GB-50209-1998.pdf
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1、中华人 民共和国国家标准 土工合成材料应用技术规范 T e c h n i c a l s t a n d a r d f o r a p p l i ca t io n s o f g e o s y n t h e t i c s GB 5 0 2 0 9 - 9 8 主编部门:中华人民共和国水利部 批准部门:中华人民共和国建设部 施行日期:1999年 1月 1口 8 4 9 关于发布国家标准 土工合成材料应用技术规范的通知 建标 1 9 9 8 2 6 0 号 根据我部 关于印发一九九八年工程建设国 家标准制订、 修订计划 ( 第二批)的通 瓣( 建标 【 1 9 9 8 2 4 4 号
2、) 要求,由水利部会同 有关部门共同制订的 土工合成材料应 用技术规范 , 经有关 部门 会审, 批 准为强制性国家 标准, 编号为G B 5 0 2 9 0 -9 8 ,自1 9 9 9 年1 月1 日 起施行。 本规范由 水利部负责管理,由 水利部水利水电 规划设计总院负责 具体解释工作,由建 设部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。 中华人民共和国建设部 一九九八年十二月二十二日 8 .5 门 前台 国 家标准 土工合成材料应用技术规范是为了落实国务院领导同志关于应用土工合 成材料的重要指示精神, 根据建设部建标 ( 1 9 9 8 ) 1 3 号文的要求, 由水利部负责主编, 具
3、体由水利部水利水电规划设计总院会同华北水电学院北京研究生部等单位共同编制完 成。该规范于 1 9 9 8 年 1 2月经全国审查会议通过,并以建设部建标 【 1 9 9 8 2 6 0号文批 准,由 建设部和国家 质量技术监 督局联合发布。 土工合成材料应用技术规范在制定过程中, 编制组经过了广泛的调查研究和收集 资料, 总结了 我国土 工合成材料在工程应用实践中的 经验,从反滤、 排水、 防渗、 加筋、 防 护等 方面 提出了土 工合成材料应用的技术要求, 这对推广应用土工合成材料和保证土工 合成材料在工程中 应用的质量将发 挥重要作用。 本规范由水利部负责管理,具体解释由水利部水利水电规划
4、设计总院负责。在规范执 行过程中, 请各单位 结合工程实践, 认真总结经验, 如发现需要修改和补充之处, 请将意 见和建议寄交水利部水利水电 规划设计总院 ( 地址: 北京六铺炕,邮政编码: 1 0 0 0 1 1 ) , 以供今后修订时参考。 本规范主编单位:水利部水利水电规划设计总院。 参编 单位: 华北水电学院北京研究生部、 中国土工合成材料工程协会、 交通部天津港 湾工程研究所、铁道科学研究院、中国建筑科学研究院、民航机场设计总院、交通部重庆 公路科学研究所、南京玻璃纤维研究设计院、国家纺织局规划发展司等。 主要起草人 :王正宏、董在志、杨灿文、王育人、曾锡庭、钟亮、邓卫东、罗毓华、
5、刘聪凝、昊纯、窦如真等。 8 5 1 1 总则 1 . 0 . 1 为推动土工 合成材料在工程 建设中的应用, 统一设计、 施工、 验收等方面的 技术 要求, 确保工程质量、 做到技术先进、 经济合理、 安全适用, 制定本规范。 1 . 0 . 2 本规范适用于 水利、铁路、 公路、水运、建筑等工程中应用土工合成材料的 设计、 施工及验收。 1 . 0 . 3 土工合成材料的 设计、 施工除 应遵守本规范的规定外,尚应符合国家现行有关强 制性标准、 规范的规定。 2 术语、符号 2. 1 术语 2 . 1 . 1 土工合成材料g e o s y n t h e t ic s 工程建设中应用的土
6、工织物、土工膜、土工复合材料、土工特种材料的总称。 2 . 1 . 2 土工织物 g e o t e x t i le 透水性土工合成材料。按制造方法不同,分为织造土工织物和非织造 ( 无纺)土工织 物。 2 . 1 . 3 织造土工织物 w o v e n g e o t e x t i l e 由纤维纱或长丝按一定方向排列机织的土工织物。 2 . 1 . 4 非织造土工织物 n o n w o v e n g e o t e x t i le 由短纤维或长丝按随机或定向排列制成的薄絮垫,经机械结合、热粘或化粘而成的织 物。 2 . 1 . 5 土工膜 由聚合物或沥青制成的一种相对不透水薄膜
7、。 2 . 1 . 6 土工格栅 g e o g ri d 由有规则的网状抗拉条带形成的用于加筋的土工合成材料。其开孔可容周围土、石或 其它土工材料穿人。 2 . 1 . 7 土工带 g e o b e l t 经挤压拉伸或再加筋制成的条带抗拉材料。 2 . 1 . 8 土工格室 g e o c e l l 由土工格栅、土工织物或土工膜、条带构成的蜂窝状或网格状三维结构材料。 2 . 1 . , 土工网 g e o n e t 由 平行肋条经以不同角 度与其上相同 肋条粘结为一体的用于平面排液、 排气的 土工合 成材料。 2 . 1 . 1 0 土工 模袋g e o f a b ri f o
8、r m 由双层化纤织物制成的连续或单独的袋状材料。其中充填混凝土或水泥砂浆,凝结后 形成板状防护块体。 8 5 3 2 . 1 . 1 1 土工网 垫 g e o s y n t h e t i c f i b e r m a t t r e s s 以热塑性树脂为原料制成的三维结 构。其底部为基础层, 上覆起泡膨松网包, 包内 填 沃土和草籽, 供植物生长。 2 . 1 . 1 2 土工复合材料 g e o c o m p o s i t e 由两种或两种以上材料复合成的土工合成材料。 2 . 1 . 1 3 塑料排水带s t r i p g e o d r a i n 由 不同凹凸 截面
9、形状, 具有连接排水槽的合成材料芯材, 外包无纺土工 织物构成的复 合排水材料。 2 . 1 . 1 4 土I织物膨润上垫 g e o s y n t h e t i c c l a y l i n e r ( G C L ) 土工织物或土工膜间包有膨润土或其它低透水性材料,以 针刺、 缝接或化学剂粘接 而 成的一种防水材料。 2 . 1 . 1 5、 聚 苯乙 烯板块。 x p a n d e d p o ly s t y r e n e s h e e t ( E P S ) 由聚苯乙烯加人发泡剂膨胀经模塑或挤压制成的 轻型 板块。 2 . 1 . 1 6 玻纤网 g l a s s g
10、r id 以 玻璃纤维为原料, 通过纺织加工, 并经表面后处理而成的网 状制品。 2 . 1 . 1 , 反滤f i l t r a t i o n 在使液 体通过的同时, 保持受渗透压力作用的 土粒不流失。 2 . 1 . 1 8 隔离 s e p a r a t io n 防止相 邻的不同介质混合。 2 . 1 . 1 9 加筋r e i n f o r c e m e n t 利用土工合成材料的抗拉性能, 改善土的 力学性能。 2 . 1 . 2 0 防护p r o t e c t io n 限制或防止岩土体受外界环境作用而破坏。 2 . 1 . 2 1 极限抗拉强度 u lt i m
11、a t e t e n s il e s t r e n g t h 材料试样在缓慢增大的均匀单轴拉力作用下破 坏时的最大拉力。 2 . 1 . 2 2 延伸率 e l o n g a t io n 材料试样受单轴拉力时的伸长量与原长度的比值。 2 . 1 . 2 3 垂直渗透系数 *f f i c ie n t o f v e r t i c a l p e r m e a b il i t y 垂直于土工织物平面方向上的渗透系数。 2 . 1 . 2 4 平面渗透系 数 , f f i c ie n t o f p l a n a r p e r m e a b il i t y 平行于土
12、工织物平面方向 上的渗 透系数。 2 . 1 . 2 5 透水率 p e r m i t t i v i t y 土工织物在层流 状态下单位面积、单位水头时, 沿织物法线方向的 渗流量。 2 . 1 . 2 6 导水率 t r a n s m i s s i v i t y 土工织物在层流状态下 单位水头时的单宽渗流量。 2 . 1 . 2 7 等效孔径e q u i v a le n t o p e n i n g s i z e ( E O S ) 土工织物的 最大表 观孔径。 2 . 1 . 2 8 梯度比 g r a d i e n t r a t i o 在淤 堵试验中, 水流 通过
13、土工织物及其上2 5 m m厚土料时的 水力梯度与 水流通过 再上 8 5 4 面5 0 m m厚土料的水力梯度的比值。 2 . 2 符号 A系数 A r 筋材覆盖率 B, b 系数, 宽度 d 8 5 土的 特征粒径 d a y 当量井直径 F , 安全系数 1 一摩擦系数 月高度 i 水力梯度 K , 主动土压力系数 K o 一 一 静止土压力系数 k g 土 工 织 物 的 渗 透 系 数 k , 土的渗透系 数 L 长度 M 滑动力矩 0 9 5 土工织物 等效孔径 4 流量 、 h 水平间距 、 、 垂直间距 T 由 加筋材料拉伸试验测得的 极限 抗拉强度 T 设计容许抗拉强度 z
14、深度 S 厚度 0 导水率 。 卜 - 水平应力 a垂直应力 3 基本规定 3 . 1材料 3 . 1 . 1 土工合成材料的划分, 宜符合下列要求: 8 5 5 土工合成一 土工织 织 造 一翼 含 编 织 ) 非织造 ( 无纺) 针刺 热粘结 化 学 粘 结 土工膜 土 工 复 合 崛 薰: 料 :排 水 带 、排 水 管 、排 水 防* # P w 土 工 特 种 材 (鳝,;、巍蘑 黔 鲜 f4j1 T R . f s m m , 1 T W, “ W n tV (GCL), V Z,X K1A (EPS) 4 3 . 1 . 2 2 拔摩擦、 3 4 3 . 1 . 3 的影响。 3
15、 . 1 . 4 土工合成材料的性能指标应包括下列内容, 并应按工程设计需要确定试验项目: 物理性能:单位面积质量、厚度 ( 及其与法向压力的关系) 、材料比重、孔径等。 力学性能: 条带拉伸、握持拉伸、 撕裂、 顶破、 C B R顶破、 刺破、直剪摩擦、 拉 蠕变等。 水力学性能:垂直渗透系数、平面渗透系数、淤堵、防水性等。 耐久性能:抗紫外线能力、化学稳定性和生物稳定性等。 设计指标的测试宜模拟工程实际条件进行,并应分析工程实际环境对指标测定值 设计容许抗拉强度T 。 应按 下式 计算: T e 一 丽瓜 1F D “ F R “ F D “ F bD :(3 .1 .4 ) 式中 T e
16、 设计容 许抗拉强度; FD 铺设时 机械破坏影响系数; F , 材料蠕 变影响系数; F , b - - 一化学剂 破坏影响系数; F b D 生物破 坏影响系数; T 由加筋 材料拉伸试验测得的极限抗拉强度。 3 . 1 . 5 铺设时机械破坏影响系数、材料蠕变影响系数、化学剂破坏影响系数、生物破坏 影响系数应按实际经验确定;无经验时, 其乘积宜采用2 . 5 一5 . 0 ;当施工条件差、材料 蠕变性大时,其乘积应采用大值。 3 . 1 . 6 设计采用的撕裂强度、 顶破强度以及接缝连接强度的确定应符合本规范3 . 1 . 4 条 的规定。 3 . 1 . 7 土工合成材料应具有经国家或
17、部门 认可的测试单位的测试报告。 材料进场时, 应 进行抽检。 3 . 1 . 8 材料应有标志牌,并应注明商标、产品名称、代号、等级、规格、执行标准、生 产厂名、 生产日 期、毛 重、 净重等。 外包装宜为黑 色。 3 . 1 . , 材料运送 过程中应有封盖, 在现场存放时应通风干燥, 不得受日 光照射, 并应远 离火源。 8 5 6 3 . 2 设计原则 3 . 2 . 1 设计应从工 程整体出发, 合 理确定材料的 铺放位置、范围和与其它部件的连接等。 3 . 2 . 2 土工合成材料性状受荷载、 加荷速率、 使用时间、 温度和试样尺寸等因素影响, 应按有关标准的规定进行测试, 对重要
18、工程尚 应进行现场试验。 3 . 2 . 3 当 采用的土工 合成材料具有多种功能时, 应按其主要功能设计。 3 . 2 . 4 设计安全系数 应根据工程应用条件确定。 3 . 2 . 5 设计中应提出土工合成材料施工需要采取的防护措施。 3 . 2 . 6 设计中应根据工程需要, 确定原位观测项目 。 3 . 2 . 7 采用土工合成 材料可能对整体工程产生负作用, 设计时应进行验算, 并应提出相 应的预防措施。 3 . 3 施工检验 3 . 3 . 1 施工时应有专 人随时检查, 每完成一道工序应按设计要求及时验收,合格后, 方 可进行下道工序。 3 . 3 . 2 检查、 验收的主要内
19、容应包括清基、材料铺放方向、材料的接缝或搭接、材料与 结构物的 连接、回 填料、压 重和防护层等。 3 . 3 . 3 应根据设计要求,埋设必要的观测设备。 4 反 滤 及 排 水 般规定 4. 1. 1 4. 1 . 2 1 可根据工程反滤、 排水需要, 合理选用土工织物、土工复合材料和土工管等。 采用土工合成材料作反滤、排水设施的主要工程有: 铁路、公路反滤、排水设施。 挡墙后排水系统。 岸墙后填土排水系统。 隧洞、隧道衬砌后排水系统。 土石坝过渡 层; 灰坝、 尾矿坝反滤层。 防渗铺盖下排气、排水系统。 农田水利工程、减压井、农用井等外包体。 地基处理塑料排水带预压工程。 q山,J4尸J
20、U7OC 4 . 2 反滤准则 ” : 反滤材料应具有以下功能: 保土性:防 止被保护土土粒随水流流失。 透水性:保证渗流水通畅排走。 防堵性 :防止材料被细土粒堵塞失效。 ,门 8 5 7 4 . 2 . 2 反滤材料的 保土性应符合下 式要求: 0 9 5 毛B d B S ( 4 . 2 . 2 ) 式中 0 9 5 土工织物的等效孔径 ( m m ) ; d 8 5 土的特征粒径 ( m m ) , 按土中小于 该粒径的土粒质量占 总土粒质量的8 5 % 确定; B 系数, 按工程经验确定, 宜采用1 - 2 , 当土中细粒含量大, 及为往复水流 时取小 值。 4 . 2 . 3 反滤
21、材料的透水性应符合下式要求: k e A k s ( 4 . 2 . 3 ) 式中 A 系 数, 按工程经验 确定, 不宜小于1 0 ; k g 土 工 织 物 渗 透系 数 ( c m / s ) , 应 按其 垂 直 渗 透 系 数k 、 确 定; k , 土的 渗透系 数 ( c m / s ) o 4 . 2 . 4 反滤材料的防堵 性应符合下列要求: 1 以 现场土 料制成的 试样和拟选土工织物在进行淤堵试验后, 所得梯度比G R应符 合下式要求: G R(3 ( 4 . 2 . 4 ) 2 当排水失效后损失巨大时,应以拟用的土工织物和现场土料进行室内淤堵试验。 4 . 3 设计方法
22、 4 . 3 . 1 土工织物反滤材料应满足反滤 准则, 并应按下列步骤进行选择: 1 确定土工织物的等效孔径0 9 5 、渗透系数 k 坑和被保护土的特征粒径 d 1 5 , dg q . 2 按本规范第4 . 2 . 2 条、 第4 . 2 . 3 条和 第4 . 2 . 4 条的 规定检 验待选土工织物。 4 . 3 . 2 排水材料选择应按以 下步骤进行: 1 待选土工织物应符合反滤准则。 2 按下式计算土工织物的导水率0 。 和要求的导水率0 : 0 a =k h “ S ( 4 . 3 . 2 - 1 ) 0 : 二 4 / z ( 4 . 3 . 2 - 2 ) 式中 k , 土
23、工织物水平渗透系 数 ( 二/ S ) ; s 土工织物在预计现场压力作用下的 厚度 ( c m ) ; 4 预估单宽来水量 ( c m 3 / s ) ; 2 土工织物首末端间的 水力梯度。 3 待选土工织物的导 水率 B , , 应满足下式要求: B e )F , “ B , ( 4 . 3 . 2 - 3 ) 式中 F s 安全系数, 可取3 -5 , 重要工程应取大值。 4 当土工织物导水率不满足时,可 选用较厚土工 织物, 或采用 其它复合排水材料。 4 . 3 . 3 坡面上铺土工织物后, 应进行稳走性验算。 4 . 3 . 4 土工织物表面防护应采取以下措施: 8 5 8 1 土
24、表面为粗粒料时, 应先铺薄砂砾层, 再铺土工织物; 土工织物顶面 应设防 护层。 2 坡顶部与底部的土工织物应锚固; 水下岸坡脚处土工织物应采取防冲 措施。 4 . 4 施工要求 4 . 4 . 1 场地应平整, 场 地上的杂物应清除干净。 4 . 4 . 2 备料时, 应先将窄幅缝接, 并应裁剪成要求的尺寸。 4 . 4 . 3 铺设应符合以下要求: 1 铺放应平顺 ,松紧适度,并应与土面密贴。 2 有损坏处,应修补或更换。相邻片 ( 块) 可搭接3 0 0 m m ; 对可能发生位移处应缝 接;不平地、 软土上和水下铺设搭接宽度应 适当 增大; 水流 处上游片应 铺在 下游片上。 3 坡面
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