膨胀土地区公路勘察设计规程广西交通运输标准化技术委员会.docx
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膨胀土地区公路勘察设计规程广西交通运输标准化技术委员会
广西地方标准《膨胀土地区公路勘察设计规程》
编制说明
一、标准制定背景、目的、意义和适用范围
膨胀土是一种特殊性粘土,是在自然地质过程中形成的一种多裂隙并具有显著胀缩性的地质体。
其矿物成分主要是蒙脱石,为一种高塑性粘土,具有吸水膨胀、失水收缩和反复胀缩变形、浸水承载力衰减、干缩裂隙发育等特性,性质极不稳定。
常使建筑物产生不均匀的竖向或水平的胀缩变形,造成位移、开裂、倾斜甚至破坏,使膨胀土地区的建筑物、公路、机场、水利工程等经常遭受严重破坏,造成巨大的经济损失。
膨胀土在广西分布广泛,南宁盆地、百色盆地、宁明盆地等处的膨胀土非常典型,是引起广西公路路基病害的主要因素之一。
膨胀土病害导致的路基路面开裂、边坡失稳、构造物破坏,给公路工程的建设和运营都带来了巨大的不良影响。
我区交通行业虽然自八十年代末以来,对膨胀土开展了二十多年的研究,取得了大量的成果,但未能形成相应规范、规程,影响了科研成果的转化和运用,制约了广西膨胀土地区公路建设技术水平的提高。
为适应我区公路工程建设的需要,制定能够指导我区膨胀土地区公路工程地质勘察设计工作的系统而完善的技术标准,对提高公路勘察设计质量,建设资源节约型、环境友好型公路具有重要意义。
正是基于上述情况,通过编制广西膨胀土地区公路勘察设计技术标准,为解决广西膨胀土地区公路建设存在的问题提供依据,同时,也可为国家交通行业相关规范制定做些技术准备。
本规程将适用于广西壮族自治区膨胀土地区公路工程的勘察和设计。
二、工作简况
1、任务来源
广西地方标准《膨胀土地区公路勘察设计规程》项目由广西交通规划勘察设计研究院有限公司(原“广西壮族自治区交通规划勘察设计研究院”)提出,广西壮族自治区交通运输厅批准立项,并列入2013年广西地方标准制定(修订)项目计划(桂交科教发〔2013〕100号),由广西交通规划勘察设计研究院有限公司负责(牵头)起草,计划于2014年年底完成。
2、起草单位和起草人
本标准负责起草单位:
广西交通规划勘察设计研究院有限公司。
本标准参与起草单位:
广西双象建设工程有限责任公司、广西高速公路投资有限公司、广西新恒通高速公路有限公司、广西壮族自治区公路管理局、广西翔路建设有限责任公司。
本标准主要起草人:
叶琼瑶、米德才、唐正辉、潘钦生、陈胜伟、罗得把、邓胜强。
本标准参与起草人:
周铮、蓝日彦、李敦仁、陈钊、吴小流、李少军、李程、罗光、刘建阳、李世文、何廷全、谢东、刘先林
3、主要工作过程及工作内容
(1)组织分工
广西地方标准《膨胀土地区公路勘察设计规程》项目任务下达后,广西交通规划勘察设计研究院有限公司制订了编制工作方案,由广西双象建设工程有限责任公司、广西高速公路投资有限公司、广西壮族自治区公路管理局、广西新恒通高速公路有限公司、广西翔路建设有限责任公司等单位的专家和技术专业人员参加,成立了编制工作小组,编制出工作大纲及编制大纲。
由广西交通规划勘察设计研究院有限公司和广西双象建设工程有限责任公司共同负责组织标准编制前的调研、资料收集及标准条文的编写等工作,广西高速公路投资有限公司、广西壮族自治区公路管理局、广西新恒通高速公路有限公司、广西翔路建设有限责任公司协助主编单位完成相关工作,并对标准条文进行审查。
于2015年6月26日召开了工作大纲及编制大纲评审会,与会专家一致同意通过本项目的工作大纲和编制大纲。
(2)资料收集、调查研究分析
编制人员根据任务分工进行了资料收集和调查研究分析工作,一是收集国内外相关的技术标准及研究成果,并进行了认真研究、讨论,了解了国内外的最新研究成果及应用经验,特别是“膨胀土地区公路建设成套技术”课题成果在广西南友路、南宁外环高速等项目的应用成效。
二是深入工程现场,通过对南友路、钦崇路、百罗路、隆百路、坛百路、南坛路、水南路、柳南路及南宁外环高速等高速公路项目以及百色百东大道、南宁昆仑大道、南宁市快速环道等市政道路的实地调研、与管养部门的交流等,了解了膨胀土地区公路建设的基本情况及运营后的病害发展、处治情况。
三是对前述各项目的实地调研资料进行整理,归纳总结出公路建设中对膨胀土路基采取的措施中,哪些是有效的,哪些是失败的,哪些是施工质量问题,哪些是理论上存在缺陷的等等,将成功的措施、经验吸取到规范条文上,将不成功甚至是禁止采用的措施也在规范条文上明示。
(3)标准编写及研讨
为确保标准调研、编制工作的有序开展,项目组根据前期策划会确定的主要内容,组织相关人员编制了工作大纲及编制大纲并于2015年6月26日召开了大纲评审会。
按照评审专家意见,以修改完善的大纲作为项目的工作指导,项目组着手开展了相关调研、试验及资料收集工作并逐步编写形成了工作组讨论稿。
2016年3月至12月,项目组先后组织召开了8次工作组讨论会,对工作组讨论稿主要技术内容进行了讨论并修改形成了征求意见初稿。
2017年3月3日,本标准负责起草单位广西交通规划勘察设计研究院有限公司组织了区内外有名的膨胀土专家进行了征求意见初稿讨论会。
会后,项目组按照讨论会精神再次修改完善了相关标准条文,形成了本征求意见稿。
三、标准编制原则和主要内容
1、标准的编制原则
本标准的编制遵循国家勘察、设计与施工相关标准、公路行业勘察、设计与施工相关标准。
在充分调研的基础上,研究和分析了广西膨胀土的性质特点以及广西的地域特点,充分吸收了“膨胀土地区公路建设成套技术”课题的最新成果。
经过起草工作组成员讨论,确定标准编制遵循以下基本原则:
(1)科学性原则
分析国内标准体系的现状和特点,结合国内外膨胀土地区公路建设的现状,尤其是广西境内建成的和在建的公路现状,对已发布的相关膨胀土标准、规范进行梳理、归纳和分类,建立科学、实用、合理的广西膨胀土地区公路建设技术标准。
(2)承接性原则
标准术语尽量与相应国家、国际、行业和地方标准的规定内容相一致,条文未出现自相矛盾的地方。
标准技术内容与国家、国际、行业和地方标准兼容,未出现冲突,保证了一致性。
标准技术内容中引用其他标准时,已明确指出所引用标准的内容或名称,增强了标准的可读性和可操作性。
(3)可操作性原则
标准的起草充分调研了广西区内的膨胀土地区公路建设和养护的现状条件,征求了高校、公路管理、设计院、施工单位等领域的专家意见。
编写组在此基础上进行过反复讨论和修改,以实际能操作、易于推广作为编制本规程的一条重要原则。
2、标准主要内容
《膨胀土地区公路勘察设计规程》征求意见稿内容共分10章,还包括前言和附录。
第1章规定了标准的范围;第2章给出了规范性引用文件;第3章为有关术语和定义、符号;第4章为膨胀土地区公路勘察、设计的基本规定;第5章为膨胀土的判别及分级标准;第6章为膨胀土地区公路勘察规定;第7章为膨胀土地区公路路基设计;第8章为路堑边坡的设计;第9章为膨胀土地区公路构筑物地基基础设计;第10章为公路膨胀土病害处治。
四、标准主要内容的确定依据
1、术语和符号
第3.1.1条:
膨胀土的定义目前国内外没有统一的说法,国标《膨胀土地区建筑技术规范》GB50112-2013的定义是:
土中粘粒成分主要由亲水性矿物组成,同时具有显著的吸水膨胀和失水收缩两种变形特性的粘性土。
国标《岩土工程勘察规范》GB50021-2001(2009年)规定:
含有大量亲水矿物,湿度变化时有较大体积变化,变形受约束时产生较大内应力的岩土,应判定为膨胀岩土。
《公路路基设计规范》JTGD30-2015:
含亲水性矿物并具有明显的吸水膨胀与失水收缩特性的高塑性粘土。
《公路工程地质勘察规范》JTGC20-2011:
含有大量亲水矿物,具有吸水显著膨胀、软化,失水急剧收缩、开裂,强度可大幅衰减的岩土应定为膨胀性岩土。
《广西膨胀土地区建筑勘察设计施工技术规程》DB45/T396-2007:
是指土中粘粒成分主要由亲水性矿物组成的粘性土;它具有显著的吸水膨胀和失水收缩而往复变形的特性。
各规范定义虽然各有不同,但主要的意思基本一样:
含较多亲水性矿物;具有吸水膨胀和失水收缩的特性。
不同的是大部分只是指粘性土,不含岩石,但有的如公路勘察规范就含膨胀岩。
我们这次的定义是:
含较多亲水矿物并具有显著的吸水膨胀和失水收缩特性的黏性土或黏土岩,主要指古近系或新近系黏土岩及其风化物。
这个定义在概括上述各规范的定义的同时,也具有两个特点,一是把膨胀岩纳入进来;二是特别指定主要为古近系或新近系黏土岩及其风化物,即明确主要为广西三大盆地内的膨胀性岩土。
具有膨胀性的岩土有很多种,常见的有古近系或新近系黏土岩及其风化物、其它地层时代的粘土岩及其风化物、红粘土、花岗岩残积土等。
其它地层时代的粘土岩及其风化物存在膨胀性较弱、分布范围不连续,较零星等特点,就膨胀性来说对公路的危害不是很大;红粘土与膨胀土在成因、膨胀机理、膨胀表象、地表形态等等方面都有很大的区别;花岗岩残积土也一般以弱膨胀居多,而且它一般含石英颗粒较多,结构强度较大,CBR值较高,因此这三类暂不纳入本规程的膨胀土范畴。
2、基本规定
(1)第4.1.2条:
原本考虑将监测单独作为一章,在大纲评审时,专家们认为膨胀土路基和边坡的监测内容与一般路基和边坡差不多,按交通运输部的部颁标准执行即可,本规程仅需规定在哪些情况下需开展监测工作就行了。
因此,在第4.1.2条仅规定了需开展监测工作的前置条件,即容易导致病害且病害会导致较严重后果的情况,如高填深挖路段、有重要构筑物的路段等。
(2)第4.1.3条:
现阶段国内外技术发展非常迅速,新技术、新结构、新材料和新工艺层出不穷,本规程鼓励采用成熟可靠的“四新”技术。
3、膨胀土判别及分级标准
第5.1、5.2条:
本规程膨胀土的判别与分级,以自由膨胀土δef≥34%为初判标准,以胀缩总率及相对膨胀率两个指标为分级标准。
膨胀土的判别标准目前国内外尚没有统一的标准,国标《膨胀土地区建筑技术规范》GB50112-2013规定自由膨胀土δef≥40%为初判标准,以自由膨胀率单个指标为膨胀土的膨胀潜势分类标准;《公路工程地质勘察规范》JTGC20-2011也是以自由膨胀土δef≥40%为初判标准,但按自由膨胀率、塑性指数及标准吸湿含水率三个指标作为分级标准;《广西膨胀土地区建筑勘察设计施工技术规程》DB45/T396-2007规定“膨胀土的判别应在成因类型的基础上,根据地质特征、建(构)筑物破坏特征、判别指标等综合判别”,以自由膨胀率及胀缩总率作为膨胀土的判别指标;广西地方标准《膨胀岩土滑坡防治工程技术规范》DB45/T1250-2015也基本沿用了DB45/T396-2007的规定。
本规程编写组在讨论膨胀土的判别标准时也进行过激烈争论,最终大家一致认为广西地方标准DB45/T396-2007的判别是区内同行多年的经验总结,比较适用于广西地区,但该规范对不同成因的膨胀土采用的指标值不一样,不利于现场操作。
考虑到公路工程的变形控制相对于工民建项目而言较为宽松,故本规程将自由膨胀率δef≥34%作为所有成因的膨胀土初判指标,以胀缩总率及相对膨胀率为分级指标,既能基本包含所有对公路路基有破坏力的膨胀土,又简化了判别程序,利于推广使用。
标准吸湿含水率由于试样制作存在湿法、干法两种方法,两种方法制作的试样其试验结果存在较大的差别。
因此,该指标虽然是《膨胀土地区公路建设成套技术》提出的一项重要成果,但本规程编写组考虑到其应用尚未成熟,且试验方法推广存在较大的困难,故本规程暂不引入该项指标。
4、勘察
(1)第6.1.1条:
考虑到三大盆地内同类工程有了较为可靠的工程经验和丰富数据,二级及以下级别的公路工程,可简化勘察程序。
在地形、地质条件悬殊不大,路线方案无争议的情况下,可于初步勘察阶段按一阶段施工图来进行。
在地形地质条件简单的地段修建高速公路,初步勘察可适当简化,但对路线方案有较大影响的特殊部位,应按工点进行单独勘察。
(2)第6.2.4条:
室内试验项目应根据地质条件、工程及构筑物的类型等
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- 关 键 词:
- 膨胀 土地 公路 勘察 设计 规程 广西 交通运输 标准化 技术委员会