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路基施工技术 21世纪高职高专道路桥梁工程系列规划教材 示范性高职院校建设项目成果教材 1 模块1公路工程和路基工程概述 2 1 组织准备 模块2路基施工准备 2 2 技术准备 2 3 物资准备 2 4 施工现场准备 2 模块1公路工程和路基工程概述 学习引导 知识目标通过本模块的学习 学生应能够了解路基施工准备工作的计划与内容 重点把握组织准备 技术准备 物资准备和施工现场准备的具体工作内容 技能目标学生能够正确做好路基施工前的各项准备工作 包括熟悉施工项目部的组织结构 核对设计文件 技术交底 具有建筑材料的检测能力和控制测量 施工放样的能力 以及机械设备的选型能力 能够填写各种施工准备资料 主要内容模块2的主要内容结构如图2 1所示 模块2路基施工准备 3 模块1公路工程和路基工程概述 模块2路基施工准备 4 2 1 组织准备 组织准备是做好一切准备工作的前提 组织准备工作主要包括组建施工组织结构 设置施工班组和人员进场与培训 技术交底 建立健全各项管理制度 5 2 1 1 组建施工组织结构 在施工组织结构的组建过程中 应根据施工项目的规模 结构特点和复杂程度确定施工项目的施工组织结构人选 职能部门的设置 人员的配备应适应工作的需要 力求精干 高效 坚持合理分工与密切协助相结合的原则 责权具体 便于指挥和管理 6 2 1 1 组建施工组织结构 7 2 1 2 设置施工班组和人员进场与培训 2 人员进场与培训在组建项目经理部后 应根据各分部分项工程的开工日期和劳动力需要量计划 分批分阶段地组织劳动力进场 并及时组织安全 防火和文明施工等方面的培训教育工作 1 设置施工班组应根据专业 工种确定合理的施工班组 即专业施工队 技工 普工的比例要满足施工组织方式的要求 同时应制订出劳动力需要量计划 8 2 1 3 技术交底 在工程开工之前 应详细地向施工班组和操作工人进行技术交底 通常包括施工图纸交底 施工技术交底及安全技术交底 以保证工程能严格按照设计图纸 施工组织设计 施工技术规范 安全操作规程和施工质量检验评定标准的要求进行施工 交底工作应按照管理系统自上而下逐级进行 根据不同的对象 交底可采用书面 口头和现场示范等形式 9 2 1 4 建立健全各项管理制度 在施工过程中 项目现场一般应建立技术质量责任制度 工程技术方案制度 施工图纸学习制度 技术交底制度 职工考勤考核制度 工程材料和构件的检查验收制度 工程质量检查与验收制度 材料出入库登记和保管制度 安全操作制度 机具使用保养制度等 以保证各项施工活动的顺利进行 10 2 2 技术准备 技术准备是施工准备的核心 任何技术上的差错和隐患都可能导致人身安全事故和质量事故的发生 造成生命和财产损失 因此 必须认真做好技术准备工作 11 2 2 1 熟悉及核对设计文件 设计文件是组织施工的主要依据 施工单位必须按图施工 未经建设单位和监理工程师同意 无权修改设计文件及图纸 更不能在没有设计图纸的情况下擅自施工 12 2 2 2 施工现场调查 对施工项目进行实地勘测和现场调查 获得有关数据的第一手资料 是编制实施性施工组织设计文件的重要准备工作 施工现场调查主要包括自然条件调查和技术经济条件调查两个方面 13 2 2 2 施工现场调查 1 地形 地貌 重点调查公路沿线及各类构筑物的地形 地貌 以便布置施工现场 选择驻地 规划临时设施 掌握障碍物的位置及数量等 2 地质 通过试验 观察和地质勘探等手段确定公路沿线的地质情况 选择路基土石方的施工方法 确定特殊路基的处理措施 选择土场及制订障碍物的拆除计划等 3 水文 调查地下水和地面水 制定合理可行的防排水方案 4 气象 重点调查气温 降雨及风力 风向 制定冬季取暖 夏季防暑降温 雨季施工现场排水及防洪 大风季节施工安全等相关措施 对其他自然条件 如地震 泥石流 滑坡等 必要时也应调查 并采取专门的施工保障措施 1 自然条件调查 14 2 2 2 施工现场调查 技术经济条件调查主要包括的内容有 取土场 弃土场调查 当地运输情况的调查 施工现场供水 供电 通信情况的调查 当地劳动力及生活设施的调查 施工干扰的调查 2 技术经济条件调查 15 2 2 3 施工前的技术交底 施工前的设计技术交底工作通常由建设单位主持 设计 监理和施工单位参加 首先 设计单位的设计负责人说明设计意图 设计依据 设计要求及所设计工程的功能与特点 并对工程的特殊结构 新技术和新材料等提出设计要求 对施工中应注意的关键技术问题等进行设计技术交底 然后 施工单位通过对设计意图的理解及研究核对设计文件和图纸的相关记录 提出对设计图纸的疑问 建议或变更 最后 在统一认识的基础上 对所探讨的问题逐一做好记录 形成设计技术交底纪要文件 由建设单位正式行文 参加单位共同会签盖章 作为施工合同的一个补充文本 该补充文本与设计文件同时使用 既可作为指导施工单位施工的依据 也可作为建设单位与施工单位进行工程结算的依据 16 2 2 4 编制施工组织设计和施工预算 施工组织设计既是施工准备工作的重要组成部分 也是指导施工现场全部生产活动的基本技术经济文件 编制施工组织设计的目的在于全面 合理 有计划地组织施工 从而具体地实现设计意图 优质高效地完成施工任务 概括地说 公路施工组织设计就是从工程的全局出发 根据公路工程的特点 按照客观的施工规律和当时当地的具体条件 统筹考虑施工过程中的人工 材料 机械 资金和施工方法这五个主要因素后 对整个工程的施工进度 资源消耗和平面布置等做出科学而合理的安排 1 编制施工组织设计 17 2 2 4 编制施工组织设计和施工预算 施工预算是施工单位根据中标后的合同价 施工图纸 施工组织设计或施工方案 施工定额等文件进行编制的 它可以切实有效地控制施工过程中的全部经济活动 2 编制施工预算 18 2 3 物资准备 2 3 1物资准备工作的程序 2 根据各种物资需要量计划 组织货源 确定加工地点 供应地点和供应方式 拟订运输计划和运输方案 签订物资供应合同 1 根据施工预算 分部分项工程的施工方法和施工进度的安排 拟订国拨材料 统配材料 地方材料 构 配 件及制品 施工机具和工艺设备等物资的需要量计划 3 按照施工总平面图的要求 组织物资按计划时间进场 在指定地点按规定方式进行储存或堆放 19 2 3 2 物资准备工作的内容 1 建筑材料的准备 建筑材料的准备主要是按照施工进度计划的要求及材料的名称 规格和使用时间进行汇总 编制出材料需要量计划 为组织备料 确定仓库和所需场地的堆放面积及组织运输等提供依据 路基工程建筑材料包括路基适用的填筑材料 如石质土 沙土 天然沙砾等 及排水工程预制构件所需的集料 水泥等 20 2 3 2 物资准备工作的内容 2 构 配 件和制品的加工准备 根据施工预算提供的构 配 件和制品的名称 规格 质量和消耗量 确定构 配 件和制品的加工方案 供应渠道及进场后的储存地点和方式 编制出其需要量计划 为组织运输 确定所需场地的堆放面积等提供依据 21 2 3 2 物资准备工作的内容 3 施工机械的准备 1 推土机 推土机是用于浅挖及短距离运土的工程机械 常用于清除原地面的杂草树根 开挖路堑 推运土石及渣土 平整场地及回填 堆积路用散料 铲运软土 挖松冻土和硬土 劈挖分化岩石等 其经济运距为20 50m 一般情况下不超过100m 1 土方施工机械 22 2 3 2 物资准备工作的内容 3 施工机械的准备 1 推土机 推土机的生产能力主要根据发动机的功率确定 用于公路施工的推土机可分为中型 59 103kW 大型 118 235kW 和特大型 大于235kW 三种 推土机按行走方式的不同分为履带式推土机和轮胎式推土机两种 如图2 3和图2 4所示 履带式推土机的附着性能好 牵引力大 接地比压小 爬坡能力强 能适应恶劣的工作环境 具有优越的作业性能 是推土机的重点发展机种 轮胎式推土机的行驶速度快 机动性能好 作业循环时间短 转移方便迅速 不损坏路面 特别适合在城市建设和道路维修工程中使用 推土机的型号组成 字母T表示推土机 L表示轮胎式 Y表示液压式 后面的数字表示功率 kW 例如 TY220表示功率为220kW的液压式推土机 1 土方施工机械 23 2 3 2 物资准备工作的内容 3 施工机械的准备 24 2 3 2 物资准备工作的内容 3 施工机械的准备 2 挖掘机 挖掘机主要用于开挖土方 软石 并可装载土 石 沙砾和爆破后的石方 操作方便 按照行走方式的不同 挖掘机可分为履带式挖掘机和轮胎式挖掘机 按照铲斗来分 挖掘机又可以分为正铲挖掘机 反铲挖掘机 拉铲挖掘机和抓铲挖掘机 其工作简图如图2 5所示 正铲挖掘机的特点是前进向上 强制切土 其挖掘力大 生产率高 多用于挖掘停机作业面以上的物料 反铲挖掘机的特点是后退向下 强制切土 多用于挖掘停机作业面以下的物料 拉铲挖掘机的特点是后退向下 自重切土 其挖掘半径和挖土深度较大 适宜开挖大型基坑及水下挖土 抓铲挖掘机的特点是直上直下 自重切土 其挖掘力较小 可以挖掘独立基坑 沉井 特别适于水下挖土 1 土方施工机械 25 2 3 2 物资准备工作的内容 3 施工机械的准备 2 挖掘机 挖掘机的生产能力主要按斗容量确定 斗容量有0 1 2 5m3等2个等级 20多种型号 筑路一般使用单斗挖掘机 单斗挖掘机适用于挖掘 级土及爆破后的 级岩石 常与自卸汽车配套使用 正 反铲挖掘机配合自卸汽车运土如图2 6所示 1 土方施工机械 26 2 3 2 物资准备工作的内容 3 施工机械的准备 27 2 3 2 物资准备工作的内容 3 施工机械的准备 3 平地机 平地机是一种铲土 运土 卸土同时进行的连续作业机械 不仅适用于构筑路基和路面 修筑边坡 开挖边沟 而且也可用于搅拌路面混合料 扫除积雪 推送散粒物料及进行土路和碎石路的养护工作 平地机通常与碾压和运输机具配套使用 1 土方施工机械 28 2 3 2 物资准备工作的内容 3 施工机械的准备 4 装载机 装载机主要用来铲 装 卸 运散装物料 也可对岩石 硬土进行轻度铲掘作业及进行短距离转运工作 在较长距离的物料转运工作中 装载机往往与自卸汽车配合 以提高工作效率 在公路施工 特别是高等级公路施工中 装载机主要用于工程的填挖 沥青和水泥混凝土料场的集料 装料等作业 装载机的运土作业如图2 8所示 1 土方施工机械 29 2 3 2 物资准备工作的内容 3 施工机械的准备 5 自卸汽车 自卸汽车又称为翻斗车 主要用于土方 砂石 松散物料的运输 自卸汽车配有自动倾卸装置 可自动倾卸运输材料 自卸汽车常与挖掘机 装载机 带式输送机等联合作业 自卸汽车的卸土作业如图2 9所示 1 土方施工机械 30 2 3 2 物资准备工作的内容 3 施工机械的准备 6 洒水汽车 洒水汽车主要用于运输施工用水 补充填筑材料的水分 喷洒水以防止道路扬尘等 洒水汽车的施工作业如图2 10所示 1 土方施工机械 31 2 3 2 物资准备工作的内容 3 施工机械的准备 1 空气压缩机 空气压缩机 简称空压机 是一种以内燃机或电动机为动力 将自由空气压缩成高压空气的机械 它所制配出来的压缩空气是各种风动工具的动力来源 故有时又称为动力机械 在路基工程中 活塞式空压机使用得极为广泛 活塞式空压机如图2 11所示 2 石方施工机械 32 2 3 2 物资准备工作的内容 3 施工机械的准备 2 凿岩机 凿岩机是用来直接开采石料的工具 它在岩层上钻凿炮眼 放入炸药炸开岩石 从而完成开采石料或其他石方工程 凿岩机按其动力来源可分为风动凿岩机 内燃凿岩机 电动凿岩机和液压凿岩机 在公路机械化施工中 风动凿岩机和空气压缩机为必配的设备 是石方工程施工的关键设备 主要用于在硬岩上钻凿炮眼 2 石方施工机械 33 2 3 2 物资准备工作的内容 3 施工机械的准备 压实机械是利用自重 振动或冲击的方法对路基填料反复碾压 将路基填料碾压密实 以达到压实度要求的工程机械 1 压实机械的分类和生产能力 压实机械按压实作用原理可分为静作用碾压机械 振动式碾压机械和夯实机械 静作用碾压机械 静作用碾压机械利用机械本身的重力作用使被碾压层产生永久变形而密实 静作用碾压机械包括各种型号的光轮压路机 见图2 12和图2 13 轮胎压路机 简称轮胎碾 见图2 14 羊足压路机 简称羊足碾 凸块压路机 简称凸块碾 见图2 15 及各种拖式压滚等 轮胎压路机最常用的工作质量为16 45t 拖式压滚的最大工作质量可达200t 3 压实机械 34 2 3 2 物资准备工作的内容 3 施工机械的准备 35 2 3 2 物资准备工作的内容 3 施工机械的准备 振动式碾压机械 振动式碾压机械 简称振动碾 包括各种拖式和自行振动式机械 单钢轮振动压路机的工作质量多为10 25t或30 50t 随着高速公路建设的发展 大吨位的振动压路机被广泛使用 双钢轮振动压路机按工作质量可分为轻型 2 4t 中型 5 8t 和重型 10 14t 三种 3 压实机械 36 2 3 2 物资准备工作的内容 3 施工机械的准备 夯实机械 夯实机械主要用于夯实土壤 其可分为冲击式打夯机和振动式打夯机两种 冲击式打夯机 见图2 16 可以夯实厚度为1 0 1 5m或更厚的土壤 按其打击能量分为轻型 0 8 1kJ 中型 1 10kJ 重型 10 50kJ 三种 振动式打夯机 见图2 17 按其质量分为轻型 小于2t 中型 2 4t 和重型 4 8t 三种 3 压实机械 37 2 3 2 物资准备工作的内容 3 施工机械的准备 2 压实机械的适用范围 轻 中型静作用光轮压路机一般多用于路面压实 重型静作用光轮压路机多用于路基压实 羊足碾 凸块碾具有较大的单位压力 多用于路基或填土的初压工作 特别是对于粒度不均匀的黏性土的压实效果尤佳 忌压非黏性土和高含水率黏土 轮胎压路机适用于压实黏性土及非黏性土中的壤土 沙壤土 沙土和沙砾料 尤其对沥青混凝土具有良好的压实效果 振动式碾压机械主要用于压实非黏性土 有效压实深度大于1m 减振后可按光轮压路机使用 适用于不同的土质条件 各种夯实机械都适用于压路机无法作业的局部压实 3 压实机械 38 2 4 施工现场准备 公路路基施工开始前 建设单位 设计单位应先将测量控制性桩点 主要包括水准点和控制性桩点 移交给施工单位 俗称 交桩 现场交桩是设计与施工衔接的一个重要环节 交桩一般要有交桩记录 并经建设单位 设计单位 监理单位 施工单位签字 若发现交桩成果有误 则应会同监理单位联合测量后确认 交桩后 施工单位应保护好交桩成果 并对控制性桩点进行复测 包括导线 中线的复测 水准点的复测与增设 横断面的测量与绘制等 季节性冻土地区 在冻融以后也应进行复测 根据已经恢复的路中线 按设计文件和施工技术要求等标出路基用地界桩 路堤坡脚 路堑坡顶 边沟及路基附属设施等的具体位置 2 4 1测量准备 39 2 4 1 测量准备 在测区内 按测量任务所要求的精度测定一系列控制点的平面位置和高程 建立起测量控制网 作为各种测量的基础 这种测量工作称为控制测量 控制测量一般包括平面控制测量和高程控制测量 这两种测量分别是为测定控制点的平面坐标和高程而进行的 控制测量的基准面是大地水准面 与其垂直的铅垂线是外业的基准线 平面控制网常采用三角测量和导线测量等方法建立 三角测量是建立平面控制网的基本方法之一 但三角网要求每点与较多的邻点相互通视 在隐蔽地区常需建造较高的觇标 导线测量布设简单 每点仅需与前后两点通视 选点方便 特别是在隐蔽地区和建筑物多而通视困难的城市 应用起来更加方便 灵活 随着光电测距仪的发展 导线测量的应用日益广泛 1 控制测量 40 2 4 1 测量准备 1 控制测量 41 2 4 1 测量准备 1 控制测量 高程控制网主要采用水准测量和三角高程测量方法建立 用水准测量方法建立的高程控制网称为水准网 区域性水准网的等级和精度与国家水准网一致 水准网既可以一次全面布网 也可以分级布设 各等级水准测量都可作为测区的首级高程控制 首级网一般布设成环形网 加密时可布设成附合线路或结点网 测区高程应采用国家统一高程系统 三角高程测量是根据两点间的竖直角和水平距离计算高差而求出高程的 其精度低于水准测量 常在地形起伏较大 直接进行水准测量有困难的地区测定三角点的高程 为地形测图提供高程控制 三角高程测量可采用单一路线 闭合环 结点网或高程网的形式布设 三角高程路线一般由边长较短和高差较小的边组成 起止于用水准联测的高程点 为保证三角高程网的精度 网中应有一定数量的已知高程点 这些点由水准测量或水准联测求得 为了尽可能消除地球曲率和大气垂直折光的影响 每边均应相向观测 42 2 4 1 测量准备 1 控制测量 公路高程测量应采用水准测量 在水准测量确有困难的地段 四 五等水准测量可以采用三角高程测量 当采用三角高程测量时 起止点应为高一个等级的控制点 43 2 4 1 测量准备 2 导线复测 当路线的线形主要由导线控制时 导线的点位精度及密度将直接影响施工放线的质量 导线测量的内容包括以下几项 1 检查导线是否符合规范及有关规定的要求 平差计算是否经过有关方面的检查与验收 2 检查导线点的密度是否满足施工放线的要求 必要时应进行加密 以保证在道路施工的全过程中相邻导线点间能相互通视 3 检查导线点是否丢失 移动 并进行必要的点位恢复工作 1 导线复测的内容 44 2 4 1 测量准备 2 导线复测 2 导线复测的外业工作 45 2 4 1 测量准备 2 导线复测 1 水平角的测量 导线的水平角测量应使用不低于DJ6级的经纬仪 按测回法进行观测 在附合导线中测量左角和右角 在闭合导线中均测量内角 2 导线边长的测量 导线边长应优先采用光电测距仪测量 无条件时 也可采用钢尺及经纬仪测距 当采用光电测距仪测量导线边长时 距离和竖直角应往返观测一回 距离一测回读数两次 边长采用往测平距 返测平距仅作参考 2 导线复测的外业工作 46 2 4 1 测量准备 2 导线复测 3 导线点的加密 当原导线不能满足要求时 应进行导线点的加密 以保证在道路施工的全过程中 相邻导线间能够通视 加密导线点可以采用传统的方法 如线形三角锁 图根导线 交会法等 但是 随着光电测距仪的广泛使用 特别是全站仪的使用 采用支导线点更为方便 2 导线复测的外业工作 47 2 4 1 测量准备 2 导线复测 导线复测的外业工作结束后 应及时整理和检查外业观测手簿 检查观测成果是否满足技术要求 所有计算是否正确 确认无误后 方可进行内业计算 即根据已知导线点的坐标及边的方位角和外业的导线观测成果 推算未知导线点的坐标 评定测量精度 若闭合差大于容许值 则应分析原因后重测 若闭合差满足精度要求 则应按要求进行平差计算 3 导线复测的内业计算 48 2 4 1 测量准备 2 导线复测 1 当原有导线点不能满足施工需要时 可增设满足相应精度要求的附合导线点 2 同一建设项目内相邻施工段的导线应闭合 并满足同等级的精度要求 3 对可能受施工影响的导线点 施工前应加以固定或改移 在开工至竣工验收的时间段内应保证其精度 4 导线复测的要点 49 2 4 1 测量准备 3 水准点的复测与加密 沿路线每500m宜设置一个水准点 在结构物附近 高填深挖路段 工程量集中及地形复杂的路段宜增设水准点 临时水准点应符合相应等级的精度要求 并与相邻水准点闭合 当水准点有可能受到施工影响时 应进行处理 50 2 4 2 施工放样 施工放样就是在公路施工过程中 利用现代测量技术和仪器设备 依据 工程测量规范 GB50026 2007 公路勘测规范 JTGC10 2007 公路勘测细则 JTG TC10 2007 和经过批准的公路施工设计文件 图纸 将图纸上的点位放样于实地 由点构成线 由线构成面 进而形成公路的整体轮廓 以指导公路施工 51 2 4 2 施工放样 1 施工放样的准备工作 在通常情况下 施工单位应收集的设计文件图表主要有公路平面总体设计图 路线平面图 路线纵断面图 路基横断面图 路面横断面结构图 路面结构图 路基设计表 直线 曲线及转角表 埋石点成果表 包括导线点成果表 水准点成果表 逐桩坐标表 路基标准横断面图 技术人员应全面熟悉设计文件 图纸 如发现错误 应及时向建设单位或监理单位报告 并由设计单位加以修改 1 收集资料 52 2 4 2 施工放样 1 施工放样的准备工作 在施工队伍进驻施工现场后 技术人员还应到施工现场进行勘查核对 其主要内容包括以下几项 了解施工标段路线起点里程桩和终点里程桩的实地位置及该标段四周的地貌概况 以确定取土 弃土运输便道的位置及制定临时排水措施等 对照路线设计纵断面及横断面图查看沿线地形 确认挖方 填方地段 查看公路沿线平面控制导线点的点位 交点的点位和高程控制水准点的点位的实地位置和完好程度 以及各点的通视情况能否满足放样的需要 2 现场勘查 53 2 4 2 施工放样 1 施工放样的准备工作 查看公路设计定测时中线桩的点位情况 为恢复中桩做准备 考察该施工标段沿线应加密的施工导线点 施工水准点的实地位置 并拟定联测已知导线点 水准点的方案 考察沿线盖板涵 通道 圆管涵 桥梁等附属构造物的实地现状 拟定放样方案 经过实地勘查 如发现施工现场存在与设计图表文件不符的内容 应及时向建设或监理单位报告 并根据施工现场实况拟定施工测量方案 2 现场勘查 54 2 4 2 施工放样 1 施工放样的准备工作 公路施工测量所用的仪器 公路施工测量所用的仪器有全站仪 用于导线测量 坐标放样 水准仪 用于水准测量 高程放样 经纬仪配测距仪 用于导线测量 坐标放样 对讲机 用于放样联络 经纬仪配视距尺 用于路基施工初期点的放样 路堑边坡 堑顶放样等 3 公路施工测量的工具及材料准备 55 2 4 2 施工放样 1 施工放样的准备工作 公路施工测量所用的量具和标尺 量具有钢尺 30 50m 皮尺 30 50m 小钢尺 fx 4500PA计算机 标尺有水准尺 双面 一对或塔尺 3m或5m 尺垫 坡度尺 用于控制边坡 公路施工测量所用的材料 公路施工测量所用的材料包括竹签 铁钉 钢钉 记号笔 油性 粉笔 石灰 红布 或红塑料袋 铁锤 油漆 细绳 凿子等 4 测量仪器的检验与校正 3 公路施工测量的工具及材料准备 56 2 4 2 施工放样 2 中线放样 路线中线的施工放样就是利用测量仪器和设备 按设计图纸中的各项元素 如公路平 纵 横元素 和控制点坐标 或路线控制桩 将公路的中心线准确无误地放样到实地 以指导施工作业 在路基开工前 应进行全段中线放样并固定路线主要控制桩 高速公路 一级公路宜采用坐标法进行测量放样 在进行中线放样时 应注意路线中线与结构物中心 相邻施工段的中线闭合 若发现问题应及时查明原因 进行处理 路线中线的施工放样一般有三种方法 即利用导线点放样 利用全站仪放样和利用路线控制桩 交点桩 转点桩 放样 57 2 4 2 施工放样 2 中线放样 利用导线点进行中线放样时 放样精度能够得到充分的保障 二级及二级以上公路必须采用导线点放样中线 1 导线点的检测 补测及移位 施工现场的导线点是测设单位在进行路线设计时埋设的 期间还要经历设计 招投标等一系列活动 往往要经过很长一段时间才能施工 在这段时间内 导线点可能会移位 精度可能会发生变化 因此 需要对其进行检测 另外 由于人为或其他原因 导线点可能会丢失或遭到破坏 因此也要对其进行补测 还有的导线点在路基范围以内 需要将其移至路基范围以外 只有当这一切都完成并且准确无误时 才能进行施工放样工作 1 利用导线点进行中线放样 58 2 4 2 施工放样 2 中线放样 导线点的检测 导线点的检测主要是检查它的坐标是否正确 导线点的检测方法如图2 18所示 图中导线点1 2 n n 1为已知的导线点 在标段起始端一定注意与相邻标段的衔接 坐标数据由监理工程师提供 1 利用导线点进行中线放样 59 2 4 2 施工放样 2 中线放样 a 测站检测 测站检测的具体步骤如下 第一步 根据导线点1 n 1的坐标 图纸提供的坐标数据 反算转角 和导线边长S 首先计算出各条导线的坐标方位角 沿导线前进方向 再计算出导线的转角 若转角为左角 则 左 前 后 180 若转角为右角 则 右 后 前 180 导线边长的计算公式为式中 Si i 1为路线导线点i至点i 1的边长理论值 Xi Yi为导线点i的坐标 Xi i 1 Yi i 1为导线点i 1的坐标 1 利用导线点进行中线放样 60 2 4 2 施工放样 2 中线放样 第二步 实地观测各转角及导线边长 当观测值与计算值满足式 2 2 和式 2 3 时 认为点的平面坐标和位置是正确的 施工单位可以利用现场的导线及图纸提供的每个导线点的坐标数据进行平面点位的放样 通常以两倍中误差作为偶然误差的极限值 式中 i i 1为路线导线点i 1的转角理论值 为路线导线点i 1的转角实测值 m 为转角 的中误差 此处取导线测量等级为二级 测量中误差取8 式中 为路线导线点i至点i 1的边长实测值 1 利用导线点进行中线放样 61 2 4 2 施工放样 2 中线放样 b 测段检测 在测站检测的基础上 若想使平面放样更加精确 则还要把整条导线作为附合导线进行导线测量 并按对应的导线等级的方位角闭合差和全长相对闭合差的精度要求进行控制 计算出导线点2 3 n 1的坐标 测段检测的具体步骤如下 仅按二级导线精度介绍 1 利用导线点进行中线放样 62 2 4 2 施工放样 2 中线放样 第一步 计算角度闭合差 附合导线首尾各有一条已知坐标方位角的边 称为始边和终边 根据始边的坐标方位角 始和实测的导线各转折角 推算终边的坐标方位角 终 然后与已知的终边坐标方位角 终比较 二者之差 由于测角存在误差 二者必不相等 即为附合导线的角度闭合差f 式中 n为测站数 f 容为导线角度闭合差的容许值 1 利用导线点进行中线放样 63 2 4 2 施工放样 2 中线放样 第二步 计算导线全长相对闭合差 坐标增量闭合差为式中 Fx Fy分别为横 纵坐标增量闭合差 x测 y测分别为横 纵坐标的增量 x始 y始 y始 y终分别为始点和终点的横 纵坐标 导线全长闭合差为式中 FD为导线全长闭合差 导线全长相对闭合差为式中 K为导线全长相对闭合差 D为导线边长 1 利用导线点进行中线放样 64 2 4 2 施工放样 2 中线放样 第三步 计算导线点2 3 n 1的坐标 第四步 整理导线成果 报监理工程师审批 审批后 施工单位就可以利用现场的导线点及成果表上每个导线点的坐标数据进行平面点位放样了 注意检测导线时 必须和相邻标段的导线闭合 防止在标段衔接处出现路中线错位或断高的情况 施工前的第一次检测若坐标值改动很小则不需要改变导线点的坐标值 如果改动值较大就应该检查相对关系变化大的段落 重新分段找出可能移动的导线点并修改其坐标值 施工开始后的联测不要轻易再改变导线点的坐标值 以免对已建成的部分产生影响 1 利用导线点进行中线放样 65 2 4 2 施工放样 2 中线放样 导线点的补测 若导线点是间断性的丢失 则可利用前方交会法 支点法等方法补测 或采用任意测站方法补测导线点 如果是连续丢失数点 就要用导线测量的方法补测 导线点的移位 若将路基范围内的导线点移至路基范围以外 则可根据移点的数量采用交会法或导线法 也可采用 骑马桩 法加以保护 施工期间应定期 一般为半年 对导线点进行检测 若发现导线点丢失 则应及时补上 并做好对导线点 特别是原始点 的保护工作 1 利用导线点进行中线放样 66 2 4 2 施工放样 2 中线放样 导线点的补测 若导线点是间断性的丢失 则可利用前方交会法 支点法等方法补测 或采用任意测站方法补测导线点 如果是连续丢失数点 就要用导线测量的方法补测 导线点的移位 若将路基范围内的导线点移至路基范围以外 则可根据移点的数量采用交会法或导线法 也可采用 骑马桩 法加以保护 施工期间应定期 一般为半年 对导线点进行检测 若发现导线点丢失 则应及时补上 并做好对导线点 特别是原始点 的保护工作 1 利用导线点进行中线放样 67 2 4 2 施工放样 2 中线放样 2 中桩坐标的计算 对中桩坐标的计算进行直接论述会比较抽象 现通过具体的例子进行说明 包括点P在直线段上和点P在平曲线段上两种情况 点P在直线段上 如图2 19所示 JDn的坐标为 Xn Yn JDn JDn 1的坐标方位角为 n n 1 点P在JDn与JDn 1的直线段上 则点P的坐标按式 2 9 求得 式中 Tn为切线长 Li L分别为P点和YZ 或HZ 点的里程桩号 1 利用导线点进行中线放样 68 2 4 2 施工放样 2 中线放样 69 2 4 2 施工放样 2 中线放样 点P在平曲线段上 a 点P在带有对称式缓和曲线的平曲线段上 如图2 20所示 JDn 1 JDn JDn 1的坐标分别 Xn 1 Yn 1 Xn Yn Xn 1 Yn 1 JDn 1 JDn JDn JDn 1的坐标方位角分别为 n 1 n n n 1 1 利用导线点进行中线放样 70 2 4 2 施工放样 2 中线放样 71 2 4 2 施工放样 2 中线放样 计算转角时 转角 n n 1 n 1 n 若转角为负则为左转 反之则为右转 计算中桩坐标时 先根据交点的坐标 切线的坐标方位角和切线长 采用导线坐标的计算方法计算主点ZH HZ的坐标 然后以ZH或HZ为坐标原点 以向JDn的切线为X 轴 以过原点的法线为Y 轴 建立X O Y 辅助坐标系 见图2 20 计算点P在辅助坐标系中的坐标 X Y 最后利用坐标平移和旋转的方法将此坐标转化为路线坐标系中的坐标 X Y 1 利用导线点进行中线放样 72 2 4 2 施工放样 2 中线放样 主点坐标的计算公式为计算点P在坐标系X O Y 中的坐标 X Y 1 利用导线点进行中线放样 73 2 4 2 施工放样 2 中线放样 点P在缓和曲线段内时 有式中 L为P点到切点 ZH或HZ 间的曲线长度 其中 Li为P点的桩号 L0为ZH或HZ点的桩号 R为圆曲线的半径 Ls为缓和曲线的长度 1 利用导线点进行中线放样 74 2 4 2 施工放样 2 中线放样 点P在圆曲线段内时 有式中 q为切线增长值 p为内移值 其余符号意义同前 1 利用导线点进行中线放样 75 2 4 2 施工放样 2 中线放样 坐标转换 对于前半个曲线 有 1 利用导线点进行中线放样 76 2 4 2 施工放样 2 中线放样 对于后半个曲线 有其中 为了辅助坐标系旋转至大地坐标系 Y 的符号有正有负 当起点为ZH点 曲线为左偏时 Y 取负值 曲线为右偏时 Y 取正值 当起点为HZ点 曲线为左偏时 Y 取正值 曲线为右偏时 Y 取负值 1 利用导线点进行中线放样 77 2 4 2 施工放样 2 中线放样 b 点P在带有非对称式缓和曲线的平曲线段上 在JDn处所设曲线为带有非对称式缓和曲线的平曲线 其中LS1 LS2 曲中点不在右角平分线上 而是偏向缓和曲线短的一侧 点P为曲线上任意待放点 对于带有非对称式缓和曲线的平曲线 先计算前 后两半部分曲线的内移值p1 p2 曲线增长值q1 q2 前 后两半部分曲线的切线长Tn1 Tn2 中间圆曲线长LY JDn 1 JDn JDn 1的坐标分别 Xn 1 Yn 1 Xn Yn Xn 1 Xn 1 JDn 1 JDn JDn JDn 1的坐标方位角分别为 n 1 n n n 1 转角 n n 1 n 1 n 转角为负则为左转 转角为正则为右转 1 利用导线点进行中线放样 78 2 4 2 施工放样 2 中线放样 1 利用导线点进行中线放样 79 2 4 2 施工放样 2 中线放样 80 2 4 2 施工放样 2 中线放样 中桩坐标的计算方法与点P在带有对称式缓和曲线的平曲线段上的相同 主点坐标的计算公式可参考式 2 10 计算点P在坐标系X O Y 中的坐标 X Y 时 点P在第一段和第二段缓和曲线段内的计算公式可参考式 2 11 点P在前半个及后半个圆曲线段内的计算公式可参考式 2 12 坐标转换时 对于前半个和后半个曲线 其坐标计算公式分别参考式 2 13 和式 2 14 1 利用导线点进行中线放样 81 2 4 2 施工放样 2 中线放样 利用全站仪进行中线放样时 需要先调用全站仪中相关的放样程序 输入测站点 后视点及待放样点坐标 仪器会自动计算放样元素 并将值存入存储器中 然后根据提示放样出中桩的具体位置 详细步骤如下 1 在测站点 导线点 安置全站仪 对中 整平 后视导线点 2 先输入测站点的坐标 再输入后视点的坐标 仪器自动计算出测站至后视方向的坐标方位角 3 将水平度盘的读数设置为前述坐标方位角 4 输入要放样的点P的坐标 调用放样程序 这时 仪器自动计算出极角 值和极距 值 并显示在显示屏上 5 松开水平制动螺旋 转动照准部 使极角 值变为0 00 00 2 利用全站仪进行中线放样 82 2 4 2 施工放样 2 中线放样 6 在望远镜的照准方向上放置反射棱镜并测量距离 这时 仪器将测得的距离 与 比较 显示屏上显示其差值 前后移动棱镜 直到 0时为止 为了提高放样效率 实际放样路基时使 1cm即可 路面放样时应尽可能准确 该点即要放样的点P的确切位置 7 在点P处打入木桩 在桩顶钉入铁钉或用油漆做标记 在桩侧面标明中桩桩号 8 重复第 4 第 7 步 放样其他路线中桩 2 利用全站仪进行中线放样 83 2 4 2 施工放样 2 中线放样 利用路线控制桩进行中线放样有两种情况 一种情况是公路两旁未布设导线控制点 公路中线均用交点桩号 曲线元素 转角 半径 缓和曲线长 标定 施工单位只能根据路线控制桩放样中线 另一种情况是施工单位没有测距仪 无法利用控制点 只能利用路线控制桩放样中线 二级以下公路可以用路线控制桩放样中线 3 利用路线控制桩进行中线放样 84 2 4 2 施工放样 2 中线放样 1 恢复交点 恢复交点的工作分为以下两种情况 当原勘测设计时所钉的交点桩保存基本完好 只有个别交点桩丢失时 恢复路线中线的测量工作比较简单 可采用角度交会法 首先根据前 后两个已知方向交出已丢失的交点桩 然后将经纬仪搬到新交出的交点上量角 同时丈量相邻两交点间的直线距离 所量得的转角值和距离应与原勘测时的转角值及距离相符 其差值应不超过测量误差要求的范围 并根据勘测时的路线平面图和横断面图与实地对照 确认新交得的交点的点位是否与图示一致 3 利用路线控制桩进行中线放样 85 2 4 2 施工放样 2 中线放样 当原勘测设计时所钉的交点桩大部分丢失时 路线要恢复到原来的位置是比较困难的 一般只能恢复到比较接近原来的位置 恢复时先组织人员根据路线平面图把可能保存下的桩都打出来 然后从一条已知直线段出发 根据原勘测设计时的直线 曲线转角一览表上的数据 用放样已知数值的水平角和已知长度直线的方法放样出丢失的交点 安置经纬仪量角 量边 看其数值是否符合直线 曲线转角一览表上所列的数值 若未超过测量误差要求的范围 则根据地形和地物先在直线段恢复几个比较典型的中桩 并在中桩上测出横断面图 将测出的横断面图与原来的进行对照 如果基本一致 就可认为所恢复的交点桩基本正确 否则应反复调整交点桩 直到所测得的横断面图与原横断面图相差不大为止 3 利用路线控制桩进行中线放样 86 2 4 2 施工放样 2 中线放样 2 恢复转点 由于在恢复交点的过程中不能一次定下交点的点位 一般都要经过多次调整 才能符合要求 用正倒镜的方法得出的转点往往不在两个交点之间的直线上 因此 转点的最后恢复都需要采用逐渐趋近法 3 利用路线控制桩进行中线放样 87 2 4 2 施工放样 2 中线放样 3 恢复中桩 在交点和转点恢复后 根据路基设计表上的桩号可直接用钢尺恢复直线段上的中桩 若在恢复后的交点上量得的转角与原设计表上所列值相差不大 则可根据勘测设计时给定的半径和曲线元素用切线支距法或偏角法等设置曲线加桩 如果在恢复后的交点上量得的转角与原设计表上所列值相差较大 那么就应根据地形并参照原来的切线长 根据改变后的转角改动曲线半径 重新计算曲线元素 并设置曲线上的各加桩 但应注意 改变半径值不应影响纵坡设计的规定和要求 3 利用路线控制桩进行中线放样 88 2 4 2 施工放样 3 路基横断面放样 路堤的边桩称为坡脚桩 路堑的边桩称为坡顶桩 路基边桩放样就是根据路肩外边缘的设计标高 路堤 或边沟外缘的底标高 路堑 边桩处的地面标高及边坡坡度计算出路基边桩至中桩的距离 然后根据这一距离 定出边桩的位置 实际放样时 通常采用渐进法 1 横断面方向的确定 路基横断面的方向和公路的中心线垂直 横断面的方向可以采用方向架或全站仪打边桩确定 为了提高工作效率 高等级公路测量宜采用先计算边桩坐标 可以直接采用设计图纸提供的逐桩占地边界坐标 再利用全站仪打边桩的方法得到横断面的方向 方向架确定横断面方向的方法此处略 1 路基边桩的放样 89 2 4 2 施工放样 3 路基横断面放样 2 用渐进法放样路基边桩的过程 计算路肩外边缘的设计标高H设计 路堤 见图2 22 或边沟外缘的底标高H设计 路堑 见图2 23 1 路基边桩的放样 90 2 4 2 施工放样 3 路基横断面放样 计算路肩外边缘 路堤 或边沟外缘 路堑 到中桩的距离L0 先实测假定边桩处的地面标高H实测 再根据边坡坡度及路肩外边缘 路堤 或边沟外缘 路堑 到中桩的距离L0计算出边桩到中桩的距离L 先实测假定边桩到中桩的距离L实测 将L实测和L进行比较 若L实测 L 则说明假定边桩在边坡外侧 若L实测 L 则说明假定边桩在边坡内侧 不断调整假定边桩的位置 重复第 步 直到L实测 L为止 此时假定的边桩正好位于边坡之上 从而确定了边桩的位置 1 路基边桩的放样 91 2 4 2 施工放样 3 路基横断面放样 3 弯道上的路基边桩放样 在弯道上进行路基边桩放样时 应根据设计要求详细了解弯道上的超高值和加宽值 确定路基边桩 左或右 至中心桩的距离 要注意弯道加宽是在弯道的内侧 加宽是从缓和曲线的起点开始的 是变数 直到圆曲线的起点至终点才是等宽的 圆曲线的终点至缓和曲线的终点也是变数 1 路基边桩的放样 92 2 4 2 施工放样 3 路基横断面放样 1 路基边坡放样的方法 路基边坡的放样就是确定路基边坡在现场的空间位置 放样方法如下 用竹竿和麻绳放样边坡 当路堤高度不大时 可一次挂线放样 如图2 24 a 所示 当路堤填土较高时 可分层挂线放样 如图2 24 b 所示 2 路基边坡的放样 93 2 4 2 施工放样 3 路基横断面放样 用固定边坡样板放样路基边坡 路堑通常采用固定边坡样板进行边坡放样 在坡顶外侧钉立固定样板 施工时可瞄准样板所指示的坡度进行开挖 如图2 25所示 2 路基边坡的放样 94 2 4 2 施工放样 3 路基横断面放样 2 路基边坡坡度的检查 路基边坡坡度常用活动边坡样板进行检查 首先按照边坡坡度做好活动边坡样板 见图2 26 根据活动边坡样板上水准气泡的偏离情况 可以确定目前边坡坡度和设计边坡坡度间的偏离情况 注意 检查边坡坡度时 一定要从边桩处开始 逐渐检查到路基边缘 2 路基边坡的放样 95 2 4 3 清理场地及三通一平工作 对于路基施工范围内的所有建筑物 设施等均应会同有关部门事先拆迁或改造 当路基施工影响沿线附近建筑物的稳定时 应予以适当加固 1 清理场地 1 拆迁建筑物 96 2 4 3 清理场地及三通一平工作 在路基施工范围内 对妨碍视线 影响行车的树木和灌木丛 均应在施工前进行砍伐或移植清理 砍伐后的树木应堆放在不妨碍施工和不影响农业生产的地方 对于二级及二级以上的公路路堤和填方高度小于1m的公路路堤 应将路基基底范围内的树根全部挖除 并将坑穴填平夯实 对于填方高度大于或等于1m的二级以下公路路堤 允许保留树根 但根部不能露出地面 对于采用机械施工的路堑及取土坑等 均应将树根全部挖除 挖掘树根的坑 深度超过30cm的必须分层夯实到原地表 1 清理场地 2 砍伐树木 97 2 4 3 清理场地及三通一平工作 清理原地面的要点如下 1 应对路幅范围内及取土坑的原地面表面层的腐殖土 表土 草皮等进行清理 清除深度应达到设计要求 一般不小于15cm 平整后按规定要求压实 清出的表层土宜充分利用 2 当基底原状土的强度不符合要求时 应进行换填 换填深度应不小于30cm 并予以分层压实到规定要求 3 基底应在填筑前进行压实 高速公路 一级公路 二级公路路堤基底的压实度应符合设计要求 当路堤填土高度小于路床厚度 80cm 时 基底的压实度不宜小于路床的压实度标准 1 清理场地 3 清理原地面 98 2 4 3 清理场地及三通一平工作 4 当路堤基底的纵坡坡度大于12 或横坡坡度大于1 5时 应设置坡度向内为2 4 宽度不小于2m的台阶并予以夯实 坡面路基的处理如图2 27所示 1 清理场地 3 清理原地面 99 2 4 3 清理场地及三通一平工作 三通一平是基本建设项目开工的前提条件 具体指水通 电通 路通和场地平整 1 水通 水通专指给水 包括生活用水 施工用水等 2 电通 电通指施工用电接到施工现场 具备施工条件 3 路通 路通指场外道路已铺到施工现场周围入口处 满足车辆出入条件 4 场地平整 场地平整指拟建建筑物现场基本平整 无须机械平整 经人工简单平整即可进入施工状态 2 三通一平工作 100 2 4 4 修建临时设施 施工队伍进场后 应按照施工总平面图的布置搭建项目部 试验室等临时用房 修建预制场地 钢筋加工场地 机修场地 仓库等 修建临时用电设施和便道 便桥 这些施工现场的临时建筑物是施工单位在施工期间兴建的生活和生产用的临时房舍及设施场所 一旦施工完毕应予以拆除 101 2 4 4 修建临时设施 1 项目部设施建设 1 项目部的设置地点及对设施的要求 项目部的设置地点应以方便工作为原则 应设在建设项目现场 项目部的选址要满足安全要求和管理要求 安全要求主要包括不受洪水 泥石流 台风威胁 避开塌方 落石 滑坡 危岩等地段 避开取土 弃土场地 避开高压线路及高大树木 与通信线路保持一定距离 离集中爆破区500m以外 管理要求主要包括要靠近现场 管理方便 不受施工干扰 交通要便利 尽量靠近公路 缩短引入线 通信要畅通 邮路应便捷 满足办公自动化要求 项目部宜实行封闭式管理 出入口应设置专职保卫人员 制定专门的管理制度 当租赁地方房屋作为项目部时 租赁的房屋必须符合安全要求 房屋的面积必须达到办公要求 项目部要做好消防措施 配备必要的消防器材 102 2 4 4 修建临时设施 1 项目部设施建设 1 项目部的设置地点及对设施的要求 项目部的硬件设施必须满足 三室 会议室 资料室 试验室 和 五小 宿舍 食堂 厕所 淋浴室 办公活动室 的要求 施工单位办公室的人均面积应不小于6m2 并且应通风照明良好 满足办公要求 项目部办公室实景如图2 28所示 办公区 生活区及车辆 机具停放区等的布局应科学合理 办公区 生活区等应分区管理 合理规划人车路线 尽可能减少不同区域间的互相干扰 所