强风化,风化层厚度3~5m。○Ⅳ,风化层σ0=400kPa,完整基岩σ0=600kPa。泥岩,泥质结构,块状构造。强风化,风化层厚度3~5m。○Ⅳ,风化层σ0=200~300kPa,完整基岩σ0=400kPa。层理产状N70°W/30°S。主要节理有以下两组:J1:N55°E/35°N,微张,间距0.5~1m,延伸0.5~1m。J2:N70°W/85°S,微张,间距0.1~0.5m,延伸0.1~0.5m。本工点中的特殊地质现象为泥岩具膨胀性,其膨胀力Pp为15.0~40.0kPa,膨胀率为1.50%~18.1%,自由膨胀率Fs为48%~74%,阳离子交换量为156.7~234.7mmol/kg,蒙脱石含量M为10.99%~16.34%。泥岩天然抗压强度为10.70Mpa,砾岩天然抗压强度为50.0Mpa。最大季节冻土深度200cm。
本设计中将进行重力式挡土墙与加筋土挡土墙两种设计。从中选择较为合理的形式作为即将采用的挡土墙形式。

第一节 重力式挡土墙
重力式挡土墙:依靠墙身自重承受土压力,结构简单、施工简便,由于墙身重,对地基承载力的要求较高。墙身一般用浆砌片石或块石砌筑。在墙身不高时,也可用干砌。在缺乏石料地区或条件许可时,也可用混凝土浇筑。
重力式挡土墙由于其材料来源广泛,施工简单一段时间里被大量使用。出于想了解传统挡土墙与新型挡土墙的异同,所以本节对重力式挡土墙进行设计计算从中得出重力式挡土墙的不足。
规范中的相关规定:
1. 一般地区、浸水地区、地震地区和特殊岩石地区的路肩、路堤和路堑等部位,可采用重力式(或衡重式)挡土墙。路肩、路堤和土质路堑挡土墙高度不宜大于10m,是指路堑挡土墙不宜大于12m。
2. 重力式挡土墙墙身材料应采用混凝土或片石混凝土。
3. 重力式挡土墙可按容许应力法计算。
在本设计中拟设计一高为10m的重力式挡土墙。
一.设计资料:
1. 设计荷载 59.7*3=179.1KN/m
2. 填料容重 21KN/m3
3. 计算内摩擦角
4. 容许承载力=800KPa
5. 填料与墙背的摩擦角
6. 墙身材料:25号块石,5号水泥砂浆
7. 砌体抗压极限强度Rk=3700KPa,材料的抗力安全系数
8. 砌体弯曲抗拉极限强度 =330KPa,材料的抗力安全系数
9. 直接抗剪极限强度 =240 KPa,材料的抗力安全系数
10. 砌体容重 砌23 KN/m3
二. 计算简图:

图4-1 重力式挡土墙计算简图
三.计算过程:
1.计算土压力
已知:a=7.24m,rad
b=a/tanm
换算土柱高度h0=3m,换算土柱宽度l0=3.7m
1).破裂角
假定破裂面交于荷载内,故

A0=0.5(a+H+2h0)(a+H)=200.33 m2
B0=0.5ab+(b+d)h0-0.5H(H+2a+2h0)tan m2

带入数据可得:
=0.79
rad
验证假定
(a) +H =16.32m
(b+d)=12.91m
(b+d+l0)=16.61m
(b+d)<[(a) +H ]<(b+d+l0)
表明破裂面交于荷载内,与假定相符。
2)主动土压力系数

=0.2151
3)主动土压力

=279.31KN

=228.84KN

=160.24KN
4)土压力作用点位置

=4.84m

=1.93m

=3.22m

=3.47m
4.断面尺寸
拟定截面尺寸
在 中 ,


=3.1m
=3.03m
=0.61m
5.墙重(去墙长1m计)
G1=454.997KN
G2=29.44KN
G3=21.25 KN
G4=0.05 KN
G= G1 +G2 +G3 +G4
=505.74KN
各部分墙重对墙趾M的力臂
=1.71m
=1.65m
=2.02m 图4-2 重力式挡土墙截面
=3.09m
5.抗滑动稳定性验算

=3.35>[ ]=1.3
经验算,抗滑稳定性满足要求。
6.抗倾覆稳定性验算
稳定矩
=871.68
倾覆力矩
=654.59

=1.33>[ ]=1.5
经验算,抗倾覆稳定性满足要求
7.基底应力与偏心距验算
偏心距
B=3.1m

=1.05m
e=0.5
基底应力

=765KPa< =800KPa
=-314.74KPa< =800KPa
经验算,基底应力及偏心距均满足要求。
8.墙身应力验算
取距墙顶7.29m的截面进行验算

=4.84m

=1.93m

=2.22m
=6.79KPa
=16.39KPa
=20.37KPa

=214.64KN

=175.82KN

=123.11KN
=2.94m
砌体重 G=505.74KN
=2.3m
偏心距
. =-0.069<0.5
法向应力
=245.91KPa< =1927KPa
剪应力
=79.92KPa< =103.9KPa
墙身截面强度满足要求,断面尺寸合适,决定采用。
以下为Excel中计算结果:
表4-1 重力式挡土墙计算表

相关参数 数值 相关参数 数值
m 1.50  0.79
a 7.24 A0 200.33
tanβ 0.67 B0 93.06
b 10.86  0.35
H 10.00  0.26
h0 3.00  0.70
l0 3.70 tan 0.79
d 2.05  0.67
 21.00 (H+a)tan+Htan 16.33
f 0.45 b+d 12.91
 0.59 b+d+l0 16.61
tan 0.27
主动土压力系数 断面尺寸
K 0.22  0.20
主动土压力 MB 3.10
E 279.37 MN 3.20
Ex 228.84 B1 3.04
Ey 160.24 h 0.61
墙重
墙宽b 2.20
G1 455.00 Z1 1.71
G2 29.44 Z2 1.65
G3 21.25 Z3 2.03
G4 0.05 Z4 3.09
G 505.74
土压力作用位置
h1 4.84
h2 1.93
h3 3.22
Zy 3.47
抗滑稳定性 偏心距
Kc 3.35 Zn 0.31
抗倾覆稳定性 e 1.24
∑My 871.68 基底应力
∑M0 654.59  765.01
K0 1.33  -314.74
墙身应力 H1 9.00
h1 4.84 E1 214.64
h2 1.93 E1x 175.82
h3' 2.22 E1y 123.11
 6.79 Z1y 2.94
a 16.39
 20.37
砌体重 偏心距
Z1 2.31 e1 -0.07
法向应力 剪应力
min 167.72  79.92
max 245.91
结论:该重力式挡土墙最终采用高为10m,顶宽为1.3m,墙背倾角为15°,最终路基形式如下图所示:

图4-3 设置重力式挡土墙后横断面图
第二节 加筋土挡土墙
加筋土挡土墙:加筋土挡土墙是利用加筋土技术修建的一种支档结构物,加筋土是一种在土中加入拉筋的复合体,它利用拉筋与土之间的摩擦作用,改善土体的变形条件和提高土体的工程性能,从而达到稳定土体的目的。加筋土挡土墙是由面板、拉筋和填料三部分组成,依靠拉筋与填料之间的摩擦力来抵抗侧向土压力,面板可预制。适合于缺乏石料地区及在较软弱地基上修筑路肩墙与路堤墙。
加筋土挡土墙能得到迅速发展和广泛应用是由于它具有以下特点:
(1).组成加筋土的墙面板和拉筋可以预先制作,在现场用机械(或人工)分层填筑。这种装配式的方法,施工简便、快速,并且节省劳力和缩短工期。
(2).加筋土是柔性结构物,能够适应地基轻微的变形。在软弱地基上修筑时,由于拉筋在填筑过程中逐层埋设,所以,因填土引起的地基变形对加筋土挡土墙的稳定性影响比对其他结构物小,地基的处理也比较简便。
(3).加筋土挡土墙具有一定的柔性、抗振动性强,因此它是一种很好的抗震结构物。
(4).加筋土挡土墙节约占地,造型美观。由于墙面板可以垂直砌筑,可大量减少占地。挡土墙的总体布设和墙面板的形式图案可根据周围环境特点和需要进行设计。
(5).加筋土挡土墙造价比较低。与钢筋混凝土挡土墙相比,可减少造价一半左右;与石砌重力式挡土墙比较,也可节约20%以上。加筋土挡土墙造价的节约随墙高的增加而愈加显著,因此它具有良好的经济效益。
作为一种轻型挡土墙与重力式挡土墙进行方案比选来体现各自的优缺点最终得到一种切实可行,经济可靠的方案。
加筋土挡土墙设计计算过程如下:
计算资料:
(1).路基面宽度8.2m;
(2).荷载标准59.7×3.7×3;
(3).面板为1.0m×0.8m十字型混凝土板,板厚20cm,混凝土强度C20;
(4).筋带采用聚丙烯土工带,带宽为18mm,厚1.0mm,断裂拉应力220MPa,似摩擦系数 =0.4;
(5).筋带的水平间距Sx=0.42m,垂直间距Sy=0.4m
(6).填料容重1=20KN/m3,内摩擦角,粘聚力C’=55KPa;
(7).墙体采用矩形断面,加筋土体款10.0m;
(8).墙顶及墙后填料与加筋土填料相同;
(9).m=1.5。
计算简图:

图4-4 加筋土挡土墙计算简图
参鉴《铁路路基支挡结构设计规范》对加筋土挡土墙的设计要求将相关参数的计算公式编入Excel中以便于计算。
以下为Excel中所用参数的计算结果:
表4-2 加筋土挡土墙计算表
hi 0 i h1i h2i hi
0.20 0.36 0.35 1.41 0.22 1.63
0.60 0.36 0.34 4.12 0.65 4.77
1.00 0.36 0.33 6.68 1.07 7.75
1.40 0.36 0.32 9.09 1.49 10.58
1.80 0.36 0.32 11.35 1.89 13.24
2.20 0.36 0.31 13.46 2.27 15.73
2.60 0.36 0.30 15.43 2.63 18.05
3.00 0.36 0.29 17.24 2.96 20.20
3.40 0.36 0.28 18.90 3.27 22.17
3.80 0.36 0.27 20.42 3.55 23.97
4.20 0.36 0.26 21.79 3.80 25.59
4.60 0.36 0.25 23.01 4.02 27.02
5.00 0.36 0.24 24.07 4.21 28.29
5.40 0.36 0.23 24.99 4.38 29.37
5.80 0.36 0.22 25.76 4.51 30.27
6.20 0.36 0.22 26.96 4.62 31.58
6.60 0.36 0.22 28.70 4.70 33.41
7.00 0.36 0.22 30.44 4.76 35.20
7.40 0.36 0.22 32.18 4.80 36.98
7.80 0.36 0.22 33.92 4.82 38.74
8.20 0.36 0.22 35.66 4.82 40.48
8.60 0.36 0.22 37.40 4.80 42.20
9.00 0.36 0.22 39.14 4.76 43.90
9.40 0.36 0.22 40.88 4.72 45.60
9.80 0.36 0.22 42.62 4.66 47.28
10.20 0.36 0.22 44.36 4.59 48.95
10.60 0.36 0.22 46.10 4.52 50.62
11.00 0.36 0.22 47.84 4.44 52.27
11.40 0.36 0.22 49.58 4.35 53.92
11.80 0.36 0.22 51.32 4.25 55.57
h 935.32

hi X1 X2 vi Ti Lb Sfi ks
0.20 75.55 57.05 4.00 0.49 6.40 3.69 2.27
0.60 25.18 19.02 12.00 1.44 6.40 11.06 2.32
1.00 15.11 11.41 20.00 2.34 6.40 18.44 2.38
1.40 10.79 8.15 28.01 3.20 6.40 25.82 2.44
1.80 8.39 6.34 36.03 4.00 6.40 33.20 2.51
2.20 6.87 5.19 44.05 4.76 6.40 40.60 2.58
2.60 5.81 4.39 52.08 5.46 6.40 48.00 2.66
3.00 5.04 3.80 60.12 6.11 6.40 55.41 2.74
3.40 4.44 3.36 68.17 6.70 6.40 62.82 2.83
3.80 3.98 3.00 76.23 7.25 6.40 70.25 2.93
4.20 3.60 2.72 84.29 7.74 6.40 77.69 3.04
4.60 3.28 2.48 92.37 8.17 6.62 88.04 3.26
5.00 3.02 2.28 100.46 8.55 6.89 99.71 3.53
5.40 2.80 2.11 108.55 8.88 7.17 112.02 3.81
5.80 2.61 1.97 116.66 9.16 7.44 124.98 4.13
6.20 2.44 1.84 124.77 9.55 7.71 138.58 4.39
6.60 2.29 1.73 132.88 10.10 7.99 152.83 4.58
7.00 2.16 1.63 141.00 10.65 8.26 167.72 4.76
7.40 2.04 1.54 149.12 11.18 8.53 183.26 4.96
7.80 1.94 1.46 157.24 11.71 8.81 199.44 5.15
8.20 1.84 1.39 165.36 12.24 9.08 216.26 5.34
8.60 1.76 1.33 173.48 12.76 9.36 233.72 5.54
9.00 1.68 1.27 181.61 13.28 9.63 251.81 5.74
9.40 1.61 1.21 189.73 13.79 9.90 270.55 5.93
9.80 1.54 1.16 197.84 14.30 10.18 289.92 6.13
10.20 1.48 1.12 205.96 14.80 10.45 309.93 6.33
10.60 1.43 1.08 214.07 15.31 10.72 330.57 6.53
11.00 1.37 1.04 222.18 15.81 11.00 351.85 6.73
11.40 1.33 1.00 230.28 16.31 11.27 373.75 6.93
11.80 1.28 0.97 238.38 16.80 11.54 396.29 7.13
Sf 4738.19 Ks 5.07
基底底面地基应力验算:
当路堤式挡土墙进行外部稳定性验算时,等效均布荷载h0的布置范围为路基全宽度。
1).基底面上的垂直力N
=59.7×3.7×3=662.67KN
=[(8.2+2×9.36)×6.24]×0.5×20=1679.81KN
=12×26.92×20=6460.8KN
地基计算时,荷载分项系数均为1.0
N= =8803.27KN
2).墙背AB上水平土压力E
路基顶面A点处水平应力
Pa=20×6.24×tan2(45°-20°)=27.14KPa
基底面B点处水平应力
Pa=20×16.24×0.22=71.46KPa
E=27.14×16.24+(71.46-27.14)×16.24×0.5=800.63 KN
y=(37.14×16.24×6+44.32×16.24×0.5×4)/800.63
=6.32m
3).求各力对基底重心O点的力矩
=0
=173.69.21KN/m
=0
=5059.97 KN/m
=22429.19 KN/m
4).验算偏心距及地基承载力
设双面墙所以偏心距满足要求
P0=N/10=880KPa
5)基底滑动稳定性验算
当荷载组合为Ⅰ时,滑动稳定系数Kc=1.3;取加筋体与地基的摩擦系数0.4
按照极限状态法:
G=7123.47KN
不计墙前被动土压力
1.1×7123.4×0.4-800.63×1.4=2013.44>0
按容许应力法
Kc=0.4×7123.47/800.63=3.56>1.3
加筋体的基底抗滑稳定验算满足要求
6)倾覆稳定验算
1.各力对墙趾O点的力矩
=662.67×5=3313.35KN﹒m
=0
=6460.8×5=32304KN﹒m
=5059.97 KN﹒m
=7.04
当荷载组合为Ⅰ时,要求的倾覆系数为1.5即
>1.5
达到技术要求,决定采用。
挡土墙设置好之后的横断面如下图所示:

图4-5 设置重力式挡土墙后横断面图

第三节 方案选择
1.重力式挡土墙
重力式挡土墙是以挡土墙自身重力来维持挡土墙在土压力作用下的稳定。它是我国目前常用的一种挡土墙。重力式挡土墙可用石砌或混凝土建成,一般都做成简单的梯形。它的优点是就地取材,施工方便,经济效果好。由于重力式挡土墙靠自重维持平衡稳定,因此,体积、重量都大,在软弱地基上修建往往受到承载力的限制。如果墙太高,它耗费材料多,也不经济。当地基较好,挡土墙高度不大,本地又有可用石料时,应当首先选用重力式挡土墙。
此段重力式挡土墙高达10m,加之此地交通不便,优质石料采集不是很容易,从经济与墙身安全以及日后运营维护角度来看,该方案需要谨慎采用
2.加筋土挡土墙
加筋土挡土墙作为一种轻型挡土墙其已在上节中做过介绍在此不做赘述。
综合考虑考虑各方因素:
首先材料丰富,筋带均是工厂预制可以与其他原材料一起运送储藏。不会出现原料短缺的现象。
其次作为轻型挡土墙其安全性上有很大保证,该处设置高达12m挡土墙,加筋土挡土墙比较安全可靠。
最后加筋土挡土墙较重力式挡土墙而言施工较复杂,摊铺碾压时需要格外注意。
综合考虑该段将采用加筋土挡土墙作为主要支挡结构形式大量使用,在高度小于6m而且石料来源方便的区段可以采用重力式挡土墙进行过渡。








第四章 施工组织
第一节 路基排水
在工程领域中水一般扮演反面角色,通常情况下不管是地下水还是降水以及地表径流都会对路基产生一定的病害,而且有些土质水产生的病害是致命的,如膨胀土,冻土等。所以防排水对路基稳定以及竣工运营有着很重要的意义。
以下是对防排水系统的一些要求:
一. 路基设计应有完整、通畅的排水系统。排水设施应布置合理,与桥涵、隧道、站场等排水排水设施衔接配合,并具有足够的过水能力。
二. 排水设施应根据各段落的汇水面积、表面形状、周边地形、地质情况、地下水状况和气候等条件进行设计。
三. 路基排水设施设计时,应与水土保持及农田水利的综合利用相结合。
四. 城市地区的路基排水应与地方排灌和排污系统密切配合。
五. 排水沟横截面尺寸的确定。
该段上所有排水沟统一采用底宽为0.4m,深度为0.4m,边坡坡率为1:1。详细信息见图。
六. 排水沟设于迎水面,距坡脚2m。

第二节 坡面防护
对受自然因素作用易产生破坏的边坡坡面,应根据边坡的土质、岩性、水文地质条件、边坡坡率与高度、环境保护、水土保持要求等,选用适宜的防护措施。坡面防护可以抵挡自然侵蚀;一定程度上防止人为破坏;提高路基的使用寿命。
根据水文地质资料,以及《铁路路基设计规范》中相关规定,本设计中选用浆砌片石护坡。
厚度为30cm,水泥砂浆砌筑。
由于该地区有季节性冻土,最大冻土深度达200cm,根据规范规定,当地基为冻胀土时,应埋置在冻结深度以下不小于0.25m。所以埋置深度为2.25m。铁路受自然环境的影响,会各种变形、病害甚至破坏。路基防护是防治路基病害,保证路基稳定,改善环境景观和生态平衡的必不可少的工程措施,是路基工程的重要组成部分。路基防护工程主要包括路基边坡的防护和冲刷防护。
本段采用浆砌片石护坡。
浆砌片石护坡适用于各种易风化的岩石边坡,若用于路堤边坡上,应待路堤沉降后再施工。边坡坡度不宜陡于1:1。
浆砌片石护坡一般采用等截面,其厚度是边坡坡度及陡度而定,一般为0.3~0.4m。坡脚应设置在稳定的岩层上;地基软弱时,应采取加深基脚或加固地基的措施。砌体应采用坚硬不宜分化的片石用挤浆法砌筑,砌体背面应与坡面密贴,顶面与边坡间的接缝必须封严。
砌体沉降缝(伸缩缝)应符合设计要求,接缝平直,塞缝严密。泄水孔孔径尺寸、排水坡度符合要求。

第三节 土质路基填筑
路堤本体各部分以及填筑的护道均应分层填筑并压实到规定的密度。“分层填筑”和“压实达到标准”是对路堤填筑的基本要求,至于在不同条件下的具体要求,则应根据不同的情况分别考虑。同时,压实层的铺填厚度和压实的遍数应通过实验合理确定。
(一)填筑方法
铁路列车运行对线路平顺性的要求很高,路堤填筑质量的好坏直接关系到列车运行的舒适度和安全度。要保障路堤的填筑质量,应严格按照横断面、全宽度、逐层、水平铺填并夯实路基。
分层填筑时,采用同一种类的填料,从下而上逐层填筑、碾压密实,如原地面不平,则由最低处分层填起。每层厚度约为0.3m。
(二)填土压实
天然结构的土,经过挖、运、填等工序后变为松散状态,必须将路基填土碾压密实,保证路堤获得必须的强度和稳定性。如果路基压实不好,基础不稳,就会影响轨道的平顺性。因此,压实工作对路基施工时至关重要的。
1.压实方法
填土的压实方法有:碾压、夯实和振动。平整场地等大面积填土工程多采用碾压法,对较小面积的填土工程则采用夯实法和振动法。相应的压实机械也可以分为碾压式、夯击式和振动式三大类型。。此外,运土工具中的推土机、铲运机以及汽车也可用于路基压实。
2.压实作业原则
路基的压实作业,在操作时应遵循“先轻后重、先慢后快、先边后中”原则。
3.影响填土压实质量的因素
影响填土压实质量的因素很多,其中最主要的有:土的含水量、分层厚度、压实机械以及压实遍数。
(三)预留沉降量
预留沉降量也称为沉降量,是在填筑路堤时,考虑到施工时和竣工后路堤本体的压缩与固结。根据堤高、填料种类及压实条件,并结合地基情况、施工季节及延续时间,以及施工观测等具体情况而采取的适当抬高路堤的措施。由于影响预留沉降量的因素很复杂,不宜机械地规定。因此,必须在施工过程中从维修和使用的角度出发,按照工程实际需要与可能适当取值。
土质路堤的预留沉降量根据《规范》其值为:当路堤高度小于20m时,可按平均堤高的0~2.5%预留沉降加高量(注:路堤高度变化在4m以内的地段方可按该段堤高的平均值预留沉降加高量)。
预留沉降量的路堤,仍保持设计坡脚不变,施工边坡略陡于设计边坡,路基面不小于设计宽度,即路堤施工坡度应按加沉落土后的路基面宽度仍符合设计宽度的原则进行检算。对中心高度大于12m的路堤,应在施工期间选定代表性断面进行沉降观测,以便能够根据观测结果合理、准确、有效地确定或调整预留沉降量。观测点宜分别埋设在路堤基床以下部分堤高1/3处、2/3处和基床底面。根据观测结果,可适当调整预留沉降量。
在不适宜预留沉降高度的地段,如战场,应考虑加强压实以提高填层密度,或采取预压加速沉降等措施。
交付铺轨时,预留沉降加高的路基面应保持平顺,必要时,预留沉降高度应作适当调整。路基面的抬高,应向邻接的填挖交界或桥台以及预留沉降量较小的地段顺坡递减,递减的纵坡不宜大于线路的最大限制坡度,困难条件下不得超过最大限制坡度加2‰。
(四)施工注意事项
在填筑路堤时,应注意以下几点:
1.施工前,必须对地基进行复查核对及处理,并随即填筑。
2.路基填料的选择应满足“路堤填料选择”的要求。
3.对分层填土的厚度和要求夯实的次数应严格控制。填土厚度应均匀,以保证上一层填土厚度均匀,局部凸凹差不大于30mm,每层表面应做成不小于2%的横向排水坡。压实密度及其均匀性应经检验符合要求后方可在其上继续填筑。逐层检验控制填筑时为了整个路堤的密实度符合要求。为适合机械化施工,需采用并不断研究快速检测技术。一般层厚以30cm为宜。
4.在完工的路堤结果顶面上,除压实、平整和运铺底砟的机械外,不应行驶其他大型机械和车辆,以防止路拱外形受损及路基面上产生坑槽积水。
5.当土质不良时,可以采取向土中加入掺合料的办法,以改善和提高填料稳定性、防水或排水性、压实性和强度。

第四节 重力式挡土墙施工
重力式挡土墙是一种圬工建筑,其施工方法和施工质量要求与普通圬工建筑有许多相似之处,主要包含三个工序:明挖基坑,砌筑基础及砌筑墙身。
1.明挖基坑
1. 开挖前,应在上方作好截、排水设施。雨天坑内积水应随时排干。
2. 基坑开挖时应采取临时支护措施保持边坡稳定。地质条件较差,基坑条件较深,边坡稳定性较差时,为确保边坡稳定,应分段跳槽开挖,并及时下基封顶。
3. 复查核对基础地质条件。挖基时遇到地质不良、承载力不足的地基,应通过设计采取措施据以组织施工。
4. 基坑开挖过程中应避免对墙趾处持力岩土层的扰动,并应避免雨水浸泡基坑。
5. 墙基位于斜坡地面时,其趾部埋入深度和距地面水平距离应同时符合规定;墙基高程不能满足设计要求时,应通过变更设计后施工。
6. 采用倾斜基底时,应准确挖凿,不得用填补方法筑成斜面。
7. 基坑开挖完成后,首段基坑地基承载力应经设计、施工、监理三方共同检验合格后方能进入下道工序施工。
2.浆砌砌体砌筑
浆砌原理原理是利用砂浆胶结砌体材料使之成为整体的人工构筑物,一般砌筑方法有坐浆法、抹浆法和挤浆法三种。
1.坐浆法
又称铺浆法,砌筑时现在下层砌体面上铺一层厚薄均匀的砂浆,再压下砌块,借助砌体自重将砂浆压紧,并在灰缝上加以必要插捣和用力敲击,使砌块完全稳定在砂浆层上,直至灰缝表面出现水膜。
2.抹浆法
用抹灰板载砌块面上用力涂上一层砂浆,尽量使之贴紧,然后将砌块压上,辅助以人工插捣或用力敲击,通过挤压砂浆使灰缝平实。
3.挤浆法
挤浆法综合了坐浆法和抹浆法的砌筑方法。除基底为土质的第一层砌块外,每砌一块,均应先铺底浆再放砌块,然后经左右轻轻揉动几下后,再轻击砌块,使灰缝砂浆被压实。在已砌筑好的砌块侧面安砌时,应在相邻侧面先抹砂浆,后砌石,并向下及侧面用力挤压砂浆,使灰缝挤实,砌体被贴紧。
一般砌石顺序为先砌角石,再砌面石,最后砌腹石。角石应选择比较方正且大小适宜的石块,否则应稍加清凿。角石砌好后即可将线移挂到角石上,再砌筑面石(即定位行列)。面石应留一个运送填腹石的缺口,砌完腹石后再封砌缺口。
腹石应与面石一样按规定层次和灰缝砌筑整齐,砂浆饱满,砌筑宽度一般不应大于4cm。
3.砌筑基础与墙身
砌筑基础
1.砌筑前,应将基底表面风化,松软土石清除。
2.硬石基坑中的基础,宜紧靠坑壁砌筑,并插浆塞满间隙,使与地层结为一体。
3.基础砌筑应采用挤浆法,确保灰缝饱满。砌块应大面朝下,丁顺相间,互相咬接,上下错缝,不得有空缝和通缝。
4.雨季在土质基坑或易风化软石基坑中砌筑基础时,应于基坑挖好后,立即满铺砌筑一层。
5.采用台阶式基础时,台阶转折处不得砌成竖向通缝;砌体与台阶壁间的缝隙应插浆塞满。
.砌筑墙身
1. 墙身出地面后应立即对墙背和基坑分层夯填密实,并作好其顶面排水、防渗设施。
2. 设计无特殊要求时,基础及墙身应一次砌筑。
3. 伸缩缝与沉降缝两侧壁应平齐搭叠,缝中防水材料应按要求的深度塞填密实。
4. 泄水孔在砌筑墙身时应留置,严禁倒坡。做泄水孔时,应同时作好墙背反滤、防渗隔水设施。
5. 称重式挡土墙的下墙与上墙结合部应有接搓,严禁砌成水平通缝。挡墙与填土的接触面宜留有一定的粗糙度。衡重台顶面应严格按设计要求设置排水孔。
6. 挡土墙栏杆、检查梯或台阶应连接牢固,外观整齐。钢铁杆件应及时涂漆。
4.墙顶处理与勾缝
路肩式浆砌挡土墙墙顶宜用粗料石或现浇混凝土(C15)做成顶帽,其厚度通常为40cm,顶部帽檐悬出的宽度为10cm;不做墙帽的路肩墙或路堤墙和路堑墙,墙顶应用较大块石砌筑,并用M5以上砂浆勾缝且抹平顶面,砂浆层厚2cm。
圬工表面应勾缝,以防止雨水浸漏,并增加结构物的美观。勾缝一般采用水泥砂浆,其强度等级比砌筑砂浆提高一个等级。勾缝的形式一般有平缝、凹缝及凸缝三种,其形状有方形、圆形、三角形等,一般砌体宜采用平缝或凸缝,料石砌体宜采用凹缝。
5.砌体养生
对浆砌砌体应加强养生,以便砌体砂浆强度的形成和提高。
养生时,应注意以下几点:
1. 不可在砌体上抛掷或凿打石块。已砌好但砂浆尚未凝结的砌体,不可使其承受荷载。
2. 如所砌石块在砂浆凝结后有松动现象,应予以拆除,刮净砂浆,清洗干净后,重新按砌。
3. 新砌圬工告一段落或收工时,须用浸湿的草帘、麻袋等覆盖物将砌体盖好。一般气温条件下,在砌完后的10~12h以内,炎热天气在砌完后2~3h以内即须洒水养生。养生时间一般不少于7~14d。
4. 养生时须使覆盖物经常保持湿润,在一般条件下(气温在15℃及以上),最初的3d内,昼间至少每隔3h浇水一次,夜间至少浇水一次。以后每昼夜至少浇水3次。
5. 新砌圬工的砂浆,在硬化期间不应使其受雨水冲刷或水流淹浸。
6. 在养生期间,除抗冻砂浆外,一般砂浆在强度尚未达到设计强度的70%以前,不可使其受力。
6.施工注意事项
1. 在岩体破碎或土质松软、有水地段,修建挡土墙应尽量考虑选择在雨水较少的秋、冬季施工比较有利。
2. 根据地质情况,采取适当的开挖方法。
3. 施工前必须备足材料,在做好施工准备工作的基础上方可动工。
4. 随着墙身的砌筑,待圬工强度达到70%以上时,应及时进行墙后回填,挡土墙背后的填料规格和回填方法必须符合《铁路路基施工规范》的规定。
5. 挡土墙端部伸入或嵌入地层部分应与墙体结合一起砌筑。
6. 干砌挡土墙时,缝的两侧应选用平整石料砌筑,使之形成垂直通缝。

第六节 加筋土挡土墙施工
加筋土挡土墙施工一般包括:基槽(坑)开挖、地基处理、排水设施、基础浇(砌)筑、构件预制与安装、筋带铺设、填料填筑与压实、墙顶封闭等,其中现场墙面板拼装、筋带铺设、填料填筑与压实等工序交叉进行的。
1.基础施工
加筋土挡土墙分为加筋体基础和墙面板基础。
1.加筋体基础
加筋体基础实际上就是墙后填料的基础。加筋体基础一般不需要做专门处理,这是加筋土挡土墙与其他重力式结构相比的另一个显著特点。施工时,均应按设计要求进行。对不同土质进行开挖时,应采用明挖、跳槽开挖等不同方式。遇到特殊水文地质情况加地基软弱或土质不良地段,应进行基底处理。
墙趾地面纵坡较大时,若为岩层,可在纵向做成台阶,台阶尺寸随地形变动而定,宽度一般不小于50cm,宽度比不宜大于1:2;当为土质时,基底可分段落做成不大于5%的纵坡。
2.墙面板基础
加筋土挡土墙的基础主要是指墙面板的基础,其作用是便于安砌墙面板,起支托和定位作用。因此,基础可以做得很小,一般设置宽度为30~50cm,厚度为25~40cm的条形基础。
条形基础一般采用C20现浇混凝土或预制块件及片(块)石砌筑,由于现浇与预制块相比有两个不足:一是成型期较长;二是在荷载作用下,一旦地基稍有变形,现浇基础极易折断,导致连锁反应,引起面板破坏。因此,对于一般石质地基宜用前者,土质地基则宜用后者。
对于土质地基,应先铺设一层10~15cm的砂砾石作垫层,以改善基底整体性,然后再支模现浇或砌筑。
2.面板安装
1.面板的运输与堆放
混凝土面板在运输过程中,应轻搬轻放,堆放时一般可以采用竖放和平放两种方式,堆放时要防止插销和扣环的变形及角隅的损坏。平放时,面板堆积一般不宜超过5块,板块间可用方木衬垫,上下垫木应位于同一垂线上,以防止由于面板产生弯曲和剪切而出现裂纹。
2.面板的安装放样
面板放样一般可与基础放样同时进行,测定挡土墙基础轴线时(即在墙趾两端基础轴线桩位置上沿横断面方向埋设混凝土放样板,板宽30cm,长度根据墙高确定),一般应较最大墙高的水平投影长度长60cm,放样板应埋入地面以下10cm以上,并露出地面5cm左右。
放样时,用经纬仪过基础轴线点作基础轴线的垂线,并将垂线用墨斗打印在放样板上。这时,从基础轴线点起,按每层面板水平投影宽度一次在墨线上画出各层面板顶面外缘基线点,钉上圆钉或打上墨线,用红漆标明层次编号,即告完成。
另一种放样是在清洁的条形基础顶面,准确画出面板外原先,在确定的外缘线上定点并进行水平测量,放样板、挂线杆和基础轴线在施工期间应妥善保护,避免撞击。
加筋土挡土墙墙面垂直,平面上随现场条件作成直线或曲线。第一层面板安装准确后,每层只需要用垂线控制就可以了。
3.面板的安装
当挡土墙的基础强度达70%以上时,即可安装第一层墙面板。安装面板可以从墙端和沉降缝两侧开始,配以适当的吊装设备即可另线安装就位。面板在起吊升降定位时要求平稳,慢速轻放,切忌碰撞。所有面板在安装前必须仔细检查,若有裂纹或其他缺陷者,一律弃之不用。
当有必要时,底座处可用低强度砂浆嵌填调整标高。一般情况下,同层相邻面板水平误差不应大于10mm,轴线误差没20延米不应大于10mm。同时可用垂线法控制单块面板的倾斜度,内倾度一般可容许在2%~5%范围之内。
为防止相邻面板错位和确保面板的相对稳定,第一层面板的安装宜用斜撑固定,以上各层宜采用夹木螺栓固定。
当两端墙面板初步安装好后,即可挂线安装中间块件,以及各层面板的安装均在面板中心画上中心线,挂线控制中心线对齐安装缝中心以保证安装整齐。第一层块件全部安装完成后,即可按下列工序施工:填料→压实→铺设筋带→覆盖填料→校正面板→填料→压实→校正面板→安装另一层面板。
3.筋带连接与铺设
1.筋带的运输、堆放及裁料
(1)钢筋混凝土带运输时应轻装轻卸。堆放时应平放,上下层之间应互相垂直,堆放高度一般不宜超过10层。钢筋混凝土带应进行表面检查、清理、补修,按各层筋带的设计长度准备相应节数,并调直连接钢筋。
(2)钢带应堆放在垫木上,垫木高度离地面不宜小于20cm。钢带首先进行调直,然后按各层筋带的设计长度裁料,如需接长则应考虑搭接部分所需长度,若采用插销或螺栓连接,还应按设计要求在钢带上冲孔。
(3)聚丙烯土工带和钢塑复合带在光照下易老化,故其储存要求严格避光,应堆放在通风遮光的室内,并且与汽油、柴油、酸、碱等腐蚀性材料隔绝。

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  • lrg005
    lrg005 沙发
    谢谢楼主,好资料,学习了
    2015-12-19 14:20:19

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  • lrg005
    lrg005 板凳


    谢谢楼主,好资料,学习了
    2015-12-02 12:21:02

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这个家伙什么也没有留下。。。

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