路基说明

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说 明

一、初步设计批复意见执行情况

根据本项目两阶段初步设计评审意见,本设计文件执行评审意见具体情

况如下:

1、评审意见认为排水设计方案中应加强中央分隔带、超高缓和段和凹形竖曲线底部的排水处理,防止平坡路段积水。本设计在中央分隔带采用纵向渗沟,超高缓和段采用缝隙式集水管、集水井等,凹形竖曲线底部设置急流槽等将水排出路基之外。

2、评审意见认为排水设计方案应综合设计,并考虑环保要求,避免路面水直接排入鱼塘、水田、菜地及周围村庄等,经过城镇中心的路段应注意与原有排水系统相协调。本设计执行评审意见,水沟进行了沟底纵坡设计,路面水不直接排入鱼塘、水田、菜地及周围村庄等,而是汇集到一起排入自然沟渠或河流中。

二、路基横断面布置及超高方案的说明

根据“批复意见”,本标段路基横断面布置如下:路基宽度33.5m,其中中央分隔带2.0m,左侧路缘带2x0.75m,行车道2x11.25m,硬路肩2x3.0m,土路肩2x0.75m,特大、大、中桥33.0m,小桥断面与路基同宽。

超高方式:中央分隔带保持水平,两侧行车道各自形成独立超高体系,分别绕中央分隔带边缘旋转;硬路肩横坡同行车道横坡,详见《超高方式图》,图号SZB4-7。

路基设计标高为中央分隔带两侧边缘路面标高,路基施工标高为设计标高减路面厚度。本设计路线纵断面图和路基横断面图均按路基设计标高绘制,土石方数量计算按路基施工标高控制。

中央分隔带每隔2km左右设开口一处,设置位置和详细尺寸见《中央分

隔带开口设计图》,图号SZB4-11。

三、路基设计说明

1.路基边坡:

本标段均为填方,最大填土高度不超过8m,边坡坡率为1:1.5。为保证路基处于干燥或中湿状态,路基最小填土高度一般应不小于路面和路床总厚度。填方路段设置护坡道,宽度统一采用1.0m,护坡道设置外倾3%的横坡。

2.路基基底处理:

路堤基底均考虑了清除表土和淤泥。鱼塘之间的堤全部考虑清除,计入清表数量内,参与土石方调配,作路基包边土使用。考虑到全线软基广泛分布且厚度大,只清除表层0.1m厚淤泥,其余进行软基处理。

地基表层处理:当地面横坡为0~1:10时,填土前须碾压;当地面横坡为1:10~1:5时,须填前挖松再碾压;地面横坡为1:5~1:2.5时,须填前挖台阶,台阶宽度不小于2m。

零填地段超挖至路表面以下1.54m后再分层回填压实。

以上未尽事宜参照图SZB4-5《路基一般设计图》及JTG D30-2004《公路路基设计规范》相关要求执行。

3.路基压实标准与压实度:

路基填料应均匀、密实,填方路基应分层铺筑均匀压实,填料应采用指定的料场且经过现场试验确认后方能填筑,根据JTG D30-2004《公路路基设计规范》3.2、3.3的相关规定,路基压实度及填料规格应满足下表数值要求,当填料无法满足规范要求时,必须及时采取适当的处理或换填措施。

路基压实度及填料要求表

填挖类型 路面底面以路基压实度填料最小强填料最大 下深度(cm) (重型,%) 度(CBR,%) 粒径(cm) 填上路床 0~30 ≥96 8 10 方下路床 30~80 ≥96 5 10 路上路堤 80~150 ≥94 4 15 基 下路堤 150以下 ≥93 3 15 零填及挖方路基 0~30 ≥96 8 10 30~80 ≥96 5 10 注:1)表列压实度系按《公路土工试验规程》(JTJ 051)中重型击实试验法求得的最大干密度的压实度;

2)为保证路肩的稳定,对于土路肩培土的压实度要求≥90%。

3)在设计文件中,精加工土即路床80cm填土。

桥涵台背和挡土墙墙背填料选用渗水性良好的填料,路堤与桥台、横向构造物(涵洞、通道)连接处应设置过渡段,在本设计中规定桥涵台背填土范围为:台背填土顺路线方向长度,顶部为距翼墙尾端不小于台高加2m,底部距基础内缘不小于2m,拱桥台背填土长度不小于台高的3~4倍,涵洞、通道填土长度每侧不小于2倍孔径长度,其压实度均不小于96%,填土压实应采用轻型机具,严格控制松铺厚度以保证满足压实度要求。

根据JTJ 033-95《公路路基施工技术规范》5.2条规定,路堤填土宽度每侧应超宽于填层设计宽度,超宽一般值为30-50cm,以保证路基边缘压实度。

四、特殊路基处理

1.软基分布情况介绍及特点

本项目位于广州市番禺区西部,为三角洲冲积平原地貌,地势平坦。地面高程在0~1.10m之间,沿线农田、池塘广布。不良工程地质主要为

软土,包括淤泥质亚粘土和淤泥,厚约2~40m,全线路基均广泛分布,主

要具有以下特点:

天然含水量高(51.0~72.9); 孔隙比大(1.436~1.904);

强度低(天然十字板抗剪强度12~18KPa,C、φ值均小); 压缩性大(压缩模量1.37~2.02);

固结时间长(垂直固结系数5.56~14.8E-4);

厚度分布不均(不仅纵向分布不均,同一横断面内,软土厚度变化也很大);

厚度大(最厚处约36.4m); 灵敏度高,结构性强。

2.软基处治原则、控制指标及方案 2.1 软基处治原则

根据保证工程质量,充分利用工期,采取合理的软基处理方法,节约工程造价的指导思想,结合当地周边较经济的建筑材料、生态环境和道路沿线软土分布不均匀的具体情况,分段、分工法确定相应的处理方案。在设计和计算中主要原则如下: (1)计算原则:

路面荷载:公路――Ⅰ级;

路基稳定性验算考虑行车荷载和水平地震力,沉降计算不考虑行车荷载的影响;

稳定验算和沉降验算均考虑路堤由于软土地基的沉降而多填的填料增重的影响。

(2)设计选取方案考虑的因素:

1)工程地质情况。工程地质情况是确定软基处理方案首要考虑的问题,针对不同的土质和软土层的深度采用不同的处理方法。对于本项目而言,很多路段下卧层都是排水的砂层,这样可以将排水距离缩小一半,由此,预压期也会相应减短。

2)道路情况。路堤填土高度高,则附加荷载大,参与计算的压缩层厚度亦大,不论是施工期、预压期还是工后沉降都会较大。而且路堤填土高度大,对路基稳定性的要求大,因此对于路堤填土大的路段,沉降量会增加,预压期也会加长,同时对稳定性无论是设计处治还是施工期、预压期的观测都应加强。对于填土高度较低路段,由于在计算中并没有考虑汽车荷载对工后沉降的影响,但有相关资料显示,在低填路段,汽车动荷载对工后沉降的影响不可忽视,同时鉴于本项目工后沉降控制标准较高,因而对于这些低填路段(<3.0m)结合软弱地基的深度均采用超载1~2m的处治方案。

3)材料供应情况。根据以往的工程经验,袋装砂井的工程质量比塑料排水板更容易控制,但是由于目前航务部门已经对采砂进行限制,导致砂源紧缺,砂价上扬,鉴于上述情况,设计将全部的袋装砂井用塑料排水板来代替以控制工程造价。

4)施工工期和施工方法。根据《关于广州东沙至新联高速公路工程先行施工试验段两阶段施工图的审查意见》(穗东新字〔2005〕64号),施工总工期按两年六个月控制。本次设计根据路堤填土高度和软基深度不同,各路段施工期(即路堤填筑期)+预压期的时间为13~21月,均能满足工期的要求。在路堤填筑方法方面,设计推荐的是最适宜软土地基的薄层轮加法。

5)环境保护。应尽量采用环保的方案,减少对邻近居民和建筑物的影响。

2.2 软基处治的控制指标

东新高速公路桥的比重较大,而且构造物密集,在这种情况下,如果完全按照“公路软土地基路堤设计与施工技术规范”中的指标来进行控制,则有可能由于一般路段与构造物路段沉降控制指标差别较大,且过渡频繁,因

而在行车过程中形成“波浪路”的感觉。考虑到上述原因,由相关专家提议,业主同意,将东新高速公路的设计控制指标提高,具体指标如下表所示。 1)路面设计使用年限内工后沉降

容许工后沉降

桥台与工程位置 路堤相涵洞或箱涵 一般路段 邻处 容许工后沉降 ≤0.05m ≤0.1m ≤0.15m

2)稳定安全系数容许值 计算方法 总应力法 有效固结应力法 准毕肖普法 采用试验指标 快剪指十字板剪快剪与固十字板标 切指标 结快剪指剪切指有效剪切指标 标 标 安全系数容许值 1.10 1.20 1.20 1.30 1.40 备注 当需要考虑地震力时,稳定安全系数容许减0.1

2.3软基处治方案设计 (1)路堤临界高度的确定

路堤临界高度为可以保证路堤稳定性及变形许可的条件下,可以一次性填筑的路堤高度。对于本项目综合考虑路堤的填料性质(填砂路堤)及软土层的性质,通过计算及分析得到路堤临界高度为1.8~2.0m。 (2)地基处理深度的确定

根据工程地质报告提供的资料,本地基处理方案主要考虑处理地表以下的回填土层、淤泥、淤泥质亚粘土层及粉细砂等土层。处理层厚度一般要求穿透软土层,对局部软土层埋藏较深,中间有较厚的夹层,且常为有利于固结排水的夹砂层(如K37+907~K38+550段,上层淤泥厚7.8~15.3m,中间夹砂层9~18m,下卧淤泥质亚粘土5~6m)则以处理上层软弱地基为主。

(3)地基处理范围的确定

本设计方案以路基宽度范围内的软土为主要加固对象,路基横断面方向处理到路基坡角线以外1.0m,地基处理一次性完成。 (4)地基处理工期控制

根据不同路段路堤设计高度和考虑预压期沉降增加的填方高度,路堤填筑的计算施工期一般为1~8个月不等,实际工期根据施工过程中的沉降与稳定监控情况进行调整。在施工完成之后,还将根据软土的性质、厚度以及路堤填土高度进行6~17个月的等载或超载预压,故本方案的软基处理工期为13~21个月,而总工期为30个月,故能满足工期的控制要求。 (5)各路段软基处理方案

东新高速公路控制施工工期的主要因素是大桥,总工期为30个月,路基软基处理有足够的排水固结时间,因而对于全线来说,工期较长但费用较低的排水固结法是软基处治所采用的最为主要的方法。

对于一般路基路段:软土深度<3.5m的路段,仅采用堆载预压而不再进行深层处理;对于软土深度在3.5~25.0m之间的路段,采用排水固结的方案,竖向排水体间距为0.9~1.4m,竖向排水体的长度为向下穿透软土层进入硬层0.5m,向上穿透砂垫层且露头0.3m;对于软土深度大于25m的深厚软基路段还结合1~2m砂方高度荷载进行超载预压处理;对于填土高度<3.0m的低填路段采用超载1~2m砂方高度荷载的处理方案来减少车辆荷载对工后沉降的不良影响。

对于桥台、涵洞和通道路段:以往的做法通常都是采用的复合地基法,但从多条已通车的高速公路反馈情况来看,对于采用复合地基处理的构造物地段,由于处理得“很强的”的复合地基路段工后沉降较小,而一般路段工后沉降较大,由于差异沉降常在路面上形成“龟背”现象,反而影响行车的舒适性和安全性。鉴于以上情况,特别是考虑到本项目构造物密集的特点,故对桥台及涵洞、通道路段,一般也采用排水固结+超载预压+反开挖施工的施工方案,竖向排水体间距为0.9~1.3m,超载高度根据软

土深度为1~2m砂方荷载;对于填土高度>6.5m的桥头路段,为保证路堤的稳定性,采用复合地基的处理方案,复合地基包括有水泥搅拌桩复合地基和预应力混凝土管桩+塑料排水板复合地基两种,前者适用软基深度<13m的高填方路段,后者适用软基深度>13m的高填方路段,对于桥涵路段的处理范围为,桥头处理范围为台前锥坡前一排桩,台后50m(为30m加密处理段+20m变桩距不变桩长的过渡处理段),箱形通道和涵洞路段处理范围为涵身前后15m,圆管涵路段为涵身前后10m。

综合上述考虑,本设计合同段采用的软土地基处理方案共为堆载预压、排水固结+堆载预压、水泥混凝土搅拌桩复合地基和预应力混凝土管桩+塑料排水板复合地基方案,此外,试验路段还采用了真空预压的方案。

五、路基、路面排水系统及防护工程设计说明

本项目路基、路面排水按自成排水系统的原则进行设计,设计时充分结合了自然水系、农田水利灌溉、桥涵位置等进行综合设计,以确保排水畅通。同时,排水设计考虑到环境保护要求,避免路面污水流入鱼塘、水田、菜地。

路基防护工程设计结合公路绿化美化工程分别采用三维网植草、植草、过鱼塘M7.5砌片石护坡等形式对路基坡面进行全面防护,从而确保路基安全及符合环保要求。

(1)路基、路面排水系统

本标段路基、路面排水工程数量包括除拦水带以及中央分隔带超高段缝隙式集水管以外的所有排水工程数量(拦水带以及中央分隔带超高段缝隙式集水管工程数量计入路面第LM02标段)。

本项目所经区域位于北回归线以南,属南亚热带季风海洋性气候,夏无酷暑,冬无严寒,雨量充沛,光照充足,四季草木常青。由于受地形和季风的影响,气温北高南低,年平均气温21.8℃;极端最高气温38.2°C,极端最低气温-0.5°C;日夜温差不大,在6°C~9°C之间。境内雨量充沛,年平均降雨量1635.6mm,雨季集中在4~10月。相对湿度一般为81%~84%。一年

最多雷雨天数为98天,最少为50天。一般冬~春季出现雾,秋季偶有出现。低温期短,无霜期长。风向以偏东风或东南风为主,年均风速2.4m/s。冬季1月,风向以偏北风为主;春季4月,风向不甚稳定,以南或东南风为主;夏季7月,盛行风向为东南风;秋季10月,以偏北风为主,全年少吹西风。

由于太平洋热带气团和印度杨赤道气团的影响,每年7~9月常有台风侵袭,区内主要灾害性气候为台风伴暴雨及雨季洪涝灾害毁坏公路、桥梁工程。拟建项目区6月份降雨量大,6~8月份风速大,路基土石方及构造物要不失时机地做好施工计划安排。

为保证路基和路面的稳定,防止路面水影响行车安全,本设计通过设置完整的排水设施同时对各类设施进行综合设计,以实现迅速排除路基、路面范围内的地表水和地下水的目的。

由于本标段均为填方,本设计路基地表排水设施主要由排水沟、引水沟构成;地下排水设施主要有渗沟及碎石排水层;路面排水设施由拦水带和超高路段中央分隔带排水设施所组成,主要由拦水带、超高路段缝隙式集水管、集水井、横向排水管、急流槽等构成。同时,通过在路肩设置碎石透水层的方法,解决了路面结构层渗透水排除问题。

本设计路基、路面排水设施均为永久性设施,为确保工程质量,施工时还应严格按JTJ 033-95《公路路基施工技术规范》及时做好临时防排水设施。

排水沟:路堤两侧的排水沟设置于护坡道外侧,排泄路基范围的地表水,与桥涵及排灌系统形成综合排水系统。排水沟采用碟形沟,过鱼塘路段还增加路堤平台,平台上设置排水沟以避免路面水排入鱼塘,排水沟采用预制C25铺砌。排水沟的沟底纵坡一般不应小于0.3%,同时在一些特殊路段结合其他工程中的改沟和改渠设计,改造和加大了过水断面尺寸,充分保证了路基排水的最大流量要求。

引水沟:为防止排水沟水流对地表产生冲刷,减少对环境的不良影响,设置引水沟将公路范围内的水引入自然河沟。

中央分隔带地下排水:为排除中央分隔带内下渗雨水,在土基顶面设置

纵向排水渗沟、集水槽,并通过横向排水管、急流槽将水排入排水沟。

超高段中央分隔带排水(该部分集水井、横向排水管和急流槽计入本标段,缝隙式集水管数量计入第LM02标段):为有效及时排泄超高段外侧路面水,在超高段75cm路缘带内设置缝隙式集水管、集水井,并通过横向排水管、急流槽将水排入排水沟。

路面边缘排水(该部分工程量见第LM02标段):为防止路面雨水漫流冲刷填方边坡,在填方地段填方高度≥2m的非超高段两侧、弯道超高段内侧硬路肩边缘设置拦水带,每隔一定距离设路堤急流槽,将路面水引入坡脚排水沟。

路面结构层间排水(该部分工程量见第LM02标段): 为排除路面结构层渗透水,在基层上设双层表处下封层,并于土路肩位置设置开级配碎石,将层间渗透水排出路基。

(2)路基防护

填方高度小于4m的填方路堤,坡面采用植草防护;填方高度4~8m,坡面采用三维网植草防护。

对于护坡道、排水沟外边缘至用地边界的范围内采用植草防护。土路肩培土植草。

沿线经过的水渠、鱼塘众多,还有水田、稻田等,这些都将对路基安全造成一定威胁,因此路基通过水田采用1m宽护坡道,并高出原地面20cm;通过鱼塘地段时,采用M7.5砌片石护坡。

其他未尽事宜严格按照现行JTJ D30-2004《公路路基设计规范》、JTJ 033-95《公路路基施工技术规范》等相关规定执行。

六、路基取土、弃土方案及节约用地措施

本路段沿线土源奇缺,取土十分困难,故采取填砂的方法填筑路堤,边坡表层用粘性土包边,路基顶采用1.2m的粗粒土封闭,以防水流冲刷。计算

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