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红层软岩路基施工技术研究

陈彤

摘 要：我国社会的快速发展离不开公路的建设及作用，目前我国公路线路覆盖面积越来越广，同样在公路建设的过程中地质类型也多种多样，公路建设区域的条件不同所采用的技术也有一定的差异，尤其是路基作为公路质量的基础保障，其在实际中的施工质量关系着整体工程的建设水平，其中红层软岩作为一种较为特殊且易发生危害的地质结构，在实际的施工中需要注意对其相关技术进行合理的使用，以此来保证路基施工的安全性及日后使用的稳定性。
关键词：红层软岩；路基；施工技术；特点
红层是一种分布较为广泛的岩土结构，其地质年龄、岩相、结构等决定了其在实际中整体强度较低，属于性状较为明显的软岩类。由于红层软岩的特性使其在气候湿润且水量较多的情况下红层会出现软化、崩解等情况，最后形成一种材质较为特殊的软粘土，因此在此种条件下路基不经过适当的施工处理及技术的使用极易出现弱基的情况，造成路基病害频发。为了更加透彻的了解红层软岩路基的特点以下结合实例对其施工技术进行了剖析，找出了施工技术中的重点、要点。
一、红层软岩路基的常见病害
根据红层的特点可以将其性质总结为易变性软岩层，其在一定条件下会出现结构、形态、性质的变化，整体存在着不稳定的特性。红层软岩路基在一些使用要求不高的公路中使用可以满足公路路基的基本要求，但是在一些高等级的公路路基施工上其病害的发生非常常见，根据其不同程度的病害情况可以将其归为以下几类。
1、沉陷
此种病害主要诱发原因为路基填料所造成的，其技术使用不正确使填料压实过程没有达到相关的标准要求，因此在公路投入使用后受行车载荷及外界因素的影响，路基因填料压实不足容易发生较为严重的沉陷问题。
2、边坍
而对于红层软岩路基边坡区域在实际中没有对其进行相应的防护施工，可能会出现周边滑坡的问题。由于红层软岩为极易风化崩解的沉积岩，因此用红层软岩填筑的路基边坡在温度与水的共同交互作用下极易发生风化剥落的病害，如不及时处理，风化向边坡深部发展，引起边坡崩坍落石等病害。
二、基本物理学性能
红层软岩一般是富含黏土矿物的强风化岩，矿物组成主要包括以石英、云母为主的碎屑矿物和高岭石为主的粘性矿物。天然含水量为9%～15%，天然密度为2.0～2.1g/cm3，液塑限分别为30%～40%、13%～20%，天然孔隙率为0.49～0.65。具有与膨胀土相似的湿化变形特性，但其膨胀率比较低.红层软岩具有较显著的崩解性。
三、力学试验及分析
1、击实实验
参照《铁路工程土工试验规程》TB10102-2010，选择土样进行重型击实实验，测定红层软岩的最大干密度和最优含水量，以便确定路堤的最佳压实效果。可以确定红层软岩的最大干密度为2.14g/cm3，最佳含水量为8.5%。
2、膨胀率试验
参照《铁路工程土工试验规程》进行自由膨胀率及有荷载膨胀率试验，采用最优含水量8.5%，密度比93%的条件制作试件。试验得出红层软岩的自由膨胀率为2.7%，远小于弱膨胀土的膨胀性。通过试验可以看出，红层软岩土的膨胀率较小，且随着荷载的增大而减小。
四、红层软岩路基施工
1、岩石爆破
兰渝铁路LYS-13标路基土石方施工大部分采用移挖作填的方式进行，利用挖方作为路基填料。挖方为红层软岩，原始状态下强度较高，施工取土采用爆破方式进行。爆破后的石块粒径大小不一，如不能对填料粒径进行控制，则路基填筑后易产生空洞，浸水或风化后红层软岩崩解，造成路基产生较大下沉。红层软岩属于塑性岩石，爆破时压缩区相对较大，爆破区相对较小，因此孔眼间距和装药系数不宜大。爆破后经现场检测石碴的最大粒径36cm，绝大多数粒径在10～20cm之间，由于岩石强度较低，此种粒径结构便于路基的填筑压实。
2、基床以下路堤填筑
根据相关研究资料表明，红层软岩填料最大粒径不大于15cm，填筑松铺厚度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%以内可以作为合格的路基填料使用。红层软岩路基填筑采用水平分层填筑法施工，路基填筑大面积施工前首先进行路基试验段的施工，总结施工技术参数及施工方法，为大面积施工提供理论依据及指导方案。路堤填筑施工按照“四區段、八流程”的施工程序展开流水施工，在施工过程中，红层软岩填料由于爆破时粒径较难控制，爆破后仍有部分粒径超标，在装车过程中对填料进行筛选，合格的填料装车运至填筑工作面，较大的填料集中破碎后再拉运至工作面。根据路基试验段总结后，确定摊铺厚度为38cm，最佳含水量为8.5%，碾压遍数为6遍。施工中采用挖掘机装车，自卸车运输，推土机、平地机平整，振动压路机压实。
3、基床以下路堤压实质量检测
根据设计要求我们选用灌砂法、K30法进行双指标控制，共做了三层54个点，第三层检测结果如表1根据试验结果显示按此方法施工的路堤质量稳定，施工过程中便于控制，完全满足要求。
4、工后沉降观测
沉降观测控制标准：路基填筑过程中，路堤中心沉降速率每昼夜不得大于10mm，边桩水平位移速率每昼夜不得大于5mm。路基工后沉降标准：时速200km/h客货共线路基，一般地段不应大于15cm，年沉降速率应小于4cm/年。路基填筑完成后，在ID2K600-ID2K900的断面埋设了观测点，第1个月进行每周1次的沉降观测，第2-3个月进行每2周1次的沉降观测，第3个月后进行每月1次的沉降观测，历经6个月的定期观测，累计沉降量为1.2cm，沉降速率小于4cm/年，满足沉降标准要求，路堤稳定性良好。
目前我国在红层软岩路基的施工上的经验还较少，相应的一些施工技术还不成熟，其在实际中还有较大的发展空间。上文通过对红层软岩的全面分析及解读对其路基的施工技术进行了深入理解，并在已有的工程实例中总结了其施工的要点、难点，从多层次、多角度提出了相应的施工技术。对于红层软岩路基施工技术需要在实践的过程中不断的吸取及总结经验，进而完善相关的实用技术，以此来保证路基可以安全、稳定的投入到使用中，为之后相似工程路基施工技术的使用提供借鉴。
参考文献：
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