紅層軟巖路基施工技術(shù)研究

陳彤

摘 要：我國社會(huì)的快速發(fā)展離不開公路的建設(shè)及作用，目前我國公路線路覆蓋面積越來越廣，同樣在公路建設(shè)的過程中地質(zhì)類型也多種多樣，公路建設(shè)區(qū)域的條件不同所采用的技術(shù)也有一定的差異，尤其是路基作為公路質(zhì)量的基礎(chǔ)保障，其在實(shí)際中的施工質(zhì)量關(guān)系著整體工程的建設(shè)水平，其中紅層軟巖作為一種較為特殊且易發(fā)生危害的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，在實(shí)際的施工中需要注意對(duì)其相關(guān)技術(shù)進(jìn)行合理的使用，以此來保證路基施工的安全性及日后使用的穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：紅層軟巖；路基；施工技術(shù)；特點(diǎn)

紅層是一種分布較為廣泛的巖土結(jié)構(gòu)，其地質(zhì)年齡、巖相、結(jié)構(gòu)等決定了其在實(shí)際中整體強(qiáng)度較低，屬于性狀較為明顯的軟巖類。由于紅層軟巖的特性使其在氣候濕潤且水量較多的情況下紅層會(huì)出現(xiàn)軟化、崩解等情況，最后形成一種材質(zhì)較為特殊的軟粘土，因此在此種條件下路基不經(jīng)過適當(dāng)?shù)氖┕ぬ幚砑凹夹g(shù)的使用極易出現(xiàn)弱基的情況，造成路基病害頻發(fā)。為了更加透徹的了解紅層軟巖路基的特點(diǎn)以下結(jié)合實(shí)例對(duì)其施工技術(shù)進(jìn)行了剖析，找出了施工技術(shù)中的重點(diǎn)、要點(diǎn)。

一、紅層軟巖路基的常見病害

根據(jù)紅層的特點(diǎn)可以將其性質(zhì)總結(jié)為易變性軟巖層，其在一定條件下會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)、形態(tài)、性質(zhì)的變化，整體存在著不穩(wěn)定的特性。紅層軟巖路基在一些使用要求不高的公路中使用可以滿足公路路基的基本要求，但是在一些高等級(jí)的公路路基施工上其病害的發(fā)生非常常見，根據(jù)其不同程度的病害情況可以將其歸為以下幾類。

1、沉陷

此種病害主要誘發(fā)原因?yàn)槁坊盍纤斐傻?，其技術(shù)使用不正確使填料壓實(shí)過程沒有達(dá)到相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)要求，因此在公路投入使用后受行車載荷及外界因素的影響，路基因填料壓實(shí)不足容易發(fā)生較為嚴(yán)重的沉陷問題。

2、邊坍

而對(duì)于紅層軟巖路基邊坡區(qū)域在實(shí)際中沒有對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的防護(hù)施工，可能會(huì)出現(xiàn)周邊滑坡的問題。由于紅層軟巖為極易風(fēng)化崩解的沉積巖，因此用紅層軟巖填筑的路基邊坡在溫度與水的共同交互作用下極易發(fā)生風(fēng)化剝落的病害，如不及時(shí)處理，風(fēng)化向邊坡深部發(fā)展，引起邊坡崩坍落石等病害。

二、基本物理學(xué)性能

紅層軟巖一般是富含黏土礦物的強(qiáng)風(fēng)化巖，礦物組成主要包括以石英、云母為主的碎屑礦物和高嶺石為主的粘性礦物。天然含水量為9%～15%，天然密度為2.0～2.1g/cm3，液塑限分別為30%～40%、13%～20%，天然孔隙率為0.49～0.65。具有與膨脹土相似的濕化變形特性，但其膨脹率比較低.紅層軟巖具有較顯著的崩解性。

三、力學(xué)試驗(yàn)及分析

1、擊實(shí)實(shí)驗(yàn)

參照《鐵路工程土工試驗(yàn)規(guī)程》TB10102-2010，選擇土樣進(jìn)行重型擊實(shí)實(shí)驗(yàn)，測定紅層軟巖的最大干密度和最優(yōu)含水量，以便確定路堤的最佳壓實(shí)效果?？梢源_定紅層軟巖的最大干密度為2.14g/cm3，最佳含水量為8.5%。

2、膨脹率試驗(yàn)

參照《鐵路工程土工試驗(yàn)規(guī)程》進(jìn)行自由膨脹率及有荷載膨脹率試驗(yàn)，采用最優(yōu)含水量8.5%，密度比93%的條件制作試件。試驗(yàn)得出紅層軟巖的自由膨脹率為2.7%，遠(yuǎn)小于弱膨脹土的膨脹性。通過試驗(yàn)可以看出，紅層軟巖土的膨脹率較小，且隨著荷載的增大而減小。

四、紅層軟巖路基施工

1、巖石爆破

蘭渝鐵路LYS-13標(biāo)路基土石方施工大部分采用移挖作填的方式進(jìn)行，利用挖方作為路基填料。挖方為紅層軟巖，原始狀態(tài)下強(qiáng)度較高，施工取土采用爆破方式進(jìn)行。爆破后的石塊粒徑大小不一，如不能對(duì)填料粒徑進(jìn)行控制，則路基填筑后易產(chǎn)生空洞，浸水或風(fēng)化后紅層軟巖崩解，造成路基產(chǎn)生較大下沉。紅層軟巖屬于塑性巖石，爆破時(shí)壓縮區(qū)相對(duì)較大，爆破區(qū)相對(duì)較小，因此孔眼間距和裝藥系數(shù)不宜大。爆破后經(jīng)現(xiàn)場檢測石碴的最大粒徑36cm，絕大多數(shù)粒徑在10～20cm之間，由于巖石強(qiáng)度較低，此種粒徑結(jié)構(gòu)便于路基的填筑壓實(shí)。

2、基床以下路堤填筑

根據(jù)相關(guān)研究資料表明，紅層軟巖填料最大粒徑不大于15cm，填筑松鋪厚度30～40cm，填筑最大干密度不小于2.0g/cm3，含水量控制在最佳含水量±2%以內(nèi)可以作為合格的路基填料使用。紅層軟巖路基填筑采用水平分層填筑法施工，路基填筑大面積施工前首先進(jìn)行路基試驗(yàn)段的施工，總結(jié)施工技術(shù)參數(shù)及施工方法，為大面積施工提供理論依據(jù)及指導(dǎo)方案。路堤填筑施工按照“四區(qū)段、八流程”的施工程序展開流水施工，在施工過程中，紅層軟巖填料由于爆破時(shí)粒徑較難控制，爆破后仍有部分粒徑超標(biāo)，在裝車過程中對(duì)填料進(jìn)行篩選，合格的填料裝車運(yùn)至填筑工作面，較大的填料集中破碎后再拉運(yùn)至工作面。根據(jù)路基試驗(yàn)段總結(jié)后，確定攤鋪厚度為38cm，最佳含水量為8.5%，碾壓遍數(shù)為6遍。施工中采用挖掘機(jī)裝車，自卸車運(yùn)輸，推土機(jī)、平地機(jī)平整，振動(dòng)壓路機(jī)壓實(shí)。

3、基床以下路堤壓實(shí)質(zhì)量檢測

根據(jù)設(shè)計(jì)要求我們選用灌砂法、K30法進(jìn)行雙指標(biāo)控制，共做了三層54個(gè)點(diǎn)，第三層檢測結(jié)果如表1根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果顯示按此方法施工的路堤質(zhì)量穩(wěn)定，施工過程中便于控制，完全滿足要求。

4、工后沉降觀測

沉降觀測控制標(biāo)準(zhǔn)：路基填筑過程中，路堤中心沉降速率每晝夜不得大于10mm，邊樁水平位移速率每晝夜不得大于5mm。路基工后沉降標(biāo)準(zhǔn)：時(shí)速200km/h客貨共線路基，一般地段不應(yīng)大于15cm，年沉降速率應(yīng)小于4cm/年。路基填筑完成后，在ID2K600-ID2K900的斷面埋設(shè)了觀測點(diǎn)，第1個(gè)月進(jìn)行每周1次的沉降觀測，第2-3個(gè)月進(jìn)行每2周1次的沉降觀測，第3個(gè)月后進(jìn)行每月1次的沉降觀測，歷經(jīng)6個(gè)月的定期觀測，累計(jì)沉降量為1.2cm，沉降速率小于4cm/年，滿足沉降標(biāo)準(zhǔn)要求，路堤穩(wěn)定性良好。

目前我國在紅層軟巖路基的施工上的經(jīng)驗(yàn)還較少，相應(yīng)的一些施工技術(shù)還不成熟，其在實(shí)際中還有較大的發(fā)展空間。上文通過對(duì)紅層軟巖的全面分析及解讀對(duì)其路基的施工技術(shù)進(jìn)行了深入理解，并在已有的工程實(shí)例中總結(jié)了其施工的要點(diǎn)、難點(diǎn)，從多層次、多角度提出了相應(yīng)的施工技術(shù)。對(duì)于紅層軟巖路基施工技術(shù)需要在實(shí)踐的過程中不斷的吸取及總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)而完善相關(guān)的實(shí)用技術(shù)，以此來保證路基可以安全、穩(wěn)定的投入到使用中，為之后相似工程路基施工技術(shù)的使用提供借鑒。

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