任務3 路基施工放樣

學習目標

1. 學會路基邊坡邊樁的放樣；

2. 能夠使用全站儀進行路基邊樁的放樣；

3. 掌握路基邊樁、邊坡的放樣過程。

任務描述

通過多媒體資源和教師講解，使學生能夠使用全站儀進行路基邊坡、邊樁的放樣和計算。

學習引導

本學習任務沿著以下路線進行學習。

3.1　任務支撐知識

3.1.1　路基的基本參數

在公路中線施工控制樁恢復完成后，即可進行路基施工。路基施工前，應先在地面上把路基的輪廓表示出來，即把路堤坡腳點（或路塹坡頂點）找出來，釘上邊樁，同時還應把邊坡的坡度表示出來，為路堤填筑和路塹開挖提供施工依據。在進行路基路面施工放樣以前，應首先了解路基路面設計的基本參數，以便在進行放樣測量時計算放樣數據。路基路面的設計計算參數主要包括路基寬度、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。

（1）路基寬度　公路路基寬度是指行車道與路肩寬度之和。當設有中間帶、變速車道、爬坡車道、應急停車帶時，還包括這些設施的寬度，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；h為邊坡的高度；d為邊坡的寬度。

（3）超高　根據路基路面的設計要求，在公路直線段路基邊緣點處于同一高度，路面橫斷面由路中心向兩側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公路的不設超高最小半徑時，均應設置超高。圓曲線段路面的設計超高值是常數，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渡。超高值可從設計文件中查取。

（4）加寬　當圓曲線半徑小于或等于250m時，在圓曲線段應按規定設置加寬，同時在曲線兩端設置加寬緩和段。曲線上的加寬值可從設計文件中查取。

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

① 當加寬緩和段為直線過渡時，

　　        （3-30）

② 當加寬緩和段為高次拋物線過渡時，

　　        （3-31）

式中　B_jx——加寬緩和段內任意中樁的加寬值；

        X——對應于B_jx的中樁到加寬緩和段起點的長度；

        L_c——加寬緩和段（或緩和曲線段）的長度。

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和路塹的開挖邊界點。除此之外，在路基土石方施工以前還應把公路紅線界樁和公路工程界樁在地面上標定。

路基邊界點是指路堤（或路塹）邊坡與自然地面的交點。

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，根據公路勘測設計規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，界樁的設立將標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，具有保護公路用地不受侵犯的法律效力。

公路工程界樁是根據公路設計的要求，表明路基、涵洞、擋土墻等邊界點位實際位置的樁位，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。

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橫斷面的路基邊坡線與地面的交點，用木樁標定出來。邊樁的位置由橫斷面方向、兩側邊樁至中樁的距離來確定。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，可根據已戴好“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，然后在實地用皮尺沿橫斷面方向將邊樁丈量并標定出來。每個橫斷面都放出邊樁后，再分別將路中線兩側的路基坡腳樁或路塹坡頂樁用灰線連接起來，即為路基填挖邊界。在填挖方量不大時，使用此法較多。此法一般適用于較低等級的公路路基邊樁放樣。

② 解析法。就是根據路基填挖高度、邊坡率、路基寬度和橫斷面地形情況，先計算出路基中心樁至邊樁的距離；然后在實地沿橫斷面方向按距離將邊樁放出來。一般情況下，當施工現場沒有橫斷面設計圖，只有施工填挖高度時，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應為：

　　        （3-32）

圖3-10為挖方路塹，坡頂樁至中樁的距離D應為：

　　        （3-33）

式中，B為路基寬度；m為邊坡系數；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求D值的方法。若橫斷面位于彎道上有加寬時，按上述方法求出D值后，還應在加寬一側的D值中加上加寬值。

b.傾斜地段的邊樁放樣。

在傾斜地段，計算時要考慮橫坡的影響。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，因此還不能計算出路基邊樁至中樁的距離。由于地面橫坡均勻一致，放樣時先測出地面橫坡度為1∶n，n為原地面橫坡率。

又因為D_上=h_上n，D_下=h_下n，代入式（3-34）～式（3-37），簡化整理得：

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

實際工作中，采用試探法放邊樁，在現場邊測邊標定，一般試探一兩次即可。如果結合圖解法，則更為簡便。當然，對于傾斜地面上的邊樁也可采用極坐標法放樣，即先計算出兩側邊樁的坐標，再用坐標法確定邊樁的位置。

（2）路基邊坡的放樣　在放樣出邊樁后，為了保證填、挖的邊坡達到設計要求，還應把設計邊坡在實地標定出來，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。施工前按照設計邊坡坡度做好邊坡樣板，施工時，按照邊坡樣板進行放樣。

（3）機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.機械填土時，應按鋪土厚度及邊坡坡度，保持每層間正確的向內收縮的距離一定。不可按自然的堆土坡度往上填土，這樣會造成超填而浪費土方。

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

c.距路肩1m以下的邊坡，常按設計寬度每側多填0.25m控制；距路肩1m以內的邊坡，則按稍陡于設計坡度控制，使路基面有足夠的寬度，以便整修邊坡時鏟除超寬的松土層后，能保證路肩部分的壓實度。

d.填至路肩標高時，應將大部分地段（填高4m以下的路堤）的設計標高進行實地檢測；填高大于4m地段，應按土質和填高不同，考慮預留沉落量，使粗平后的路基面無缺土現象。最后測設中線樁及路肩樁，抄平后計算整修工作量。

② 路塹邊坡及挖深的控制方法。路塹機械開挖過程中，一般都需配合人工同時進行整修邊坡工作。

a.機械挖土時，應按每層挖土厚度及邊坡坡度保持層與層之間的向內回收的寬度，防止挖傷邊坡或留土過多。

b.每挖深1m左右，應測設邊坡、復核路基寬度，并將標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，應復測中線、高程、放樣路基面寬度。按以上做法，可及時控制填方超填和挖方超挖現象。

3.1.4　填方路堤施工中各層的抄平

填方路基在施工過程中是分層進行填筑的，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'為壓實厚度。在填筑以前需要先標定松鋪厚度M點的位置，N點為填筑層壓實后的位置。

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為某結構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的長度為該層頂面的寬度。

② 由試驗路段可得該結構層所對應的松鋪系數k。

　　        （3-42）

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

③ 結構層松鋪厚度的頂面高程為H。

H=H_d+h　　        （3-44）

式中　H_d——該結構層底面高程。

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

⑤ 在各木樁頂面釘上小釘子，在釘子之間拴上細線作為填筑的依據。

⑥當該結構層壓實以后，再用高程放樣的方法檢查該結構層頂面的高程。

3.1.5　直線段路基頂面的抄平

當路基施工高度達到設計高程以后，應檢查路基中心頂面的設計高程及路基兩側邊緣的設計高程。路面橫坡度的形成，一般在路基頂面施工時就應該做成橫向坡度。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應的路基邊樁。

（1）先檢查路基頂面中線施工控制樁的設計標高　假定A的設計標高為H_A，路線縱坡為+i₀%（上坡），施工控制樁間距為10m。則B、C點的設計高程為：

H_A=路面頂面中心點的設計高程-路面結構層厚度

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的水準點和A點立水準尺，水準儀后視水準點所立水準尺度數為a，前視A點所立水準尺度數為b_A。

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

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

若ΔA<0，A點應填高，填高值為ΔA；若ΔA>0，則點A應挖低，挖低值為ΔA。依次進行B、C點的檢查和放樣。

（2）再檢查路基邊線施工控制樁的設計標高

計算和路基中心施工樁A點相對應的兩側路基邊樁D點和G點的設計標高。如圖3-15所示，D點和G點是關于A點對稱的兩個路基邊緣點，設路面橫坡為i%，則D點和G點的設計高程為：

　　        （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點的高程，其他各點（E、H、F、O）可采用同樣的方法進行檢查。

3.1.6　曲線段路基頂面的抄平

對于曲線段由于存在超高和加寬，計算要相對復雜一些。在路基設計表中，路基加寬和超高值已經給出，在進行放樣時只需直接引用即可。在計算路基邊線上點的高程和坐標時，為計算方便一般是以與其相對應的在同一個橫斷面方向上中線施工控制樁的坐標和高程為基準。檢查方法同直線段。

3.1.7　路基排水設施施工放樣

路基及沿線構造物經常受到水的侵襲，嚴重時會危害路基，甚至徹底沖毀。因此路基排水設施的施工應予以充分的重視。

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

（1）邊溝平面位置的放樣　在設計文件中，沒有明確的邊溝平面設計圖，只是給定了邊溝的橫斷面設計圖及起訖點的樁號及邊溝的位置。因此，邊溝平面位置的放樣，主要是根據施工現場，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調性，結合路基橫斷面，合理地放樣邊溝的平面位置。放樣時，先放出邊溝起點斷面的平面位置，再放出邊溝終點斷面的平面位置，然后將對應點連成線即可。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算邊溝各控制點的高程，按高程放樣的方法進行，相關內容在其他章節已經介紹，在此不再贅述。

3.2　任務技能訓練

3.2.1　目的

（1）學會路基邊坡邊樁的放樣。

（2）能夠使用全站儀進行路基邊樁的放樣。

（3）掌握路基邊樁、邊坡的放樣過程。

3.2.2　儀器與工具

由儀器室借領：全站儀1臺、棱鏡1個、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《公路工程施工測量實訓手冊》實訓任務9操作要求步驟進行操作。

3.2.4　實訓報告

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：

監理單位：        　　

3.3　學習效果評價反饋

學習效果評價反饋表見表3-7。