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

广西区域标准膨胀土地区公路勘察设计规程编制指南一、标准发展背景、目的、重要性和适用范围膨胀性土壤是一种特殊性黏土，是在自然地质过程中形成的一种多裂缝，是一种具有相当膨胀和收缩性的地质体。主要是蒙脱土是具有非常不稳定特性的高塑性粘土，其吸水膨胀、失水收缩和反复膨胀变形、浸水能力衰减、收缩裂缝发生等。建筑物经常变形不均匀的垂直或水平膨胀和收缩，导致位移、裂缝、倾斜或破坏，膨胀性土壤地区的建筑物、道路、机场、水利工程等经常造成严重破坏，造成巨大的经济损失。膨胀性土壤在广西广泛分布，南宁盆地、百色盆地、宁明盆地等地膨胀性土壤非常典型，是引起广西高速公路路基病害的主要因素之一。膨胀性土壤疾病引起的路基路面裂缝、边坡失稳、结构破坏给道路工程的建设和运行带来了巨大的不利影响。我国区域交通行业自80年代末以来，20多年来对膨胀土地进行了研究，取得了很多成果，但没有形成相应的规范、规定，影响了科研成果的变化和应用，制约了广西膨胀土地区道路建设的技术水平提高。为了适应我们地区公路建设的要求，制定系统完善的技术标准，指导本地区扩大土地地区的公路工程地质调查设计工作，对于提高公路调查设计质量、节约资源、建设环境友好型公路具有重要意义。它基于上述情况，准备广西扩张土地区公路调查设计技术标准，为解决广西扩张土地区公路建设问题提供了基础，同时，还可以为国家交通产业相关规范做一些技术准备。本程序适用于广西壮族自治区膨胀性土壤地区的公路工程勘察设计。二、工作概况1、任务来源广西区域标准膨胀土地区公路勘察设计规程项目由广西交通规划调查设计研究所(前身为“广西交通规划调查设计研究所”)提出，广西区域交通管理局于2013年制定(修订)广西区域标准2、起草单位和起草人本标准负责制图单位：广西交通规划调查设计研究所有限公司。本标准起草单位：广西双祥建设工程有限公司，广西高速公路投资有限公司，广西新胜通高速公路有限公司，广西庄通高速公路管理，广西襄路建设有限责任公司本标准的主要起草者：叶琼瑶、米德人才、唐振慧、范钦生、陈胜伟、罗得、邓胜强。此标准是起草者(周正、蓝大彦、李敦仁、陈昭、吴小柳、李绍俊、李成光、刘建彦)3、主要工作流程和工作内容(一)组织劳动分工广西区域标准膨胀土地区公路勘察设计规程项目任务公布后，广西交通规划调查设计研究所有限公司制定了准备工作方案，广西双祥建设工程有限责任公司，广西高速公路投资有限公司，广西壮自动化区高速公路管理，广西新恒通高速公路有限公司。广西交通规划调查设计研究所和广西双相建设工程有限公司联合完成研究、数据收集和标准规定，广西公路投资有限公司，广西庄省公路管理局，广西新港通公路有限公司，广西襄公路建设有限责任公司，协助完成编辑单位的相关工作，审查标准规定。2015年6月26日，召开工作大纲和大纲审查会议时，与会者同意准备项目的工作大纲和大纲。(2)数据收集、调查和研究分析编制员进行了根据工作分担的资料收集和调查研究分析工作。一是收集国内外相关技术标准及研究成果，认真研究和讨论，了解了国内外最新的研究成果及应用经验。特别是“扩张土地地区高速公路建设技术”课题成果在广西南友路、南宁外汇高速公路等地有应用效果。二是通过南友路、亲崇路、白路、龙柏路、蛋白尿、南丹路、秀南路、柳南路、南宁外轮高速公路等高速公路项目和白塞白东街、南宁昆仑大道、南宁快速环线等市政道路的现场调查，与官养业的交流等，进行扩张土地地区道路建设的基本。第三，整理了上述各项目的现场调查资料，总结了公路建设中对膨胀土路基采取的措施中有哪些有效，哪些失败，工程质量问题，哪些理论上有缺陷，哪些成功的措施，经验引向规范条款，没有成功，甚至禁止措施在规范条款中也有明文规定。(3)标准的编制和讨论研究组为了确保标准研究和编制有序进行，根据事前规划会议确定的主要内容编制工作组，编制大纲，2015年6月26日举行了大纲审查会。根据评审专家的意见，以精练的大纲作为项目工作指南，项目组着手相关的研究、实验及资料收集工作，逐步起草了工作组的讨论。2016年3月至12月，项目组举行了8次工作组讨论会，讨论并修改了工作组讨论稿的主要技术内容，起草了征求意见的草案。2017年3月3日，本标准由制度单位广西交通规划调查设计研究所有限公司组织了区内外著名的膨胀性土壤专家，进行了征求意见的起草讨论会。会议后，研究小组根据讨论会精神，重新修改了相关标准条款，起草了请求。三、标准准备原则和主要内容1、标准准备原则该标准的编制遵循国家调查、设计和施工相关标准、公路产业调查、设计和施工相关标准。在充分研究的基础上，研究分析了广西膨胀土的性质和广西的地理特点，充分吸收了“膨胀土地区道路建设技术套”主题的最新成果。经过起草工作组成员讨论，确定标准制定遵循以下基本原则。(1)科学原则分析了国内标准体系的现状和特点，结合国内外扩张土地区高速公路建设的现状。特别是广西建设和建设中的道路现状，对已经出版的相关膨胀土的标准、规范进行了梳理、归纳和分类，建立了科学、实用、合理的广西扩张土地区道路建设技术标准。(2)启动原则标准术语与相应国家、国际、产业和地方标准的条款尽可能一致，条款不矛盾。标准技术内容与国家/地区、国际、行业和地区标准兼容，并确保一致性，没有冲突。在标准技术内容中参考其他标准时，参考标准的内容或名称已明确标识，从而提高了标准的可读性和可操作性。(3)操纵性原则制定标准案充分研究了广西地区膨胀土地区道路建设和养护的现状条件，并征求了大学、道路管理、设计研究所、建设单位等专家的意见。写作组在此基础上反复讨论和修改，使其能够实际运行，并作为该领域准备的重要原则，便于宣传。2、标准主要内容膨胀土地区公路勘察设计规程的意见请求内容分为10章，还包括前言和附录。第一章规定了标准的范围。第二章提供规范参考文件。第三章是相关术语和定义，符号。第四章是膨胀土地区公路勘察设计的基本条款。第五章是膨胀土的判别及分类标准。第六章是膨胀土地区的高速公路调查规定。第七章为膨胀土地区公路路基设计。第八章是挖方边坡的设计。第九章为膨胀土地区公路结构基础设计。第十章是高速公路膨胀性土壤疾病的治疗。四、标准主要内容的确定标准1、术语和符号3 . 1 . 1 .膨胀土的定义目前国内外不统一，国家标准膨胀土地区建筑技术规范 GB 50112-2013的定义是土壤的粘土成分主要由亲水性矿物组成，是具有吸水膨胀和失水收缩两个变形特性的粘性土。国家标准岩土工程勘察规范 GB 50021-2001(2009年)规定，含有大量亲水矿物，湿度变化时体积变化大，变形限制时内部应力大的岩土体膨胀。公路路基设计规范 JTG D30-2015:高塑料粘土，含有亲水性矿物，具有明显的吸水膨胀和失水收缩特性。公路工程地质勘察规范 JTG C20-2011:水分吸收明显膨胀、软化、水分损失急剧收缩、裂缝、强度大幅减少的岩土，应定为膨胀性岩石和土壤。广西膨胀土地区建筑勘察设计施工技术规程 DB45/T 396-2007:土壤中的粘土成分主要是亲水性矿物构成的粘土。具有吸水膨胀和失水收缩和往复变形的特点。每个准则的定义各不相同，但主要意义大体相同。含有更多的亲水性矿物。具有吸水膨胀和失水收缩的特性。大部分是指没有岩石的粘性土，但也有一些具有膨胀岩石的地方，例如道路调查规格。我们这次的定义是含有很多亲水性矿物，吸收膨胀和水分损失收缩特性显着的粘性土壤或粘土岩，主要指古生代或新近系粘土岩及其风化物质。这个定义在总结上述各项规范的定义的同时具有两个特点，一个是包含膨胀岩。第二大主要是古近纪或新近纪粘土及其风化物质，即明确指定为广西三大盆地的膨胀性岩石和岩石。具有膨胀性的岩土有多种。近代或近系黏土岩及其风化物质，其他地层时代的粘土岩及其风化物质，红色粘土，花岗岩残积土等。不同地层时代的粘土岩及其风化物质具有膨胀性弱、分布范围不连续、偶发性等特点，对膨胀性对道路的危害不大。红黏土和膨胀土在原因、膨胀机制、膨胀表现、地表形态等方面有很大差异；花岗岩残积土也大多表现为弱膨胀，这通常是石英颗粒多，结构强度大，CBR值高，因此这三类不属于本程序的膨胀性土壤类别。2、基本规定(1)第4.1.2条：原单独考虑监测，概述审查时，专家指出，膨胀土路基和边坡监测内容与一般路基和边坡基本相同，按交通部门的发布标准执行，该程序只需注明需要监测工作的情况即可。因此，第4.1.2条仅规定了需要监视工作的前提条件。也就是说，容易生病、可能导致严重后果的情况(例如深挖段、具有重要结构的段等)。(2)第4.1.3条：该程序促进成熟可靠的“四新”技术的采用，新技术、新结构、新材料和新技术的迅速发展。3、膨胀土判别和分类标准第5.1、5.2条：该领域膨胀土的判断和等级以自由膨胀土的ef34%为初始判断标准，以膨胀收缩率和相对膨胀率两个指标为分类标准。膨胀土的标准目前国内外没有统一的标准。国家标准膨胀土地区建筑技术规范 GB 50112-2013将自由膨胀土ef40%作为初始判断标准，将自由膨胀率单一指标规定为膨胀土膨胀潜力分类标准。公路工程地质勘察规范 JTG C20-2011也是基于自由膨胀土 ef 40%的初始判定，但是作为自由膨胀率、塑性指数和标准吸湿性含水量三个指标的分类标准。广西膨胀土地区建筑勘察设计施工技术规程 DB45/T 396-2007规定：“膨胀土的判断应根据地质特性、建筑(结构)建筑物的破坏特性、判别指标和其他综合差别，使用自由膨胀率和膨胀收缩率的总比例作为膨胀土的指标。”广西地区标准膨胀岩土滑坡防治工程技术规范 DB45/T 1250-2015也基本符合DB45/T 396-2007的规定。本规定编纂小组在讨论膨胀性土壤基准值的同时进行了激烈的争论，最终一致认为广西地方基准DB45/T 396-2007的判断综合了区域内同行的长期经验，比较适合广西地区，但该规范对其他原因的膨胀性土壤采用的指标值不相等，不利于现场运行。考虑到道路工程的变形控制比工程建设项目相对缓和，本规定以自由膨胀率ef34%作为所有原因膨胀性土壤的初始判断指标，以总膨胀率和相对膨胀率为等级指标，基本包括道路路基上所有具有破坏性的膨胀性土壤，简化歧视程序，有利于推广。标准吸水含水量样品制造中存在干湿法，因此用两种方法制作的样品的测试结果差异很大。因此，尽管该指标是膨胀土地区公路建设成套技术提出的重要成果，该领域准备小组还没有引入该指标，考虑到其应用还不成熟，推广考试方法存在巨大困难。4，调查(1)第6.1.1条：考虑到三大流域内类似工程具有比较可靠的工程经验和丰富的数据，二级以下道路工程可以简化调查程序。地形和地质条件没有太大差异，航道方案在没有争议的情况下，可以在初步调查阶段进行一级施工图。在地形地质条件简单的地区建设高速公路，初步勘探可以适当简化，但对路线计划影响很大的特殊部件，要在工作点单独调查。(2)第6.2.4条：室内试验项目应根据地质条件、工程和结构类型等确定，除了常规物理力学指标外，还应测试自由膨胀率、线收缩率和相对膨胀率，评估地基的膨胀性。另外，如果挖方必须用作路基填料，则挖方调查应带来大样本进行压缩和搬运台测试。一般路基试验项目可根据设计要求适当减少。(3)第6.4.1条：考虑到膨胀土的特殊物理力学性质和道路建设后指标和地下水环境的变化对路堤稳定性的不利影响，膨胀土地区高填方段定义标准降低到10m。陡坡对填方路基的整体稳定性非常不利，本程序明确说明了自然横向坡度大于1:2.5的填方面积，需要对陡坡路堤进行施工点调查。(4)第6.5.1条：膨胀土地区的深挖方定义标准，高度超过10米，主要取决于广西膨胀土地区的边坡破坏。道路工程地质调查规范对要求单独调查和特殊设计(计算)的土质边坡定义了20米以上的标准，根据该标准，膨胀土地区几乎没有高边坡，而在工程实践中，高于10米的膨胀土边坡具有破坏性，但其保护手段也不能与一般土质边坡相比较，因此要充分注意。因此，对于广西膨胀土地区的公路工程，应确定深切削的定义标准，使其高于10米。(5)第6.9.2条：路基横向、断面方向原则上应与道路中线垂直，两端应延伸超出影响范围，高填方、深挖剖面应延伸至两端半径部分，应识别电动塔、住宅、水库、公路等敏感地物，剖面水平比例和垂直比例宽度应相同5、地下设计(1)第7.1.4条：对广西已建成的膨胀土地区的高速公路进行了大规模的试验和调查，规定，很少有强膨胀土作为路基填料成功的情况，强膨胀土不能用作路堤填料。(2)第7.2.1条：基于龙柏路、蛋白路、南宇道等项目所取得的教训，在斜坡段填筑堤坝时，由于压缩和堤坝的自重作用，原膨胀指标的裂缝闭合，形成了隔水层，从上往下流的潜水从更深的裂缝绕过堤坝