红层软岩路基施工技术研究

红层软岩路基施工技术研究

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

刘学东

（重庆城建控股（集团）有限责任公司，重庆401334）

红层软岩在我国分布较广，是一种特殊的岩土。该文通过了解红层软岩的特性，分析红层软岩引发的常见路基病害，并对红层软岩路基进行现场试验、理论分析、填筑检测以及工后沉降观测，研究总结出一套红层软岩路基施工技术。红层软岩可以作为路基填料，只要采取有效的施工方案，做好过程控制，是完全可以保证路基质量的。

红层软岩；路堤填筑；试验检测；路基施工；膨胀崩解；沉降观测；施工技术；路基填料

0 引言

红层软岩分布于我国西南、中南、华南广大区域。研究资料表明，红层软岩是一种特殊岩土，具有易崩解、易风化、遇水易软化等特征。特别是在西南丘陵山区，气候湿润，排水不畅的条件下，红层软岩极易软化、崩解为特殊软粘土（俗称“松软土”，规范无正式定名），造成路基病害发生。该文通过对兰渝铁路LYS-13标段红层软岩路基施工技术进行研究，分析影响红层软岩路基施工中的重点、难点，为今后红层软岩地区施工提供相应的经验及施工技术参数。

1 红层软岩路基的常见病害

红层软岩分部较广，原始状态下呈软岩，易风化、易崩解，具有弱膨胀性，遇水软化性，早期多用于低等级公路施工，后用于铁路和高等级公路，但由于缺少相应的施工经验，往往出现不同程度的病害。常见病害可归纳为：沉陷和边坍。

由于路基填料不良（未崩解的红层软岩），填筑方法不当，人工压实不足，在荷载及自然因素作用下，均可能发生沉陷，便直接导致路基破坏。而易风化的红层软岩边坡如果设计不当或防护不良，均可造成路基边坡的坍落。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。

2 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[1]。

3 力学试验及分析

3.1 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。根据图1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%。

图1 红层软岩压实曲线图

3.2 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。图2为25kPa压力下试样高度与时间关系变化曲线，表1为不同荷载下的膨胀率。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。

图2 25kPa压力下试样高度与时间关系曲线图

表1 不同压力下的膨胀率表

4 红层软岩路基施工

4.1 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。根据多次对比试验，选择表2的爆破参数[2]进行爆破施工为最佳爆破方案。

表2 取土场石方爆破参数表

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。

4.2 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[3]。

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“四区段、八流程”[4]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。

4.3 基床以下路堤压实质量检测[5]

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3。

表3 红层软岩路基检测结果

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。

4.4 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。

5 结语

红层软岩主要包括泥岩、泥岩夹砂岩、砂岩夹泥岩、泥岩砂岩互层、风化砂岩等，是一种广泛分布在我国川东等西南地区的一种特殊填料，是合格的路基填料，采取有效的施工方案，做好过程控制完全能够保证路基质量。

[1]冯启言.鲁西南地区红层软岩水岩作用特征与工程应用[J].工程地质学报，1999（17）.

[2]谢连生.红砂岩路堤修筑技术研究[J].湖南交通科技，2006（3）.

[3]魏永幸.红层软岩填筑高速铁路路基及其构筑方法[P].国家知识产权局，CN 101153475A.

[4]铁道部经济规划研究院.TZ 202-2008客货共线铁路路基工程施工技术指南[S].北京：中国铁道出版社，2008.

[5]中华人民共和国铁道部.TB10414-2003铁路路基工程施工质量验收标准[S].北京：中国铁道出版社，2003.

责任编辑：孙苏,李红

建筑批评

减少奇葩建筑需“软硬兼修”

《人民日报》近日发表文章称，改革开放30多年来，我国城镇化快速推进，一批现代建筑充满时代气息、美伦轮美奂。但在城镇化快速推进的进程中，也出现了形形色色的“奇葩建筑”。有人说，奇怪建筑产生的责任归属应当三七开，决策者七、建筑师三，这有一定道理。

无疑，让城市建筑规划设计回归理性是当务之急，只有理性的城市规划，才能使得城市规划更加切合实际，减少公共财政资源的浪费。目前而言，地方上一些大型建筑的事前论证较不充分，这从结果可以反推出来，一些大型建筑千奇百怪却实用性不强，追求建筑的高度但却不知道意义何在，等等。这些建筑也多为当地人民“吐槽”。其实，坦白说，一些项目就是面子工程，地方在立项之初，论证不充分或是根本就不想论证。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，推动这些工程上马。要想约束这些非理性的决策，只能靠加强硬约束。这提醒我们，地方财政预算制度改革要进一步推进，并需进一步完善地方人大的作用，以此减少地方管理者在建筑方面的“拍脑袋”决策方式。

有观点认为，需要提升建筑设计师的文化素养，这样的说法也成立。但是我们应该看到最根本的机制问题，一般来说，设计师的审美往往要迎合地方上项目拍板者的品味与喜好，因为设计师本身并无决定权，他们只是提供不同的选择方案。如此一来，拍板者的喜好就成了关键，建筑风格与效果就是他们审美观的映射。要想减少那么多的千奇百怪、华而不实的建筑，恐怕就得靠增强他们的文化素养与文化自信。

建筑是城市文化中重要的一部分，也是承载历史的具体载体。中华文化中的建筑美学举世公认，如果说丑陋奇怪的建筑物不断产生，那么就需警惕历史是否正在被割裂。在一些地方上，常有因为城市规划而推倒一些名人故居的事情，也有某个原本历史文化底蕴较深的景点，要被扩大为景区与度假村，破坏了原有的韵味与面貌，导致其变得不伦不类。更有一些城市盲目模仿西方建筑，将其嫁接过来但却又不得其美学精髓。如此种种带来的警示就是，中华文化的延续性需要被重视，我们需要以一种自信的心态去领悟中华文化的精妙与博大精深。

总而言之，建筑并不是一个孤立的现象，背后存在着文化与制度因素的影响。在我国城镇化进程迅速推进的今天，要想减少那些奇怪的、华而不实的建筑，需要“软硬”兼修。“软”就是增强文化自信，“硬”就是通过财政制度改革以及科学的决策过程，从而为地方确立硬约束。奇葩建筑的减少，建筑的美观化，也将潜移默化地改变人们的心灵，让人在健康美好的环境中与社会、自然和谐相处。

（摘自：《21世纪经济报道》）

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

刘学东（1983-），男，重庆人，本科，工程师，一级建造师，主要从事公路工程和市政工程施工现场管理工作。