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《公路工程地质勘察规范》
(JTGC20-2011)
理解和应用
崔建恒
:.
《公路工程地质勘察规范》(JTGC20-2011)理解和应用(2/13)
1修订工作概况
第一版是在原《公路工程地质勘察规程》(JTJ064-86)以及《公路桥
位勘测设计规范》(JTJ062-91)、《公路隧道勘测规程》JTJ063-85)
中有关工程地质勘察的内容的基础上,总结行业技术进展和工
程实践经验,依据当时公路设计和建设的需要,制定了《公路
工程地质勘察规范》。由交通部第一公路勘察设计院主编、共
八个单位16人参编。
交通部工程管理司于1993年7月9~10日在成都主持召开了《公路
工程地质勘察规范》修订大纲审查会,《公路工程地质勘察规
范》(初稿)讨论会于1994年6月17~11日在西安召开。
交通部1998年12月23日交公路发(1998)805号“关于发布《公路
工程地质勘察规范》的通知”颁布,自1999年5月1日起
施行。
“98规范”执行情况:
公路工程作为一种线状工程,穿越不同地形地质单元,遇到的岩土类
型复杂多样,又涉及路基、桥梁、隧道以及站所建筑等多种工
程类型,内容繁杂。相关联的技术标准陆续修订,还有“与国
际接轨”的趋势。因此,98规范在使用中遇到一些问题,例
如:《公路土工试验规程》中土的“统一分类”方案和《公路
桥涵地基基础设计规范》中的分类方案如何理解和协调?一些:.
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量化规定如何理解执行?特殊性岩土的种类还不全面;一些勘
察、测试方法的逐渐普遍应用,原来比较粗略的规定需要明确;
目前工程实践中出现的一些新情况、新问题需要着重强调,等
等。
我们陆续收到一些意见和建议,有的是工作中新出现的问题,“98规
范”没有明确规定;有的是对规范的理解问题;还有相关技术
进步了,原来还不明确的问题有了结果,都需要对98规范进
行修编。
交通部交公路发[2006]439号“关于下达2006年度公路工程标准制修
订项目计划的通知”安排的2006年度公路工程行业标准制修
订项目计划,中交第一公路勘察设计研究院有限公司负责《公
路工程地质勘察规范》修订工作,8个单位17个人参编。参
编单位和人员进行了料调整。
2009年7月23~24日,交通运输部公路局在西安主持召开了《公路
工程地质勘察规范》(送审稿)审查会,来自全国各地的专家
和代表共20人参加了会议。
2009年12月16—17日,受交通运输部公路局委托,人民交通出版
社在合肥组织召开了《公路工程地质勘察规范》总校会;2010
年8月20—23日在北京组织召开了《公路工程地质勘察规范》
第二次总校会。交通运输部2011年第74号“关于公布公路工
程地质勘察规范的公告”颁布,自2011年12月1日起施行。:.
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2基本构架和修订的主要内容
98版《公路工程地质勘察规范》概括了公路工程地质勘察的全部内
容,改变了以往按专业或按专题分编标准的情况。同时,增加
了可行性研究阶段公路地质勘察的要求。在初步工程地质勘察
和详细工程地质勘察中,考虑了高速公路与一般公路工程地质
勘察内容的不同要求。在不良地质与特殊性岩土的章节内,部
分条款区别了路基、桥基和隧道场地不同的工程地质勘察要求。
“98规范”共分九章、八个附录和条文说明附件,根据公路勘察设
计程序,对公路工程地质勘察共性的部分,专列了一章公路工
程地质勘察的技术要求;对新建公路的地质勘察,由可行性研
究阶段工程地质勘察、初步工程地质勘察、详细工程地质勘察
等三章组成;对改建公路工程地质勘察单列了一章;不良地质
与特殊岩土,是公路工程地质勘察的重点,分章编列了常见的
不良地质现象及特殊土。
修订后的《公路工程地质勘察规范》(JTGC20-2011)延续了98规范
的基本架构,分为9章和11个附录。
与原《公路工程地质勘察规范》(JTJ064—98)相比,主要修订内容::.
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:主要明确了作为材料用土的“公路土”
分类(偏重于工程水稳性能的考虑)和“地基土”分类。其实,
隧道围岩分级也是一种分类方案。这样公路工程就有三个岩土
分类方案,分别适用于材料用土、地基土和隧道围岩。
:98规范对于勘
察方案的规定体现在总则中。但是,勘察工作最普遍的偏差是
重钻探、轻调绘,勘察工作目的性、针对性不强。为了增强勘
察工作的针对性和有效性,特别增加了编制勘察大纲的明确规
定。岩土参数分析的规定,是为了减少主观盲目地提交“经验
指标”,提倡采用客观的测试试验指标而增加的。
:近年来,山区共建设中大量
的遇到碎石土,取样试验困难,圆锥动力初探几乎成了唯一的
测试方法。
、填土、红粘土的勘察内容:由于粗粒花
岗岩很容易风化称为砂土状,不仅厚度大,而且强度差异明显,
比较特殊的工程性质,有必要做出专门规定;填土和红粘土勘
察也是对98规范的补充。
;加强了各
阶段及各类构筑物的勘察深度要求:主要是针对是实际工作和
《地勘报告》中普遍存在的偏差的强调性规定。
;
:目前,公路可以跨
江过海、穿山越岭,桥梁隧道建设技术取得很大进步,而边坡
已经成为公路工程的短板。许多山区公路建设项目因为边坡问:.
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题造成投资控制困难,还留下诸多安全隐患。为了加强边坡勘
察和稳定分析,特别增加了研制边坡岩体结构分类标准。:.
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3规范条文的理解和运用
规:规矩。圆曰规,方曰矩。——《楚辞·离骚》
范:模具。模型为实体,模范为限界。
这两者分别是对物、料的约束器具,合用为“规范”,拓展成为对思
维和行为的约束。对于某一工程作业或者行为进行定性的信息
规定。主要是因为无法精准定量而形成的标准,所以,被称为
规范。
请注意“无法精准定量”!规范是一个规定和限制,也就是一个起码
的要求,在一定范围内根据具体情况掌握尺度。
规范的表达方式:用地质勘探专业的表述,与公路工程主体有距离。
规范是用来限定和指导地勘工作的法规文件,不是用来划分责任的。
铸造的工件没有超出模范,但不一定就是合格产品(不饱满)。
任何工程建设都要查明:场地稳定性、地基承载能力、建设适宜性。
目的和要求是勘察工作的基本规定,具体的量化要求必须服从这个前
提。
第三章“技术要求”“勘察工作程序”的规定,以及
各章节中都规定了“为编制设计文件(研究报告)提供工程地:.
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质资料。重要的是要知道各阶段设计需要了解哪些资料。
第一章“总则”“勘察阶段”的划分
可行性研究阶段:为路线走廊选择提供依据,注重地质条件的地域性
特点,控制方案的重点工程要明确场地条件。
初步设计阶段:路线方案比选,工程地质选线(在地质图上选线);
工程方案设计以场地工程地质条件为依据。
施工图设计阶段:为工程设计提供依据,查明具体工程部位的岩土参
数。
施工阶段勘察:由于地质勘察工作具有间接推断的成分,需要根据实
际情况修正。一般以随施工开挖揭露验证为主。
复杂条件下,根据需要参照“技术设计阶段”安排针对性勘察工作。
第三章“技术要求”第三节“勘察大纲”的规定了勘察工作的组织和
策划问题。各章节都有应做哪些工作,取得哪些资料。这里要
清楚各阶段设计工作需要掌握什么资料,如何使用这些资料,
然后才是怎么策划勘察工作。:.
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:划出存在问题的范围;查明
问题的性质和危害;给出工程设计需要的参数。
:建立参照标准;推断与验证;有效的勘察方法。
:对照性、相辅性、展开性、替代性、
立体性
:.
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4边坡问题
坡:具有侧向临空面的地质体。
人工边坡、自然边坡、斜坡、滑坡。
边坡:工程近旁的斜坡。挖方边坡、填方边坡、斜坡地基、桥位岸坡、
隧道洞口边仰坡、场地边坡。
:临空面、张剪性破坏、环境因素变化大
:拉张蠕变、剪切滑动、弯曲倾倒、溃错
——以工程加固为目的
:过程机制分析、工程地质类比、数值计算
和模拟
:
确定边坡变形的范围、查明边坡的内部结构和变形破坏边界面的空间
形态、提供破坏边界面岩土强度参数、掌握影响岩土物理力学
参数的地下水活动情况。
:
查明边坡所在地段的地貌形态、坡体岩土结构和影响边坡稳定的因素,
判断边坡失稳破坏的可能性及其破坏类型,取得边坡加固方案:.
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设计和工程结构设计计算所需的资料和参数。
:
把钻孔放到地质环境中分析。在通过工程地质调绘,掌握边坡所在地
段的地貌特征、地质构造格局、地层层序、特殊性岩土和软弱
夹层的位置、不良地质现象的类型和范围的基础上,进行勘探
和试验工作。
:
工程地质调查和测绘的范围内容和精度应满足边坡稳定性分析和加
固方案设计的需要,一般是在宏观判断基础上预计,在工作过
程中确定的。
:
微地貌形态(原始坡度、形状、台坎、沟槽等)、地表覆盖及露头(地
层分布及其产状、岩土类型、结构面产状及其频度、工程性质)、
地质构造(褶皱的方位、断裂的性质及其范围和产状、不同岩
土的接触关系)、变形迹象(裂缝的性质和产状、错坎的高度、
沟槽的成因等等)、水文地质条件(地表水来源和排泄情况、
地下水出露的位置和流量及其季节性变化情况)。
:
以能够反映基本内容(微地貌形态、岩土种类和分布范围、主要变形:.
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迹象及其方位)、能够布置加固工程为度,一般采用1/500~
1/1000及其相应的调查精度。
、线的布置:
勘探点、线的布置,以查明边坡岩土结构为原则。汇总勘探成果和地
质调查资料的地质剖面是反映边坡岩土结构的基本图件。
在垂直和平行坡体位移的方向上,与勘探点、线相应的地质剖面线间
距,以能够控制岩土结构单元划分为原则,并且不大于50米。
“同一剖面上的勘探点不少于3个”,既要求能够控制深层岩
土结构的钻孔和探坑、探槽,也包括能够反映内部结构的地质
露头。
根据边坡岩土结构复杂程度确定,为查明软弱夹层和不利结构面,应
当加密。一般情况不大于50m。
应深入稳定地层3~5m。一般在初次勘探时,在边坡中部安排一个达
到设计坡脚高程以下的控制性钻孔,以便了解稳定层的位置。
:采用综合勘探方法。
应充分利用天然露头和坑槽剥露等直接观察方法取得区段内的平剖:.
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面地质信息。
钻探的主要目的是对深层情况推断的验证和取样试验。
以物探方法延拓和加密,作为补充;试验测试和监测是为了得到进一
步的岩土和水文参数、了解边坡变形情况。
,边坡对岩土结构变化的敏感性更强。查
明坡体内部乃至细部的岩土结构,应该采用互为补充和验证的
综合勘探方法。已经开挖成型的边坡,通过开挖剥露面地质信
息的调查、测试和取样试验,往往就可以基本上掌握大部分资
料,仅补充少量勘探工作,即可以满足设计需要。
、性状,钻孔宜与结构面成30°~60°
夹角。必要时可在勘探线上布置少量的探洞、探井或大口径钻
孔。探洞宜垂直于边坡,并可追索开挖。钻探取芯很容易遗漏
薄的软弱层和结构面,只有丰富的钻探经验、采用特殊工艺才
能找到软弱面的证据。因此,通过挖探直接观察寻找软弱结构
面就成为最有效的方法。
:
对每一主要岩土层及软弱层均应取样试验。每一层试样不少于6件,
有条件时,软弱层宜连续取样。虽然在某些情况下,现场试验
可得出很满意的结果,但室内强度试验迄今仍最为普遍。保证
室内试验的试件能真正代表现场的岩土性质是很重要的。因此
要尽可能的模拟实际状况为查明岩土成分性质并为稳定性评
价提供有关参数。