岩溶塌陷防治工程设计规范.pptx
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1、岩溶塌陷防治工程设计规范岩溶塌陷防治工程设计规范Code for the design of karst collapse prevention and cure engineeringT/CAGHP xxx-xxxxT/CAGHP 中国地质灾害防治工程行业协会团体标准贵州省地质环境监测院罗炳佳 研究员2019年12月20日 桂林 根据国土资源部公告2013年第12号和中国地质灾害防治工程行业协会中地灾防协函201323号及地质灾害防治行业标准规范编制组织实施方案(2013年11月)的要求,本规范编制组经广泛调查研究,认真总结岩溶塌陷防治工程设计经验,参考国家现行有关标准,并在全国广泛征求有关
2、单位和专家意见的基础上,起草了本规范 本规范规定了岩溶塌陷防治设计基本要求,并对填充法、注浆法、跨越法、桩基穿越法、治水法等技术方法的设计和工程监测提出了要求。中国地质灾害防治工程行业协会团体标准中国地质灾害防治工程行业协会团体标准岩溶塌陷防治工程设计规范岩溶塌陷防治工程设计规范 本规范规定了岩溶塌陷防治工程设计基本要求、防治措施、工程监测等内容。本规范适用于岩溶塌陷防治工程设计。建筑工程、市政工程、桥梁和道路工程的岩溶塌陷防治工程设计可参照使用。1 范围2 规范性引用文件3 术语和定义4 总则5 岩溶塌陷防治工程等级6 岩溶塌陷防治工程设计6.1 填充法设计6.2注浆法设计6.3跨越法设计6
3、.4桩基穿越法设计6.5 治水法设计6.6 其他方法设计7 防治工程监测7.1 监测阶段、对象、内容及方法7.2 监测频率与时长7.3 监测系统建设8 施工组织8.1 一般规定8.2 施工组织设计中国地质灾害防治工程行业协会团体标准中国地质灾害防治工程行业协会团体标准岩溶塌陷防治工程设计规范岩溶塌陷防治工程设计规范1 范围 本规范规定了岩溶塌陷防治工程设计基本要求、防治措施、工程监测等内容。本规范适用于岩溶塌陷防治工程设计。建筑工程、市政工程、桥梁和道路工程的岩溶塌陷防治工程设计可参照使用。中国地质灾害防治工程行业协会团体标准中国地质灾害防治工程行业协会团体标准岩溶塌陷防治工程设计规范岩溶塌陷
4、防治工程设计规范2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB 50007 建筑地基基础设计规范GB 50010 混凝土结构设计规范GB 50021 岩土工程勘察规范GB 50330 建筑边坡工程技术规范GB/T 50783 复合地基技术规范GB/T 50123 土工试验方法标准中国地质灾害防治工程行业协会团体标准中国地质灾害防治工程行业协会团体标准岩溶塌陷防治工程设计规范岩溶塌陷防治工程设计规范DL/T 5148 水工建筑物水泥灌浆施工技术规范
5、JGJ/T 111 建筑与市政工程地下水控制技术规范CJJ 37 城市道路工程设计规范JGJ 79 建筑地基处理技术规范JGJ 94 建筑桩基技术规范JGJ 106 建筑桩基检测技术规范JGJ 120 建筑基坑支护技术规程 JGJ 123 既有建筑地基基础加固技术规范 TB 10001 铁路路基设计规范TB 10106 铁路工程地基处理技术规程CECS 249 现浇泡沫轻质土技术规程T/CAGHP 001 地质灾害分类分级标准T/CAGHP 002 地质灾害防治基本术语T/CAGHP 012 采空塌陷防治工程设计规范T/CAGHP 014 地质灾害地表变形监测技术规程T/CAGHP 035 地
6、质灾害排水治理工程设计规范T/CAGHP 046 地质灾害地下变形监测技术规程T/CAGHP XX 岩溶塌陷防治工程勘查规范岩溶塌陷防治工程设计规范岩溶塌陷防治工程设计规范 岩溶岩溶 karst karst 水对可溶性岩石进行以化学溶蚀作用为特征的综合地质作用,以及由此所产生的地貌现象。又称“喀斯特”。岩溶塌陷岩溶塌陷 karst collapse karst collapse 岩溶洞隙上的岩、土体在自然或人为因素作用下发生变形破坏,并形成塌陷坑(洞)的一种岩溶地质作用和现象。溶洞溶洞 karst cave karst cave地下水溶解侵蚀石灰岩层所形成的洞穴。土洞土洞 soil cave
7、soil cave发育在可溶岩上覆土层中的空洞。3.3.3.3.术语和定义术语和定义术语和定义术语和定义塌陷坑塌陷坑 sinkhole sinkhole地面塌陷形成的凹陷、坑洞。治水法治水法 water treatment water treatment指对影响岩溶塌陷的地表水、地下水动力条件进行人工改变,进而达到防治塌陷产生的防治方法。跨越法跨越法 array spanning array spanning指采用梁、板等结构物跨越,两端支承在稳定、可靠的岩、土体上的防治方法。注浆法注浆法 grouting grouting指把注浆材料通过钻孔或岩溶洞口注入被加固体中的方法。填充法填充法 cl
8、earance and filling clearance and filling指用于先清除土洞、溶洞或塌陷坑中的松散充填物土,再填入块石或碎石作反滤层,然后上覆粘性土夯实的治理方法。复合地基法复合地基法 Composite foundation Composite foundation指对塌陷体上的软弱土体进行加固处理的治理方法。桩基穿越法桩基穿越法 Pile foundation crossing Pile foundation crossing指采用桩基穿越处理土洞、溶洞或塌陷的防治方法。中国地质灾害防治工程行业协会团体标准中国地质灾害防治工程行业协会团体标准T/CAGHP 049-2
9、019T/CAGHP 049-2019岩溶塌陷防治工程设计规范岩溶塌陷防治工程设计规范3.3.3.3.术语和定义术语和定义术语和定义术语和定义截水沟截水沟 intercepting ditch intercepting ditch为拦截山坡上部流向防治对象的水流,在防治对象上部设置的截水设施。排水沟排水沟 drainage ditch drainage ditch地表排水系统,用于排泄由降水、地表水等转化的坡面水流或由截水沟所排出的水流。充填充填 filling filling用黏土、砂、石等材料充填裂缝、采空区或岩溶孔洞,形成充填体,以阻止地表水入渗、防止或减缓地面塌陷和变形的工程措施。注浆
10、注浆 grouting grouting利用灌浆泵或浆液自重,通过钻孔、埋管等方法,将某些能固化的浆液注入岩土体的裂缝或孔隙中,通过置换、充填、挤压等方式以改良岩土物理力学性质的工程措施。固结注浆固结注浆 consolidation grouting consolidation grouting为改善节理裂隙发育或松散岩土体物理力学性能而进行的注浆工程。可提高岩体的整体性与均质性、岩体的抗压强度与弹性模量及减少岩体的变形与不均匀沉陷。充填注浆充填注浆 filling grouting filling grouting利用浆体的自重,将泥浆或者水泥黏土浆注入土体,充填土体内的孔隙、洞穴和裂缝,达
11、到加固地基和防渗作用。为了提高注浆效率和效果,也可以在注浆孔口施加一定的泵压力。中国地质灾害防治工程行业协会团体标准中国地质灾害防治工程行业协会团体标准T/CAGHP 049-2019T/CAGHP 049-2019岩溶塌陷防治工程设计规范岩溶塌陷防治工程设计规范4 总则4.1 岩溶塌陷防治应充分考虑避让和工程治理相结合的原则。4.2 防治工程设计使用年限不应低于所保护的或受其影响的建(构)筑物的设计使用年限。防治设计工作应贯穿防治工程的全过程,从接受任务起至工程竣工止。4.3 防治工程设计应以各阶段专门的勘查报告和监测资料为依据。4.4 溶塌陷防治工程其设计方法应在室内和野外工作的基础上,结
12、合类似工程的经验方法,合理的选取设计方法。4.5 应定性和定量分析相结合进行设计。应在详细勘查资料的基础上,运用成熟的理论和行之有效的新技术和新方法,进行充分论证,并宜提出多方案进行比较。4.6 应注意与当地社会、经济和环境发展相适应,与市政规划、环境保护、土地管理和开发相结合。4.7 岩溶塌陷防治工程应进行动态设计、信息化施工。4.8 岩溶塌陷防治工程宜按三阶段设计,即可行性方案设计、初步设计和施工图设计。中国地质灾害防治工程行业协会团体标准中国地质灾害防治工程行业协会团体标准T/CAGHP 049-2019T/CAGHP 049-2019岩溶塌陷防治工程设计规范岩溶塌陷防治工程设计规范4.
13、9 可行性方案设计阶段应根据防治目标,对多种设计方案进行全面的技术与经济论证,提出优化的推荐设计方案,进行工程估算。4.10 初步设计应在审定的可行性推荐方案的基础上,进一步确定设计参数与边界,针对实现目标的可行性、工程的实现步骤和有关工程参数,进行工程投资概算。4.11 施工图设计应在审定的初步设计的基础上,应对工程措施进一步具体化,包括工程措施的具体结构、工程图件,并进行工程投资预算。4.12 根据防治工程的等级,二、三级可将可行性方案设计与初步设计合并,满足初步设计要求。4.13 设计图表一般包括平面图、剖面图、结构详图、工程项目一览表、计算成果表、材料统计表以及估、概、预算表等。4.1
14、4 设计说明书应包括下列内容:工程的目的及任务来源;设计依据;设计的基础资料和基础数据;防治工程设计标准;设计方案;计算;施工注意事项;检验与监测;估、概、预算;工程效益分析。中国地质灾害防治工程行业协会团体标准中国地质灾害防治工程行业协会团体标准T/CAGHP 049-2019T/CAGHP 049-2019岩溶塌陷防治工程设计规范岩溶塌陷防治工程设计规范5.5.岩溶塌陷防治工程等级岩溶塌陷防治工程等级 岩溶塌陷防治工程等级划分防治工程等级危害对象的重要性重要较重要一般成灾后可能造成的损失大小大一级一级二级中一级二级三级小二级三级三级成灾后可能造成的损失大小等级划分成灾后可能造成的损失大小灾
15、情潜在经济损失(万元)威胁人数(人)大5000500 中5005000100500小500100中国地质灾害防治工程行业协会团体标准中国地质灾害防治工程行业协会团体标准T/CAGHP 049-2019T/CAGHP 049-2019岩溶塌陷防治工程设计规范岩溶塌陷防治工程设计规范5.5.岩溶塌陷防治工程等级岩溶塌陷防治工程等级危害对象重要性等级划分危害对象重要性重要较重要一般 危害对象人口城市和集镇规划区村庄规划与建设居民点工程设施园区、放射性设施、军事和防空设施、核电、油气管道、储油(气)库、机场、学校、医院、剧院、体育场馆大型水利工程、大型电力工程、大型港口码头、大型集中供水水源地、大型水
16、处理厂、大型垃圾处理场中型水利工程、中型电力工程、中型港口码头、中型集中供水水源地、中型水处理厂、中型垃圾处理场小型水利工程、小型电力工程、小型港口码头、小型集中供水水源地、小型水处理厂、小型垃圾处理场交通道路铁路、城市快速路、城市主干路、枢纽型独立互通立交、长度10 km二级(含)以上公路、单跨40 m或总长100 m的桥梁城市次干路、独立互通立交、长度10 km二级公路、三级(含)以下公路、单跨40 m或总长100 m的桥梁城市支路矿山大型矿山中型矿山小型矿山建筑工业建筑(跨度30 m)、民用建筑(高度50 m)。工业建筑(跨度24 m30 m)、民用建筑(高度24 m50 m)工业建筑(
17、跨度24 m)、民用建筑(高度24 m)中国地质灾害防治工程行业协会团体标准中国地质灾害防治工程行业协会团体标准T/CAGHP 049-2019T/CAGHP 049-2019岩溶塌陷防治工程设计规范岩溶塌陷防治工程设计规范6.6.岩溶塌陷防治工程设计岩溶塌陷防治工程设计填充法设计填充法设计注浆法设计注浆法设计跨越法设计跨越法设计桩基穿越法设计桩基穿越法设计治水法设计治水法设计其他方法设计其他方法设计中国地质灾害防治工程行业协会团体标准中国地质灾害防治工程行业协会团体标准T/CAGHP 049-2019T/CAGHP 049-2019岩溶塌陷防治工程设计规范岩溶塌陷防治工程设计规范岩溶塌陷防治
18、工程设计岩溶塌陷防治工程设计填充法设计填充法设计填充法适用于已形成塌陷坑的岩溶塌陷防治。既可采用单一的填充法,也可和其他方法结合使用。填充材料可采用粘性土、砂砾、碎石、混凝土、粉煤灰、石粉岩屑等,亦可采用泡沫水泥轻质土或用以上材料加上添加剂配制的填充材料。填充法的材料及施工必须符合环境保护要求。填充法的设计参数和施工方法应通过室内和现场试验确定和验证。一般规定一般规定 填充灌注孔宜呈梅花形布设,孔间距应根据现场试验确定,且不宜大于20m。填充孔的直径不应小于91mm。当空洞较大时,可在填充材料中增加骨料,孔径应随之增大,且孔径不宜小于骨料最大粒径的8倍 表4 填充材料要求材料要求粉煤灰符合国三
19、级质量标准石粉、岩屑最大粒径10mm,有机物含量3%,浸出液无有害物质黏性土塑性指数10,含砂量3%砂粒径2.5mm,有机物含量3%碎石混凝土骨料要求中国地质灾害防治工程行业协会团体标准中国地质灾害防治工程行业协会团体标准T/CAGHP 049-2019T/CAGHP 049-2019岩溶塌陷防治工程设计规范岩溶塌陷防治工程设计规范岩溶塌陷防治工程设计岩溶塌陷防治工程设计填充法设计填充法设计 填充材料可采用泡沫轻质水泥土,泡沫轻质水泥土的抗压强度应通过试验确定,且不应低于1.5MPa,泡沫轻质水泥土中的发泡剂严禁采用动物蛋白类发泡剂,泡沫轻质水泥土的性能和配比应符合本规范附录A之规定。性剂指标
20、要求稀释倍率4060发泡倍率8001200标准泡沫密度3050kg/m3标淮泡沫泌水率25%表A.1 发泡剂性能的要求 填充材料的配比应通过试验确定。采用泡沫轻质水泥土填充时,各组分的配比可由附录A的方法确定。填充材料中黏性土、石粉、尾矿、粉煤灰的含量不宜大于50%,水泥含量不宜小于10%。填充材料可采用泡沫轻质水泥土,泡沫轻质水泥土的抗压强度应通过试验确定,且不应低于1.5MPa,泡沫轻质水泥土中的发泡剂严禁采用动物蛋白类发泡剂,泡沫轻质水泥土的性能和配比应符合本规范附录A之规定。填充材料的配比应通过试验确定。填充材料中黏性土、石粉、尾矿、粉煤灰的含量不宜大于50%,水泥含量不宜小于10%。
21、填充时,材料的水固比宜取1:1.01:1.6,并宜添加减水剂。中国地质灾害防治工程行业协会团体标准中国地质灾害防治工程行业协会团体标准T/CAGHP 049-2019T/CAGHP 049-2019岩溶塌陷防治工程设计规范岩溶塌陷防治工程设计规范岩溶塌陷防治工程设计岩溶塌陷防治工程设计填充法设计填充法设计填充量按下式计算:VC=kr Vt+Vs (1)VC填充量(m3);填充系数设计值;k填充浆液结石率(%),通过试验确定;r 填充材料损耗系数,可取1.11.2;空洞率,体积岩溶率或土洞率(%);Vt防治区总体积(m3);Vs防治区边界流失率(m3)。其中;Vs=qbAb (2)qb为边界上单
22、位面积流失量(m3/m2),由试验或经验;Ab边界面积(m2)。填充系数的设计值不应小于0.8。中国地质灾害防治工程行业协会团体标准中国地质灾害防治工程行业协会团体标准T/CAGHP 049-2019T/CAGHP 049-2019岩溶塌陷防治工程设计规范岩溶塌陷防治工程设计规范岩溶塌陷防治工程设计岩溶塌陷防治工程设计填充法设计填充法设计填充浆液的初、终凝时间及灌注压力由现场试验确定。填充灌注压力不应小于地下水压力,但不宜超过上覆岩土体压力,不应在填充时出现地表明显隆起。对浅部溶洞、土洞或其它需加固的情况,可采取预注浆处理。为保证填充质量,可采用多次填充灌注和分层填充灌注,二次灌注的间隔时间应
23、小于填充浆液初凝时间。防治区边缘存在填充浆液流失条件时,宜在边缘外侧设置防填充浆液流失的帷幕。帷幕孔距为灌注孔距的1/21/3,且不宜大于10m。防治区存在地下水时,帷幕孔部分或全部应采用透水的散体材料填充。应先施工帷幕孔,帷幕成形后才能填充灌注。填充灌注的顺序应按设计的填充浆液扩散和地下水排出路径进行,一般沿地下水流动方向逐渐推进。当地下水流动缓慢、边界条件接近时,可由防治区中心向外围进行。当地下水排泄条件差时,填充灌注有可能造成地下水压力明显升高,可以在防治区内设置减压孔。填充体下部应设反滤层。反滤层采用块石、碎石和砂砾组成。从下至上,粒径逐渐由粗到细设置。碎石层和砂砾层均不应小于15cm
24、,反滤层中可设透水土工布。中国地质灾害防治工程行业协会团体标准中国地质灾害防治工程行业协会团体标准T/CAGHP 049-2019T/CAGHP 049-2019岩溶塌陷防治工程设计规范岩溶塌陷防治工程设计规范岩溶塌陷防治工程设计岩溶塌陷防治工程设计填充法设计填充法设计质量检验和检测填充法设计填充法设计填充材料的每个批次均应进行检测,材料应满足表4和相关标准的要求。填充材料应制作试样,每组3块。每100m3填充材料的试样数量不应少于1组,单项工程不应少于3组。试块宜采用边长70.7mm的立方体,在与填充后填充浆液结石体所处相似的环境中养护28d,测定其立方体抗压强度。填充效果应进行现场检测,检
25、测宜在填充结束28d后进行。检测应采用钻孔取芯、地球物理方法等综合手段。检测钻孔孔位应布置在填充钻孔之间,孔数不应少于填充孔数的2%,且不应少于3个。地球物理方法的检测线数量和间距不宜小于勘查中的勘探线数量和间距。地球物理方法检测宜采取防治前和防治后对比的方法进行。采用地球物理方法检测时应有钻孔验证。注浆法设计注浆法设计一般规定一般规定中国地质灾害防治工程行业协会团体标准中国地质灾害防治工程行业协会团体标准T/CAGHP 049-2019T/CAGHP 049-2019岩溶塌陷防治工程设计规范岩溶塌陷防治工程设计规范岩溶塌陷防治工程设计岩溶塌陷防治工程设计注浆注浆法设计法设计注浆设计应在勘查的
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