基于新建市政道路的工程數(shù)量精確計算方法研究

李印冬 楊華杰

(中國二十冶集團有限公司工程設計研究院 上海 201900)

引言

工程數(shù)量作為市政道路設計的重要組成部分，關系到工程概預算計算的精準程度以及工程建設成本的控制。道路工程的主要工程量包括：土方工程數(shù)量、路基處理工程數(shù)量、路面工程數(shù)量、附屬工程數(shù)量以及路基排水工程數(shù)量等。市政道路的工程計算存在數(shù)量種類多、涉及的專業(yè)多以及既有建筑及附屬設施復雜等難題[1-4]。本文根據(jù)工程特點采用分種類、分專業(yè)、分路段的方式來精確計算市政道路工程數(shù)量，并以某市政道路工程數(shù)量精確計算為例進行歸納總結。

1 工程概況

該市政道路南起于樁號：K0060，經K0+942處340m半徑的平曲線折向東后止于樁號K2+336.29，設計路段總長約2276.29 m?？鄢辉谠O計范圍內的交叉口后實施長度為2092.01m。該道路紅線寬度30m，其中標準橫斷面組成為：15m(機動車道)+6m(機非分隔帶)+5m(非機動車道)+4m(人行橫道)=30m，如圖1所示。

圖1 道路標準橫斷面設計圖

2 道路工程數(shù)量精確計算

2.1 土方工程量精確計算方法

土方工程數(shù)量包括路基填方、挖方以及不良地質處理的填方、挖方，其中路基挖方分為：路基挖松土、路基挖普通土和路基挖軟石。

2.1.1 路基填方工程數(shù)量精確計算

路基填方工程數(shù)量精確計算方法為[5]：首先，在原地面進行0.5m的地面清表處理；其次，計算出路基清表線至路面結構底面以及路堤兩邊坡線之間的填方橫斷面面積以及清表線下的不良地質處理填方縱斷面面積，如圖2所示。然后，將路基填方橫斷面面積乘以路基橫斷面間距[如式(1)]以及不良地質處理縱斷面面積乘以按坡率為1∶1道路處理橫斷面寬度[如式(2)]，以此類推。最后，將各段的路基填方量和不良地質處理填方量累加，即得路基填方的工程量。

圖2 路基填方橫斷面圖

V填1=S填1×d1

(1)

式中：

V填1—路基填方工程數(shù)量，m3；

S填1—路基填方橫斷面面積，m2；

d1—路基橫斷面間距，m。

V填2=S填2×d2

(2)

式中：

V填2—不良地質處理填方工程數(shù)量，m3；

S填2—不良地質處理填方縱斷面面積，m2；

d2—坡率為1∶1的不良地質處理橫斷面寬度，m。

根據(jù)精確計算結果可得，該新建市政道路土方工程數(shù)量中填方數(shù)量為148180.065m3，其中清表線以上填方量為54358.565m3，清表線以下不良地質處理填方數(shù)量為93821.5m3。

2.1.2 路基挖方工程數(shù)量精確計算

路基挖方數(shù)量精確計算方法[5]：首先，對原地面進行0.5m的清表處理；其次，計算出清表線至路面結構頂面及挖方邊坡線之間的挖方橫斷面面積和路面結構底面下不良路基處理的縱斷面面積，如圖3所示；然后，計算出挖方橫斷面面積乘以橫斷面間距[如式(3)]和不良地質處理縱斷面面積乘以按坡率為1∶1開挖的橫斷面寬度[如式(4)]，以此類推；最后，將各段路面結構頂面的挖方量和路面結構底面以下的不良地質處理挖方量累加，即得路基挖方工程量。

圖3 路基挖方橫斷面圖

V挖1=S挖1×d1

(3)

式中：V挖1—路面結構以上挖方工程數(shù)量，m3；

S挖1—路面結構頂面以上挖方橫斷面面積，m2；

d1—路基橫斷面間距，m。

V挖2=S挖2×d2

(4)

式中：V挖2—路面結構底面以下路基處理挖方工程數(shù)量，m3；

S挖2—路基處理挖方縱斷面面積，m2；

d2—按1∶1開挖的路基橫斷面寬度,m。

根據(jù)精確計算結果可得，該新建市政道路松土挖方量為142309.987m3，其中路面結構頂面以上松土挖方量為72261.987m3，路面結構底面以下不良地質處理松土挖方量為70048m3；普通土挖方量為235215.06m3，其中路面結構底面以上普通土挖方量為202333.56m3，路面結構底面以下不良地質處理普通土挖方量為32881.5m3；軟石挖方量為28168.9m3，其中路面結構頂面以上軟石挖方量為14452.40m3，路面結構底面以下不良地質處理軟石挖方量為13716.5m3。

2.2 路基處理工程量精確計算方法

根據(jù)道路道排工程場地巖土工程勘察結果對道路路基作相應的技術處理[6]。主要包括如下：路基范圍類0.5m的清表處理；一般路基的機動車道填筑0.3m厚的石灰含量6%的石灰土；遇有遇水易軟化的高嶺土進行換填1m或1.5m，并換填土上填筑0.8m或0.3m的含量6%的石灰土；對強風化地質填筑0.3m含6%石灰的石灰土；對路基橫跨超過50%的水塘進行全部排水、清淤，回填毛石和好土，不超過50%的進行圍堰排水、清淤，并在清淤后回填毛石和好土等，如圖4所示。

圖4 浸水路段路基處理斷面圖

根據(jù)精確計算結果，石灰含量6%的石灰土為22824.5 m3，石灰土挖方量26216.1 m3； 0.5m深的清表挖方量為49074 m3；水塘清淤量為2884 m3，排水1380.7 m3，回填毛石和好土分別為2814.2 m3和10147.4 m3，圍堰工程量為255.24 m3，土工格柵1800 m2；挖除素填土3502.68 m3。

2.3 路面工程量精確計算方法

根據(jù)路面結構設計圖(如圖5所示)及道路平面設計圖分別精確計算機動車道、非機動車道、機非分隔帶及人行道的工程數(shù)量。

圖5 路面結構設計圖

2.3.1 機動車道工程數(shù)量精確計算方法

根據(jù)機動車道布置長度和寬度，并考慮渠化寬度和交叉口等精確計算出路面結構機動車道數(shù)量中各工程量分別為：4cmAC-13C細粒式改性瀝青混凝土、粘層油 PC-3型乳化瀝青(用量0.5L/m2)、8cmAC-25C粗粒式瀝青混凝土、6cm稀漿封層ES-2型、透層油 PC-2型乳化瀝青(用量1.5L/m2)和18cm水泥穩(wěn)定碎石(5∶95)均為39643.3m2；18cm水泥穩(wěn)定碎石(5∶95)為40709.3m2；18cm水泥穩(wěn)定碎石(4∶96)為41348.9m2。

2.3.2 非機動車道工程數(shù)量精確計算方法

根據(jù)非機動車道布置長度和寬度，并考慮渠化和交叉口非機動車道的設置精確計算出路面結構中非機動車道各工程數(shù)量分別為：3cmAC-13C細粒式瀝青混凝土、粘層油 PC-3型乳化瀝青(用量0.5L/m2)、4cmAC-20C中粒式瀝青混凝土、透層油 PC-2型乳化瀝青(用量1.5L/m2)和20cmC25水泥混凝土均為9081m2； 15cm級配碎石為9614m2。

2.3.3 人行橫道工程數(shù)量精確計算方法

根據(jù)人行橫道布置長度及寬度，并考慮渠化寬度和交叉口等精確計算出路面結構中機動車道數(shù)量中各工程量分別為：6cm厚預制仿石步磚，尺寸50cm×25cm×6cm、2cmM10水泥砂漿座漿、15cm厚C20水泥混凝土和10cm級配碎石墊層均為10916m2；車檔為174個。

2.4 附屬工程數(shù)量精確計算方法

2.4.1 路緣石工程數(shù)量的精確計算方法

根據(jù)路基橫斷面設計圖及道路平面設計圖中機非隔離帶的布置情況精確計算出：站石(100cm×15cm×45cm)為9345.2m；路緣石 (50cm×10cm×15cm)為9345.2m；平緣石(50cm×25cm×10(4)cm)為7791.2m；C15細石混凝土底座和靠背為538.4m3。

2.4.2 邊坡防護工程數(shù)量的精確計算方法

根據(jù)邊坡的地質條件對邊坡防護工程進行優(yōu)化設計[7]：地質條件較好的挖方垂直高度小于6m的路段和填方垂直高度小于8m的路段采用濕法噴播植草護坡，如圖6所示；地質較好挖方垂直高度大于6m和填方垂直高度大于8m的路段采用三維網植草護坡，如圖6所示；巖質邊坡路段采用掛網噴播混生植被護坡，如圖7所示；浸水路堤采用砼預制六角實心塊護坡，如圖7所示。

圖6 三維網植草和掛網噴播草籽示意圖

圖7 預制六邊形實心塊示意圖

護坡工程數(shù)量精確計算方法：首先，根據(jù)路基橫斷面設計圖確定護坡面的高程、邊坡坡率和相同高程的邊坡長度；再按照式(5)計算出護坡邊坡坡面面積，對于兩級邊坡分別計算兩級護坡邊坡坡面面積，并根據(jù)二級邊坡長度計算出2m寬護坡道的面積；根據(jù)不同護坡方式和護坡面積分別計算出各護坡工程數(shù)量。

(5)

式中：S坡—護坡面邊坡面積，m2；

h—護坡面邊坡高程，m；

p—護坡面邊坡坡率，%；

L—護坡面邊坡長度，m。

根據(jù)邊坡工程數(shù)量精確計算結果可得：三維網植草護坡中噴播植草為22448.55m2；換填種植土為1414.44m3；三維植草網為7072.2m2；無紡土工布為26665.05m2；掛網噴播混生植被護坡中噴播面積為4216.5m2；鍍鋅鐵絲網網眼8cm×12cm為4511.7m2；鋼筋錨桿為1526.4kg；砼預制六角實心塊護坡面積為152m3。

2.5 路基排水精確計算方法

路基排水工程的內容主要包括土質邊溝、土質截水溝、平篦式單篦雨水口、雨水連接管[8-10]。路基邊溝挖方數(shù)量精確計算方法為：土質邊溝采用1∶1.25的淺碟型排水邊溝，土質截水溝采用邊坡為1∶1的梯形土質截水溝，如圖8所示；分別計算出土質邊溝和截水溝的橫斷面面積；根據(jù)土質邊溝和土質截水溝的橫斷面面積分別乘以土質邊溝長度和土質截水溝長度即得土質邊溝和土質截水溝的挖方工程量。

根據(jù)排水工程數(shù)量精確計算結果可得：土質邊溝挖方量為3273m3；土質截水溝挖方量為229.68m3；平篦式單篦雨水口為4座；雨水連接管長度為160m。

3 小結

本文以某市政道路工程項目為例，精確計算出了道路工程數(shù)量中的土方工程數(shù)量、路基處理工程數(shù)量、路面工程數(shù)量、附屬工程數(shù)量以及路基排水工程數(shù)量等。根據(jù)精確計算結果得出如下結論：

(1)根據(jù)本文提出的路基填方工程量的精確計算方法和路基挖方工程量的精確計算方法能夠精確計算項目的土方工程量。此外，根據(jù)挖松土、普通土和軟石的價格能夠精確的計算出挖方工程量的成本。

(2)根據(jù)不同的地質條件選擇最優(yōu)的不良地質處理方案既能最大限度的保證項目的施工質量和安全，又能優(yōu)化資源配置降低工程數(shù)量，節(jié)約施工成本，減少對當?shù)刈匀画h(huán)境的破壞。

(3)根據(jù)道路邊坡的高度、坡率和邊坡地質條件分別采用最優(yōu)的邊坡防護設計方案能夠最大程度上保證邊坡防護的質量和綠化工程防護的質量，減少邊坡土方工程數(shù)量。