红砂岩路基的施工技术探析

陈海英

（广东省冶金建筑设计研究院广西分院，广西 南宁 530022）

红砂岩广泛分布在我国西南及中南等地，具有较强的水软化性，在干湿循环作用下具有崩解强烈等不良特性。如果采用借方填筑，则会大大提高工程造价，严重破坏环境，因此，掌握红砂岩的地层特性，充分利用红砂岩修筑路基，采取相应技术措施组织施工非常必要。红砂岩路基填筑施工，不同于一般的石方，亦不同于土方，它是一种特殊的填料类型，经过认真的生产实践，合理地安排压实工艺，可修出高质量的路基。本文主要对红砂岩路基的基本特性及其施工方案做了简要的论述。

1 红砂岩路基概述

1.1 红砂岩的定义

红砂岩是指泥质或砂质岩等沉积类岩石，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，随着时间的推移，在大气、阳光、特别是雨水的作用下易崩解。

1.2 红砂岩的特性

1.2.1 遇水崩解和膨胀

红砂岩在自然干湿循环作用下，易崩解成小碎块，体积略有增加，膨胀率约为 1%～4%。崩解后的红砂岩，遇水软化，强度下降较快（有的达40%左右），此时，在机械和人力作用下易成为渣泥状。

1.2.2 高吸水性、透水性与难蒸发性

一旦红砂岩崩解或碾压成细粒状，吸水性非常强，很快达到饱和状态；红砂岩压实度虽能达到要求，但仍具有较大的空隙率，实测达10%～30%，因此其透水性相对较强。检测表明：最大透水深度可达20～30 cm；吸水饱和后的红砂岩，在强光、风作用下水分蒸发慢，表层10 cm一天左右才蒸发完。

1.2.3 低黏结性

破碎后重新组合的红砂岩，黏结性能差，易松散，压实度检测时，很难取到块状样品。

1.2.4 不均匀沉降

由于填料粒径不均匀，加上红砂岩极易风化及遇水软化，红砂岩路基易出现较大的不均匀沉降。

2 红砂岩路基施工控制

由于红砂岩不适于填筑路堤，其分布地区高速公路修建较少，在施工技术规范中没有明确该种地质条件下的施工方法，关于红砂岩地区施工的参考文献很少，在施工中必须预先消除红砂岩的活性，保证路基填筑密实密水，重点解决以下四个问题：采取措施控制红砂岩的粒径使之符合规范要求；采用合理的施工工艺控制施工，使路基质量达到规范要求不留质量隐患；采取措施减小路基的不均匀沉降；保障路堑边坡稳定预防滑坡。

红砂岩路基易出现不均匀沉降、强度降低等情况，为充分利用红砂岩材料又能避免病害的发生，必须采用合理的施工工艺指导施工，实践中重点从填筑材料密实密水等方面控制，经施工实践总结施工工艺。

2.1 粒径控制

一是采用合理爆破方案，在石方爆破开挖时，尽量解小粒径，同时，尽量减小对边坡的扰动，保证边坡稳定，又能做到经济合理；二是在路基填筑前，尽量利用岩石易崩解的特性，使岩石充分崩解自然解小粒径；三是在路基摊铺后，采用耙压方法，利用机械解小粒径。

2.2 红砂岩石方爆破

2.2.1 爆破工作面的选取

针对现场地形起伏较大的特点，一般选取高差较大的部位进行突击施工。分层开挖，以增加线路的作业面。

2.2.2 钻孔设备

根据地形及地质情况，对节理不发育及地理位置较为复杂的地段采用潜孔钻，钻杆外径80～120 mm，孔深8～12 m。对地形较为平坦，节理发育地段，采用螺旋钻或风枪打眼，控制深度3.0～5.0 m。

2.2.3 由于红砂岩为软岩石路基填筑材料，在开挖中，以小型松动爆破为主

对石质挖方边坡采用小炮爆破，对风化严重节理发育的岩层宜采用小炮微差爆破。

2.2.4 爆破方式

根据红砂岩的地质特性，不宜进行大型爆破，以保证路堑边坡稳定和周边居民的安全。鉴于此，采用药壶爆破和微差爆破相结合的爆破方式，并参照经验统计的经济技术指标实施爆破。

3 红砂岩路基常见病害及防治对策

3.1 红砂岩路基的稳定性病害主要表现

（1）当红砂岩路堤修筑于松软不均匀地基上时，因地基产生不均匀沉降而失稳破坏。

（2）当红砂岩路基填筑高度大于20 m时，易出现整体滑动失稳病害，这时应进行整体稳定性验算。

3.2 红砂岩路基水稳定性差

（1）红砂岩路堤未按设计要求进行施工碾压，填料压实度达不到技术要求，或压实不均匀，导致工后沉降。

（2）红砂岩路堤下地基松软，沉降明显。

（3）与构造物相邻地段路基采用红砂岩填筑，由于对红砂岩填料的压实质量差，而构造物的沉降微小，导致产生明显的不均匀沉降。

（4）红砂岩路基局部未压实或压实后存在的颗粒过大（大于25 cm），受到外渗积水浸湿软化和进一步崩解，导致不均匀沉降。

（5）红砂岩路肩及边坡处碾压不密实，受到雨水浸蚀和大气环境干湿循环变化的影响，产生沉陷和路肩开裂。

（6）填挖结合段及陡坡路段用红砂岩填筑路基时，结合界面处理不适，填料压实不均匀，导致局部沉陷。

（7）红砂岩路基与其他填料接头部位，由于压实不均匀和排水措施不完善，导致不均匀沉陷。

3.3 红砂岩路基病害的防治对策

（1）对于接近饱和的松软土地基，采取预压排水、挤密加固等处理措施，当松软土厚度不大时可采取换填措施。

（2）对于非饱和的松散土地基，当厚度不大时，可采用重型压路机压实处理措施；若厚度较大时，可采取强夯加固措施。

（3）在高填方路段，要对地基的承载力和沉降量进行验算分析，必要时采取加固措施。

（4）对于低尘易积水地段，在路基一定厚度范围内要采用水稳定性良好的填料填筑。

（5）对于路基两侧的高边坡，需要进行稳定性分析验算，采取边坡防护和排水防治措施。

（6）对于远离构造物的局部路段，若路基沉陷是因雨水渗入路基表层土中导致的，要对沉陷部位开挖进行处理，若是因路基填土压实质量差所致，采用注浆或挤密处理措施。

（7）在红砂岩路基施工期间，要加强排水和隔水措施，确保排水通道畅通，路基表面无积水。

4 施工注意事项

红砂岩在我国南方广泛分布。随着我国高速公路的大量修建，已经出现很多红砂岩深挖方边坡。由于红砂岩工程性质差，以前又无系统研究资料，出现过类似问题，路堑边坡应予足够的重视。

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防护并做好排水工程，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。

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算到切层下滑的可能性，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。

红砂岩挖方地段。由于开挖后新鲜的红砂岩路堑暴露在空气中，易风化剥落和节理发育产生崩塌，护坡可采用抹面、护面墙或挂网喷粉植草防护。红砂岩耐裂隙发育、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1∶1。

5 结束语

目前，红砂岩作为高等级公路路基工程填料，尚处于初级阶段，仍无正式的施工规范及验收标准，一般施工仍须按照土石方施工规范进行及按质量检验标准进行检测验收，密切注意其水稳定性、遇水膨胀等特点。并对相应的岩类进行必要的工前处理及处理措施。通过本项目的试验施工总结，掌握红砂岩其特性。使其得到更广泛的使用，技术更成熟及完善。