紅層軟巖路基施工技術研究

Study on Construction Technology for Foundations of Red-bed Soft Rock

劉學東

（重慶城建控股（集團）有限責任公司，重慶401334）

紅層軟巖在我國分布較廣，是一種特殊的巖土。該文通過了解紅層軟巖的特性，分析紅層軟巖引發(fā)的常見路基病害，并對紅層軟巖路基進行現(xiàn)場試驗、理論分析、填筑檢測以及工后沉降觀測，研究總結出一套紅層軟巖路基施工技術。紅層軟巖可以作為路基填料，只要采取有效的施工方案，做好過程控制，是完全可以保證路基質量的。

紅層軟巖；路堤填筑；試驗檢測；路基施工；膨脹崩解；沉降觀測；施工技術；路基填料

0 引言

紅層軟巖分布于我國西南、中南、華南廣大區(qū)域。研究資料表明，紅層軟巖是一種特殊巖土，具有易崩解、易風化、遇水易軟化等特征。特別是在西南丘陵山區(qū)，氣候濕潤，排水不暢的條件下，紅層軟巖極易軟化、崩解為特殊軟粘土（俗稱“松軟土”，規(guī)范無正式定名），造成路基病害發(fā)生。該文通過對蘭渝鐵路LYS-13標段紅層軟巖路基施工技術進行研究，分析影響紅層軟巖路基施工中的重點、難點，為今后紅層軟巖地區(qū)施工提供相應的經(jīng)驗及施工技術參數(shù)。

1 紅層軟巖路基的常見病害

紅層軟巖分部較廣，原始狀態(tài)下呈軟巖，易風化、易崩解，具有弱膨脹性，遇水軟化性，早期多用于低等級公路施工，后用于鐵路和高等級公路，但由于缺少相應的施工經(jīng)驗，往往出現(xiàn)不同程度的病害。常見病害可歸納為：沉陷和邊坍。

由于路基填料不良（未崩解的紅層軟巖），填筑方法不當，人工壓實不足，在荷載及自然因素作用下，均可能發(fā)生沉陷，便直接導致路基破壞。而易風化的紅層軟巖邊坡如果設計不當或防護不良，均可造成路基邊坡的坍落。由于紅層軟巖為極易風化崩解的沉積巖，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)生風化剝落的病害，如不及時處理，風化向邊坡深部發(fā)展，引起邊坡崩坍落石等病害。

2 基本物理學性能

紅層軟巖一般是富含黏土礦物的強風化巖，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[1]。

3 力學試驗及分析

3.1 擊實實驗

參照《鐵路工程土工試驗規(guī)程》TB10102-2010，選擇土樣進行重型擊實實驗，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效果。根據(jù)圖1可以確定紅層軟巖的最大干密度為2.14g/cm3,最佳含水量為8.5%。

圖1 紅層軟巖壓實曲線圖

3.2 膨脹率試驗

參照《鐵路工程土工試驗規(guī)程》進行自由膨脹率及有荷載膨脹率試驗，采用最優(yōu)含水量8.5%，密度比93%的條件制作試件。試驗得出紅層軟巖的自由膨脹率為2.7%，遠小于弱膨脹土的膨脹性。圖2為25kPa壓力下試樣高度與時間關系變化曲線，表1為不同荷載下的膨脹率。通過試驗可以看出，紅層軟巖土的膨脹率較小，且隨著荷載的增大而減小。

圖2 25kPa壓力下試樣高度與時間關系曲線圖

表1 不同壓力下的膨脹率表

4 紅層軟巖路基施工

4.1 巖石爆破

蘭渝鐵路LYS-13標路基土石方施工大部分采用移挖作填的方式進行，利用挖方作為路基填料。挖方為紅層軟巖，原始狀態(tài)下強度較高，施工取土采用爆破方式進行。爆破后的石塊粒徑大小不一，如不能對填料粒徑進行控制，則路基填筑后易產(chǎn)生空洞，浸水或風化后紅層軟巖崩解，造成路基產(chǎn)生較大下沉。

紅層軟巖屬于塑性巖石，爆破時壓縮區(qū)相對較大，爆破區(qū)相對較小，因此孔眼間距和裝藥系數(shù)不宜大。根據(jù)多次對比試驗，選擇表2的爆破參數(shù)[2]進行爆破施工為最佳爆破方案。

表2 取土場石方爆破參數(shù)表

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，由于巖石強度較低，此種粒徑結構便于路基的填筑壓實。

4.2 基床以下路堤填筑

根據(jù)相關研究資料表明，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%以內可以作為合格的路基填料使用[3]。

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行路基試驗段的施工，總結施工技術參數(shù)及施工方法，為大面積施工提供理論依據(jù)及指導方案。

路堤填筑施工按照“四區(qū)段、八流程”[4]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粒徑較難控制，爆破后仍有部分粒徑超標，在裝車過程中對填料進行篩選，合格的填料裝車運至填筑工作面，較大的填料集中破碎后再拉運至工作面。

根據(jù)路基試驗段總結后，確定攤鋪厚度為38cm，最佳含水量為8.5%，碾壓遍數(shù)為6遍。施工中采用挖掘機裝車，自卸車運輸，推土機、平地機平整，振動壓路機壓實。

4.3 基床以下路堤壓實質量檢測[5]

根據(jù)設計要求我們選用灌砂法、K30法進行雙指標控制，共做了三層54個點，第三層檢測結果如表3。

表3 紅層軟巖路基檢測結果

根據(jù)試驗結果顯示按此方法施工的路堤質量穩(wěn)定，施工過程中便于控制，完全滿足要求。

4.4 工后沉降觀測

沉降觀測控制標準：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。

路基工后沉降標準：時速200km/h客貨共線路基，一般地段不應大于15cm，年沉降速率應小于4cm/年。

路基填筑完成后，在ID2K600-ID2K900的斷面埋設了觀測點，第1個月進行每周1次的沉降觀測，第2-3個月進行每2周1次的沉降觀測，第3個月后進行每月1次的沉降觀測，歷經(jīng)6個月的定期觀測，累計沉降量為1.2cm，沉降速率小于4cm/年，滿足沉降標準要求，路堤穩(wěn)定性良好。

5 結語

紅層軟巖主要包括泥巖、泥巖夾砂巖、砂巖夾泥巖、泥巖砂巖互層、風化砂巖等，是一種廣泛分布在我國川東等西南地區(qū)的一種特殊填料，是合格的路基填料，采取有效的施工方案，做好過程控制完全能夠保證路基質量。

[1]馮啟言.魯西南地區(qū)紅層軟巖水巖作用特征與工程應用[J].工程地質學報，1999（17）.

[2]謝連生.紅砂巖路堤修筑技術研究[J].湖南交通科技，2006（3）.

[3]魏永幸.紅層軟巖填筑高速鐵路路基及其構筑方法[P].國家知識產(chǎn)權局，CN 101153475A.

[4]鐵道部經(jīng)濟規(guī)劃研究院.TZ 202-2008客貨共線鐵路路基工程施工技術指南[S].北京：中國鐵道出版社，2008.

[5]中華人民共和國鐵道部.TB10414-2003鐵路路基工程施工質量驗收標準[S].北京：中國鐵道出版社，2003.

責任編輯：孫蘇,李紅

建筑批評

減少奇葩建筑需“軟硬兼修”

《人民日報》近日發(fā)表文章稱，改革開放30多年來，我國城鎮(zhèn)化快速推進，一批現(xiàn)代建筑充滿時代氣息、美倫輪美奐。但在城鎮(zhèn)化快速推進的進程中，也出現(xiàn)了形形色色的“奇葩建筑”。有人說，奇怪建筑產(chǎn)生的責任歸屬應當三七開，決策者七、建筑師三，這有一定道理。

無疑，讓城市建筑規(guī)劃設計回歸理性是當務之急，只有理性的城市規(guī)劃，才能使得城市規(guī)劃更加切合實際，減少公共財政資源的浪費。目前而言，地方上一些大型建筑的事前論證較不充分，這從結果可以反推出來，一些大型建筑千奇百怪卻實用性不強，追求建筑的高度但卻不知道意義何在，等等。這些建筑也多為當?shù)厝嗣瘛巴虏邸?。其實，坦白說，一些項目就是面子工程，地方在立項之初，論證不充分或是根本就不想論證。部分地方管理者要么是出于攀比心理，要么就是由于GDP考核的刺激，推動這些工程上馬。要想約束這些非理性的決策，只能靠加強硬約束。這提醒我們，地方財政預算制度改革要進一步推進，并需進一步完善地方人大的作用，以此減少地方管理者在建筑方面的“拍腦袋”決策方式。

有觀點認為，需要提升建筑設計師的文化素養(yǎng)，這樣的說法也成立。但是我們應該看到最根本的機制問題，一般來說，設計師的審美往往要迎合地方上項目拍板者的品味與喜好，因為設計師本身并無決定權，他們只是提供不同的選擇方案。如此一來，拍板者的喜好就成了關鍵，建筑風格與效果就是他們審美觀的映射。要想減少那么多的千奇百怪、華而不實的建筑，恐怕就得靠增強他們的文化素養(yǎng)與文化自信。

建筑是城市文化中重要的一部分，也是承載歷史的具體載體。中華文化中的建筑美學舉世公認，如果說丑陋奇怪的建筑物不斷產(chǎn)生，那么就需警惕歷史是否正在被割裂。在一些地方上，常有因為城市規(guī)劃而推倒一些名人故居的事情，也有某個原本歷史文化底蘊較深的景點，要被擴大為景區(qū)與度假村，破壞了原有的韻味與面貌，導致其變得不倫不類。更有一些城市盲目模仿西方建筑，將其嫁接過來但卻又不得其美學精髓。如此種種帶來的警示就是，中華文化的延續(xù)性需要被重視，我們需要以一種自信的心態(tài)去領悟中華文化的精妙與博大精深。

總而言之，建筑并不是一個孤立的現(xiàn)象，背后存在著文化與制度因素的影響。在我國城鎮(zhèn)化進程迅速推進的今天，要想減少那些奇怪的、華而不實的建筑，需要“軟硬”兼修?！败洝本褪窃鰪娢幕孕牛坝病本褪峭ㄟ^財政制度改革以及科學的決策過程，從而為地方確立硬約束。奇葩建筑的減少，建筑的美觀化，也將潛移默化地改變人們的心靈，讓人在健康美好的環(huán)境中與社會、自然和諧相處。

（摘自：《21世紀經(jīng)濟報道》）

Red-bed soft rock is a special rock,widely existing around the country.This paper,based on the properties of red-bed soft rock,analyzes the common hazards in red-bed soft rock foundation,and perform field test,theoretical analysis,filling detection and settlement observation on red-bed soft rock foundation.Ultimately,a series of construction technology for it is summarized.Red-bed soft rock can be used as foundation filler and can thoroughly ensure the foundation quality only if effective construction plan is adopted and process control is well done.

red-bed soft rock;embankment filling;test and detection;foundation construction;expansion and collapse;settlement observation;construction technology

U415.6

A

1671-9107（2017）03-0059-03

10.3969／j.issn.1671-9107.2017.03.059

2017-01-05

劉學東（1983-），男，重慶人，本科，工程師，一級建造師，主要從事公路工程和市政工程施工現(xiàn)場管理工作。