任務(wù)3 路基施工放樣

學(xué)習(xí)目標(biāo)

1. 學(xué)會(huì)路基邊坡邊樁的放樣；

2. 能夠使用全站儀進(jìn)行路基邊樁的放樣；

3. 掌握路基邊樁、邊坡的放樣過(guò)程。

任務(wù)描述

通過(guò)多媒體資源和教師講解，使學(xué)生能夠使用全站儀進(jìn)行路基邊坡、邊樁的放樣和計(jì)算。

學(xué)習(xí)引導(dǎo)

本學(xué)習(xí)任務(wù)沿著以下路線進(jìn)行學(xué)習(xí)。

3.1　任務(wù)支撐知識(shí)

3.1.1　路基的基本參數(shù)

在公路中線施工控制樁恢復(fù)完成后，即可進(jìn)行路基施工。路基施工前，應(yīng)先在地面上把路基的輪廓表示出來(lái)，即把路堤坡腳點(diǎn)（或路塹坡頂點(diǎn)）找出來(lái)，釘上邊樁，同時(shí)還應(yīng)把邊坡的坡度表示出來(lái)，為路堤填筑和路塹開挖提供施工依據(jù)。在進(jìn)行路基路面施工放樣以前，應(yīng)首先了解路基路面設(shè)計(jì)的基本參數(shù)，以便在進(jìn)行放樣測(cè)量時(shí)計(jì)算放樣數(shù)據(jù)。路基路面的設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)主要包括路基寬度、路面寬度、排水溝寬度（梯形排水溝的邊坡坡度）、填挖高度、路堤和路塹的邊坡坡度、路基的超高和加寬等基本參數(shù)。

（1）路基寬度　公路路基寬度是指行車道與路肩寬度之和。當(dāng)設(shè)有中間帶、變速車道、爬坡車道、應(yīng)急停車帶時(shí)，還包括這些設(shè)施的寬度，如圖3-8所示。

（2）邊坡坡度　路基邊坡坡度通常以1∶m的形式表示，即i=h/d=1/m，式中，m為邊坡系數(shù)；h為邊坡的高度；d為邊坡的寬度。

（3）超高　根據(jù)路基路面的設(shè)計(jì)要求，在公路直線段路基邊緣點(diǎn)處于同一高度，路面橫斷面由路中心向兩側(cè)略向下傾斜形成雙向橫坡。但是在曲線路段為保證汽車行駛安全，在公路曲線半徑小于各級(jí)公路的不設(shè)超高最小半徑時(shí)，均應(yīng)設(shè)置超高。圓曲線段路面的設(shè)計(jì)超高值是常數(shù)，路面傾斜形成單向橫坡；緩和曲線段路面的超高值隨著緩和曲線上的長(zhǎng)度的不同而變化，路面橫坡傾斜由直線段的雙向橫坡向圓曲線的單向橫坡逐步過(guò)渡。超高值可從設(shè)計(jì)文件中查取。

（4）加寬　當(dāng)圓曲線半徑小于或等于250m時(shí)，在圓曲線段應(yīng)按規(guī)定設(shè)置加寬，同時(shí)在曲線兩端設(shè)置加寬緩和段。曲線上的加寬值可從設(shè)計(jì)文件中查取。

若圓曲線的加寬值為B_j，加寬緩和段內(nèi)任一中樁的加寬值，可按式（3-30）計(jì)算：

① 當(dāng)加寬緩和段為直線過(guò)渡時(shí)，

　　        （3-30）

② 當(dāng)加寬緩和段為高次拋物線過(guò)渡時(shí)，

　　        （3-31）

式中　B_jx——加寬緩和段內(nèi)任意中樁的加寬值；

        X——對(duì)應(yīng)于B_jx的中樁到加寬緩和段起點(diǎn)的長(zhǎng)度；

        L_c——加寬緩和段（或緩和曲線段）的長(zhǎng)度。

3.1.2　路基邊樁放樣的一般要求

公路路基的邊樁包括路堤的填挖邊界點(diǎn)和路塹的開挖邊界點(diǎn)。除此之外，在路基土石方施工以前還應(yīng)把公路紅線界樁和公路工程界樁在地面上標(biāo)定。

路基邊界點(diǎn)是指路堤（或路塹）邊坡與自然地面的交點(diǎn)。

公路紅線界樁是指為保證公路工程的正常使用和行車安全，根據(jù)公路勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范所確定的公路占用土地的分界用地界樁。公路用地在土地管理中屬于公用地籍，界樁的設(shè)立將標(biāo)明公路用地的邊界范圍，界樁之間連成的線稱為紅線。公路紅線界樁確定了公路用地的范圍、歸屬和用途，具有保護(hù)公路用地不受侵犯的法律效力。

公路工程界樁是根據(jù)公路設(shè)計(jì)的要求，表明路基、涵洞、擋土墻等邊界點(diǎn)位實(shí)際位置的樁位，如公路的路基界樁、綠化帶界樁等。公路工程界樁有時(shí)可能在公路用地的邊界上，這種公路工程界樁兼有紅線界樁的性質(zhì)。

3.1.3　路基橫斷面的放樣方法

路基橫斷面的放樣主要是路基邊樁和邊坡的放樣。

（1）路基邊樁放樣　路基邊樁放樣就是在地面上將每一個(gè)橫斷面的路基邊坡線與地面的交點(diǎn)，用木樁標(biāo)定出來(lái)。邊樁的位置由橫斷面方向、兩側(cè)邊樁至中樁的距離來(lái)確定。常用的邊樁放樣方法如下：

① 圖解法。路基橫斷面圖為路基施工的主要依據(jù)，可根據(jù)已戴好“帽子”的橫斷面圖放樣邊樁。就是直接在橫斷面圖上量取中樁至邊樁的距離，然后在實(shí)地用皮尺沿橫斷面方向?qū)⑦厴墩闪坎?biāo)定出來(lái)。每個(gè)橫斷面都放出邊樁后，再分別將路中線兩側(cè)的路基坡腳樁或路塹坡頂樁用灰線連接起來(lái)，即為路基填挖邊界。在填挖方量不大時(shí)，使用此法較多。此法一般適用于較低等級(jí)的公路路基邊樁放樣。

② 解析法。就是根據(jù)路基填挖高度、邊坡率、路基寬度和橫斷面地形情況，先計(jì)算出路基中心樁至邊樁的距離；然后在實(shí)地沿橫斷面方向按距離將邊樁放出來(lái)。一般情況下，當(dāng)施工現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有橫斷面設(shè)計(jì)圖，只有施工填挖高度時(shí)，可用解析法放樣路基邊樁。解析法放樣路基邊樁的精度比圖解法高，主要用于一般公路平坦地形或地面橫坡均勻一致地段的路基邊樁放樣。具體方法按下述兩種情況進(jìn)行：

a.平坦地段的邊樁放樣。

圖3-9為填方路基，坡腳樁至中樁的距離D應(yīng)為：

　　        （3-32）

圖3-10為挖方路塹，坡頂樁至中樁的距離D應(yīng)為：

　　        （3-33）

式中，B為路基寬度；m為邊坡系數(shù)；H為填挖高；S為路塹邊溝頂寬。

以上是路基橫斷面位于直線段時(shí)求D值的方法。若橫斷面位于彎道上有加寬時(shí)，按上述方法求出D值后，還應(yīng)在加寬一側(cè)的D值中加上加寬值。

b.傾斜地段的邊樁放樣。

在傾斜地段，計(jì)算時(shí)要考慮橫坡的影響。如圖3-11所示，路堤坡腳樁至中樁的距離D_上、D_下分別為：

　　        （3-34）

　　        （3-35）

如圖3-12所示，路塹坡頂樁至中樁的距離D_上、D_下分別為：

　　        （3-36）

　　        （3-37）

式中，h_上、h_下分別為上、下兩側(cè)路基坡腳（或坡頂）至中樁的高差。其中B、S和m均為已知。D_上、D_下隨h_上、h_下變化而變化。由于邊樁未定，所以h_上、h_下均為未知數(shù)，因此還不能計(jì)算出路基邊樁至中樁的距離。由于地面橫坡均勻一致，放樣時(shí)先測(cè)出地面橫坡度為1∶n，n為原地面橫坡率。

又因?yàn)?i>D_上=h_上n，D_下=h_下n，代入式（3-34）～式（3-37），簡(jiǎn)化整理得：

路堤坡腳樁至中樁的距離D_上、D_下分別為：

　　        （3-38）

　　        （3-39）

路塹坡頂樁至中樁的距離D_上、D_下分別為：

　　        （3-40）

　　        （3-41）

③ 漸進(jìn)法。漸進(jìn)法的原理是，在分段丈量水平距離的同時(shí)，用水準(zhǔn)儀或全站儀測(cè)出該段地面兩點(diǎn)的高差，最后累計(jì)得出邊樁點(diǎn)與中樁點(diǎn)的高差，即可用式（3-34）～式（3-37）驗(yàn)證其水平距離是否正確，如有不符，就逐漸移動(dòng)邊樁，直至位置正確為止。該法精度高，既可用于高等級(jí)公路，又可用于中、低級(jí)公路。

實(shí)際工作中，采用試探法放邊樁，在現(xiàn)場(chǎng)邊測(cè)邊標(biāo)定，一般試探一兩次即可。如果結(jié)合圖解法，則更為簡(jiǎn)便。當(dāng)然，對(duì)于傾斜地面上的邊樁也可采用極坐標(biāo)法放樣，即先計(jì)算出兩側(cè)邊樁的坐標(biāo)，再用坐標(biāo)法確定邊樁的位置。

（2）路基邊坡的放樣　在放樣出邊樁后，為了保證填、挖的邊坡達(dá)到設(shè)計(jì)要求，還應(yīng)把設(shè)計(jì)邊坡在實(shí)地標(biāo)定出來(lái)，以方便施工。

① 用竹桿、繩索放樣邊坡。

② 用邊坡樣板放樣邊坡。施工前按照設(shè)計(jì)邊坡坡度做好邊坡樣板，施工時(shí)，按照邊坡樣板進(jìn)行放樣。

（3）機(jī)械化施工路基橫斷面的控制

① 路堤邊坡與填高的控制方法。

a.機(jī)械填土?xí)r，應(yīng)按鋪土厚度及邊坡坡度，保持每層間正確的向內(nèi)收縮的距離一定。不可按自然的堆土坡度往上填土，這樣會(huì)造成超填而浪費(fèi)土方。

b.每填高1m左右或填至距路肩1m時(shí)，要重新恢復(fù)中錢、測(cè)高程、放鋪筑面邊樁，用石灰顯示鋪筑面邊線位置，并將標(biāo)桿移至鋪筑面邊上。

c.距路肩1m以下的邊坡，常按設(shè)計(jì)寬度每側(cè)多填0.25m控制；距路肩1m以內(nèi)的邊坡，則按稍陡于設(shè)計(jì)坡度控制，使路基面有足夠的寬度，以便整修邊坡時(shí)鏟除超寬的松土層后，能保證路肩部分的壓實(shí)度。

d.填至路肩標(biāo)高時(shí)，應(yīng)將大部分地段（填高4m以下的路堤）的設(shè)計(jì)標(biāo)高進(jìn)行實(shí)地檢測(cè)；填高大于4m地段，應(yīng)按土質(zhì)和填高不同，考慮預(yù)留沉落量，使粗平后的路基面無(wú)缺土現(xiàn)象。最后測(cè)設(shè)中線樁及路肩樁，抄平后計(jì)算整修工作量。

② 路塹邊坡及挖深的控制方法。路塹機(jī)械開挖過(guò)程中，一般都需配合人工同時(shí)進(jìn)行整修邊坡工作。

a.機(jī)械挖土?xí)r，應(yīng)按每層挖土厚度及邊坡坡度保持層與層之間的向內(nèi)回收的寬度，防止挖傷邊坡或留土過(guò)多。

b.每挖深1m左右，應(yīng)測(cè)設(shè)邊坡、復(fù)核路基寬度，并將標(biāo)桿下移至挖掘面的正確邊線上。每挖3～4m或距路基面20～30cm時(shí)，應(yīng)復(fù)測(cè)中線、高程、放樣路基面寬度。按以上做法，可及時(shí)控制填方超填和挖方超挖現(xiàn)象。

3.1.4　填方路堤施工中各層的抄平

填方路基在施工過(guò)程中是分層進(jìn)行填筑的，分層的厚度又難以控制，這就需要在填筑之前先標(biāo)定出分層填筑的頂面高程。如圖3-13所示，圖中h為松鋪厚度；h'為壓實(shí)厚度。在填筑以前需要先標(biāo)定松鋪厚度M點(diǎn)的位置，N點(diǎn)為填筑層壓實(shí)后的位置。

① 如圖3-14所示，A₁、B₁、C₁、D₁為路基的坡腳放樣位置，A、B、C、D為某結(jié)構(gòu)層松鋪厚度頂面的放樣位置。A₁A（B₁B、C₁C、D₁D）之間的高差為松鋪厚度h，AC、BD的長(zhǎng)度為該層頂面的寬度。

② 由試驗(yàn)路段可得該結(jié)構(gòu)層所對(duì)應(yīng)的松鋪系數(shù)k。

　　        （3-42）

居中&&&h=kh'　　                                                                           （3-43）

③ 結(jié)構(gòu)層松鋪厚度的頂面高程為H。

H=H_d+h　　        （3-44）

式中　H_d——該結(jié)構(gòu)層底面高程。

④ 采用高程放樣方法用木樁標(biāo)定出A、B、C、D的位置，使木樁頂面的高程等于該結(jié)構(gòu)層松鋪厚度的頂面高程H。

⑤ 在各木樁頂面釘上小釘子，在釘子之間拴上細(xì)線作為填筑的依據(jù)。

⑥當(dāng)該結(jié)構(gòu)層壓實(shí)以后，再用高程放樣的方法檢查該結(jié)構(gòu)層頂面的高程。

3.1.5　直線段路基頂面的抄平

當(dāng)路基施工高度達(dá)到設(shè)計(jì)高程以后，應(yīng)檢查路基中心頂面的設(shè)計(jì)高程及路基兩側(cè)邊緣的設(shè)計(jì)高程。路面橫坡度的形成，一般在路基頂面施工時(shí)就應(yīng)該做成橫向坡度。路基頂面的橫坡與路面頂面的橫坡是一致的。

如圖3-15為路基平面圖。在圖中A、B、C為路基施工控制樁，D、E、F和G、H、O為與路線施工控制樁相對(duì)應(yīng)的路基邊樁。

（1）先檢查路基頂面中線施工控制樁的設(shè)計(jì)標(biāo)高　假定A的設(shè)計(jì)標(biāo)高為H_A，路線縱坡為+i₀%（上坡），施工控制樁間距為10m。則B、C點(diǎn)的設(shè)計(jì)高程為：

H_A=路面頂面中心點(diǎn)的設(shè)計(jì)高程-路面結(jié)構(gòu)層厚度

H_B=H_A+（+i₀%）×10　　        （3-45）

H_C=H_B+（+i₀%）×10　　        （3-46）

分別在已知高程為H_BM的水準(zhǔn)點(diǎn)和A點(diǎn)立水準(zhǔn)尺，水準(zhǔn)儀后視水準(zhǔn)點(diǎn)所立水準(zhǔn)尺度數(shù)為a，前視A點(diǎn)所立水準(zhǔn)尺度數(shù)為b_A。

H'_A=H_BM+（a-b_A）　　              （3-47）

ΔA=H'_A-H_A　　                        （3-48）

若ΔA<0，A點(diǎn)應(yīng)填高，填高值為ΔA；若ΔA>0，則點(diǎn)A應(yīng)挖低，挖低值為ΔA。依次進(jìn)行B、C點(diǎn)的檢查和放樣。

（2）再檢查路基邊線施工控制樁的設(shè)計(jì)標(biāo)高

計(jì)算和路基中心施工樁A點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的兩側(cè)路基邊樁D點(diǎn)和G點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高。如圖3-15所示，D點(diǎn)和G點(diǎn)是關(guān)于A點(diǎn)對(duì)稱的兩個(gè)路基邊緣點(diǎn)，設(shè)路面橫坡為i%，則D點(diǎn)和G點(diǎn)的設(shè)計(jì)高程為：

　　        （3-49）

　　        （3-50）

式中　B——路基寬度；

        i%——路面橫坡度。

如上同檢查路基頂面路線控制樁的高程一樣，依次檢查路基兩邊線施工控制樁D、G點(diǎn)的高程，其他各點(diǎn)（E、H、F、O）可采用同樣的方法進(jìn)行檢查。

3.1.6　曲線段路基頂面的抄平

對(duì)于曲線段由于存在超高和加寬，計(jì)算要相對(duì)復(fù)雜一些。在路基設(shè)計(jì)表中，路基加寬和超高值已經(jīng)給出，在進(jìn)行放樣時(shí)只需直接引用即可。在計(jì)算路基邊線上點(diǎn)的高程和坐標(biāo)時(shí)，為計(jì)算方便一般是以與其相對(duì)應(yīng)的在同一個(gè)橫斷面方向上中線施工控制樁的坐標(biāo)和高程為基準(zhǔn)。檢查方法同直線段。

3.1.7　路基排水設(shè)施施工放樣

路基及沿線構(gòu)造物經(jīng)常受到水的侵襲，嚴(yán)重時(shí)會(huì)危害路基，甚至徹底沖毀。因此路基排水設(shè)施的施工應(yīng)予以充分的重視。

路基排水設(shè)施有地表排水設(shè)施和地下排水設(shè)施。地表排水設(shè)施常見的有邊溝、截水溝、排水溝等幾種；地下排水設(shè)施常見的有暗溝、滲溝、滲井等。各種排水設(shè)施雖然修建的位置不同，但其放樣的內(nèi)容和方法基本相同。在此，只介紹邊溝的施工放樣。

（1）邊溝平面位置的放樣　在設(shè)計(jì)文件中，沒(méi)有明確的邊溝平面設(shè)計(jì)圖，只是給定了邊溝的橫斷面設(shè)計(jì)圖及起訖點(diǎn)的樁號(hào)及邊溝的位置。因此，邊溝平面位置的放樣，主要是根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)，以及考慮邊溝與路線線形、地形地貌、天然河溝、橋涵位置等因素的協(xié)調(diào)性，結(jié)合路基橫斷面，合理地放樣邊溝的平面位置。放樣時(shí)，先放出邊溝起點(diǎn)斷面的平面位置，再放出邊溝終點(diǎn)斷面的平面位置，然后將對(duì)應(yīng)點(diǎn)連成線即可。如圖3-16、圖3-17所示。

（2）高程放樣　邊溝的高程放樣是根據(jù)邊溝的斷面形式、尺寸及邊溝的位置，以及考慮路基橫斷面情況計(jì)算邊溝各控制點(diǎn)的高程，按高程放樣的方法進(jìn)行，相關(guān)內(nèi)容在其他章節(jié)已經(jīng)介紹，在此不再贅述。

3.2　任務(wù)技能訓(xùn)練

3.2.1　目的

（1）學(xué)會(huì)路基邊坡邊樁的放樣。

（2）能夠使用全站儀進(jìn)行路基邊樁的放樣。

（3）掌握路基邊樁、邊坡的放樣過(guò)程。

3.2.2　儀器與工具

由儀器室借領(lǐng)：全站儀1臺(tái)、棱鏡1個(gè)、花桿2根、記錄板1塊、記錄表格2張。

3.2.3　步驟與方法

按照《公路工程施工測(cè)量實(shí)訓(xùn)手冊(cè)》實(shí)訓(xùn)任務(wù)9操作要求步驟進(jìn)行操作。

3.2.4　實(shí)訓(xùn)報(bào)告

路基放樣記錄表見表3-6。

表3-6　路基放樣記錄表

施工單位：

監(jiān)理單位：        　　

3.3　學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)反饋

學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)反饋表見表3-7。