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1、红砂岩路基的施工技术 及质量控制,杨文灿、彭辉彬 湖南路桥通盛工程有限公司,红砂岩路基的施工技术及质量控制,【内容摘要】：介绍常吉高速公路红砂岩路基 的施工技术及质量控制。 【关键词】：红砂岩 施工技术 质量控制,常吉高速公路第23合同段位于湘西自治州泸溪县境内，主线全长2.370km。本合同段内广泛分布着砂质泥岩、泥质砂岩、砂岩等沉积类岩石，其中多数因富含铁的氧化物而呈红色、深红色或褐色。开挖后，在大气、阳光、特别是雨水的作用下容易崩解，符合有关红砂岩的主要特性。,常吉23合同段泸溪互通效果图,根据不同的风化程度，本合同段内的红砂岩大致分为以下三类： 强风化类：一般显褐色、深红色，岩芯裂隙较
2、发育，岩质节理无明显规律。根据崩解性和强度指标，通常判断为一、二类红砂岩。 弱风化类：主要显红色，岩芯中柱状，岩质较坚硬。根据崩解性和强度指标，多为三类红砂岩。 微风化类：颜色以浅红色和灰白色居多，表面比较新鲜，岩质坚硬，节理闭合，部分张开。根据强度指标，一般为四类以上红砂岩。,路基填筑中一般只选用一、二类红砂岩，红砂岩的特性在工程实践中属于难以压实的土类之一。之所以难以压实，其主要原因是这种土粘性小，活性强，水稳性差，压实时最佳含水量的控制非常困难。我部K177+420-K177+650段最大填高位置（K177+570中桩）达38.49米，属于典型的高填方路基，该段填料主要来源于K176+7
3、70K177+420段的切方区，填料中红砂岩的含量基本在70%以上。故将此段路基施工进行总结分析，在本合同段内有着较好的代表性和指导性。,一、施工准备 1、土工试验,（1）及时对该段切方区的红砂岩按规范方法取样进行土工试验，包括天然含水量，颗粒分析，标准击试的最大干密度和最佳含水量，液塑限及塑性指数， CBR值，浸水崩解试验等。掌握红砂岩的各项指标并对它进行合理分类。试验结果表明红砂岩的液限在30%左右，塑性指数在10%左右。粘性不强，透水性大，红砂岩的最佳含水量在8%-12%左右，最大干密度在1.9-2.1g/cm3之间。,（2）崩解试验结果表明我合同段大部分红砂岩为一、二类红砂岩。红砂岩强
4、度不高，遇水易崩解。,2、试验路,（1）机械设备的配备,（2）试验路施工 、我们在试验路的施工中，通过对红砂岩填筑采取不同松铺厚度，控制粒径，控制最佳含水量。采用推土机先粗平，羊角碾碾压不同的遍数，最后压路机收光。通过轮迹的深浅以及压实度检测来判定路基的密实度。因我部切方区的红砂岩主要以一、二类红砂岩居多，夹杂少量三、四类红砂岩，故总体的红砂岩强度较低。经试验路验证，大部分超粒径红砂岩在经过推土机耙压、羊角碾的碾压后，基本上都能碾碎。对个别不能碾碎的红砂岩采取人工解炮，或者用挖机清出场外。,、现场检验记录,、试验路总结 a、 通过本试验路段施工，证明我部拟用于路基填筑施工的机械设备配置合理，性
5、能可靠，施工组织合理，工艺流程符合要求，并取得了各项指导施工的控制数据，如下表：,b、采用上述控制数据在后续的试验路铺筑过程中，各项质量指标稳定，施工方案经济合理。 c、土石混填路段碾压后表面平整密实，无轮迹，压实度即能满足要求。,二、现场施工及质量控制,1、施工控制 （1）填前碾压 路堤填筑前，要进行填前碾压，即改造地形、清除表土及地面附着物，并将原地面碾压至要求的密实度。,（2）布料 上料前必须在边线位置处采用花杆挂线，要求花杆长度为2米，红白相间格长40cm，纵向间距为20米。首先在路基两侧坡脚线内用粘土包边，以防雨水对己成形红砂岩的侵蚀及冲刷。粘土宽度为2米，作成向内的横坡度，以保证边
6、线处粘土得到充分压实。填筑时现场有应安排好运输路线，切方区的红砂岩填料运到填方段后，专人指挥卸料，每方格网内卸一车，用推土机粗平，严格按照花杆刻度控制松铺厚度。根据填筑厚度及作业面积，计算上料数量，用自卸车将填筑料按方格网均匀堆放在路基上，控制每车料的数量尽可能相等。施工中避免将不同类型的红砂岩同层填筑，对于填料中少量的大块硬质岩，应剔除或破碎，以确保路基压实的均匀性。,（3）耙压、粗平 填料运到填方段后，卸料后采用220马力以上的三齿推土机耙压、粗平，其遍数应不少于三遍。 （4）碾压、精平 推土机耙压后，90区采用45t以上羊角碾振压35遍，行驶速度控制在23kmh；93区采用45t以上羊碾
7、振压45遍，行驶速度控制在23kmh，基本可以保证岩石粒径控制在25cm以内。施工中严格控制最大粒径和每层松铺厚度，经耙压后的填料最大粒径不得大于25cm，每层松铺厚度不大于40cm。 碾压顺序及遍数规定为：羊足碾碾压4遍，20T重型光轮振动压路机先静压1遍,再振动碾压3遍，再静压1遍，压路机的行驶速度均控制在34kmh。完后用平地机的整平方法是由两侧开始向路中推进，如此往返三次，一般就可达到规定的粒径要求，最后用压路机静压1遍收光。压实时的操作要求，从两侧路基边沿向路中推进；压路机碾压轮重叠不小于4050cm。 整平后的路堤适当洒水使石块之间有一层润滑，易于碾压时石块移动、嵌琐，振动碾压以拖
8、式50吨或击振力45t以上自行式重型压路机为佳，尤其在大面积填方作业中，其优点更为突出。 压路机的碾压速度对路堤的压实有显著的影响，当铺层厚度不变时，传递至填方的能量与下列因素成比例；碾压遍数/压路机速度，压路机的速度有一个最佳值，一般在36km/h之间，但在下列情况下建议采用偏低值34km/h。（1）需要高密度（2）难于压实的材料（3）铺层较厚。,（5）含水量控制 在碾压前要检测含水量，红砂岩填料在碾压前含水量应控制在最佳含水量1范围。对完成路段采用灌砂法进行压实度检测，含水量用洒精燃烧法或烘干法测试。施工中路拱横坡采用4。遇雨或雨后，施工表面不干时，不得开放交通，雨后进行施工，下层填方须重
9、新压实，符合要求，方可施工。在下一层填筑前，将己完工的路基用羊角碾重新振压一遍，形成凹凸面，以保证上下层面间的联结。,（6）强夯辅助 另配置一台120t的强夯机，自基底起每5米填高进行一次强夯处理。控制吊锤10米的落高，以保证强夯的冲击力和均匀性。实践证明，强夯后的路基，其结构非常密实，稳定性大大提高，对预防高填方路基的沉降有相当明显的效果。,（7）红砂岩爆破施工 根据监理工程师批准的爆破技术方案认真实施红砂岩爆破，以便控制填料的粒径和边坡的成型、稳定，同时方便填筑现场控制层厚和碾压，减少处理超粒径所费的时间。,2、质量控制 （1）室内试验 施工过程中应按要求频率，通过重型击实仪对不同切方段的
10、红砂岩填料进行击实试验，获取填料的最大干密度和最佳含水量，以便控制现场的压实度。,（2）室外检验 红砂岩路基压实度试验检测比较困难，考虑到施工中的技术要求及实际情况，我们采用了压实度试验与外观检查对比的方法，同时采用压实沉降差作为参考值： 灌砂法检测压实度时如遇到大石块，则此试验点位弃置不用，重新选点试验。 外观检查：要求表面平整密实，无空隙、松石、坑洼及大的石块存在，50t以上压路机振压后无明显轮迹。 压实沉降差法：在路基上用随机取样的方法布设观测点，测其高程，然后再用拖式50t压路机加振一遍观测其高程计算出沉降量。,施工中采用压实沉降差进行压实检测，首先在压实后的填石路堤纵向布点，点位间距
11、离8m左右，横向间距视现场情况而定，应避免在突出的大石上和压路机不能到的地方布点。在布好的点位上用油漆做醒目的标记，用水准仪测量测点高程，测量时为了减少误差，准备一块2020cm的钢质垫块，垫块中央有一个半球形突出点，在测量时，将垫块放置在测点上，水准尺放在垫块突出点上进行测量。然后用击振力50吨振动压路机作碾压检测（碾压参数：车速2.04.0km/h，频率30Hz）。然后用水准仪检测各测点高程，各测点在碾压前后的高差就是测点的压实沉降差。压实沉降差单点值应小于5mm，检测频率为每2000m2 检测12点。在压实面积不足200m2时，至少检测4点。,（3）红砂岩施工控制的四大要素 、粒径 红砂
12、岩颗粒不宜过大，因为未能破碎的红砂岩大颗粒，在自重和车辆荷载的长期作用下，沉降不均匀，导致路面过早破坏。另外 ，大粒径的红砂岩也不利于红砂岩路基的水稳定性。而且，大颗粒红砂岩周围也不容易压实。导致局部压实度达不到要求，而且形成较多空隙。 、层厚 层厚对红砂岩的压实也有着重要的作用，既要达到合格的压实度，又要不浪费机械台班，质量与成本达到一个均衡点。这首先要求层厚要与所用的碾压设备的重量和功能相适应。 、压路机 红砂岩路基施工中，对压路机要求是非常关键的，我们这里使用的羊角碾就是针对红砂岩的碾压设备，它不仅起到碾压作用，同时还能对红砂岩起到破碎作用。 、含水量 试验说明，要想得到最大干密度只有控
13、制最佳含水量，在遇水饱和后其密实度和强度下降最小。因此，其水稳定性最好。,三、注意事项,1、由于红砂岩易风化崩解，边坡风化剥落破坏的主要环境因素是夏季高温的暴晒与突发性降雨的冷却。因此，红砂岩边坡外挖后应及时做好防护和排水，适宜采用全封闭式防护。坡脚是风化最强烈的部位，一般宜做坡脚矮墙。 2、由于红砂岩岩性软弱，泥质含量高，遇水软化崩解，其顺层地段应充分估计顺层下滑的可能性，并据此进行重点加固，不适宜按一般软弱岩层边坡进行设计。红砂岩顺层滑坡的控制因素是软弱夹层在层间剪切作用下形成的泥化带，切层滑坡的控制因素是构造结构面。 3、红砂岩切方地段，由于开挖后新鲜的红砂岩路堑暴露空气中，易风化剥落和
14、节理发育产生崩塌，护坡可采用抹面、护面墙或挂网喷粉植草防护。红砂岩同裂隙发育、雨水影响较大，边坡设计不能按常规方法处理，需放缓至不小于11。,1、根据红砂岩路基填料粒径的不均匀性，压实度可应用灌砂法作为参考，采用压实沉降差和外观检查的方法作为主要检查内容。 2、对于采用红砂岩填筑高填方路段的情况，根据红砂岩击实试件的饱水抗剪强度验算路堤的稳定性。 3、严格控制现场施工的粒径、层厚、碾压和含水量，对红砂岩路基的密实性、稳定性尤为重要，若辅以强夯处理则效果更好。 4、红砂岩在确保施工技术及质量控制符合要求的前提下，完全可以作为一种较好的路基填料。 (作者分别是常吉高速公路第23合同段项目部项目总工、质检科长）,四、结 论,
