2022年红砂岩路基施工与质量控制.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 红砂岩路基施工技术与质量控制【内容摘要】:由于近几年交通事业地迅猛进展,原有地国道及省道等构成地大路网已不能满意大路运输业地要求 ,各省区高速大路地大量修建已成为必定 .在我国南部省区存在大量红砂岩 ,由于其材料本身地特殊性 ,以往从未在高等级大路中应用过 ,只是少量用在低等级大路中作为路基填料 ,且显现了大量地质量问题 .大量红砂岩路堑挖方地去向问题同样摆在湖南是省高速大路建设者面前 ,假如作为弃方不用 ,每条高速大路都将产生近千万地弃方 ,增加几亿元地投资 ,弃方仍将占用大量土地 ,带来水土保持等问题 .如何解决红砂岩施工成为困扰各方面地重
2、要问题 .交通部为此特地成立了课题组 ,讨论红砂岩施工中存在地问题 .解决方法及预防措施 .本文为作者在讨论成果地基础上 ,结合衡枣高速大路红砂岩施工中体会 ,从几个方面论述了红砂岩地成因 .主要地化学成分 ,化学性质及物理性质 ,红砂岩地分类及其特点 .文中详细指出了红砂岩作为一种建筑材料 ,在高速大路建设方面地路用性质 ,即具有极强地风化崩解性.遇水软化地性能 ,其作为路基材料在填筑 .爆破 .防护施工应留意地各事项 ,简单发生地病害以 及 预 防 处 理 地 措 施 等 . 【关 键 词】:红 砂 岩 施 工 质 量 控 制一 . 概 述衡阳至枣木铺高速大路属国家规划地衡阳至昆明 322
3、 国道主干线地一段 ,也是湖南省东西方向大路运输地大通道 ,该工程地建设对改善湖南省交通等级结构 ,完善大路网规划 ,促进区域经济地进展将会发挥重要地作用 .本合同段路线所经地区主要为剥蚀丘陵地貌 ,相对高差大 ,地 层 表 面 覆 盖 层 为 高 . 低 液 限 粘 土 . 粉 土 及 砂 砾 石 , 下 面 全 部 为 红 砂 岩 . 以往应用红砂岩作为路基材料施工 ,因缺乏系统 .成熟地施工技术 ,只是用于二级以下大路 ,且显现了大量地病害 .较衡枣高速大路提前开工地湘耒 .耒宜 .临长等高速大路也都遇到了大量地红砂岩路段 ,其中湘耒高速大路作为京珠高速大路地一部分,全长 169 公里
4、,有 68 公里红砂岩地带 ,1000 多万方红砂岩 ,如将施工中沿线开挖地红砂岩弃置不用 ,而远运其他材料填筑路基,就造价昂贵 ,弃土和借土场难寻 ,并可能造成环境污染;雨季增加建设费用 4 亿元 .红砂岩不仅在湖南省分布广泛 ,而且在邻近省份也有肯定地分布 ,这就需要有一个完全地解决措施 ,交 通 部 为 此 成 立 了 专 门 地 课 题 组 , 研 究 解 决 红 砂 岩 施 工 中 遇 到 地 各 种 问 题 . 衡枣与湘耒高速大路情形类似,全长 186 公里 ,全线一半以上地带存在红砂岩施工,因此 ,我们在 湘 耒 高 速 公 路 红 砂 岩 课 题 研 究 地 基 础 上 , 进
5、 行 地 红 砂 岩 路 基 施 工 . 二.红砂岩地基本特性南部省区广泛存在地泥岩.砂质泥岩 .泥质砂岩 .砂岩及页岩等沉积岩类地岩石,因含有丰富地氧化物呈红色. 深红色或褐色, 这类岩石统称为 红砂岩. 红砂岩主要呈粒状碎屑结构和泥状胶结结构两种典型结构形式,因胶结物质和风化程度地差异,其强度地变化大.多数红砂岩在挖掘或爆破出来后,受大气环境地作用可崩解破裂,甚至泥化,故其岩块地大小及颗粒级配将随干湿循环地时间过程而变化,其物理力学性质也将产生变名师归纳总结 化. 第 1 页,共 10 页1.红砂岩分类红砂岩按强度和崩解特性划分为如下三种类型:(1)一类红砂岩 ,岩块自然单轴抗压强度小于1
6、5Mpa, 在 105温度下烘干后浸水24 小时内 ,呈现渣状.泥状或粒状崩解;(2)二类红砂岩 ,岩块自然单轴抗压强度小于15Mpa 或稍大于15Mpa,在 105温度下烘干后浸水24小时内,呈块状崩解;- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - (3 )三类红砂岩,岩块自然单轴抗压强度大于15Mpa, 不崩解 ,特性与一般砂岩无区分. 2. 红 砂 岩 地 天 然 结 构 特 征 及 其 矿 物 成 分 和 化 学 成 分依据对衡枣路岩石样品地鉴定结果 ,红砂岩地自然结构主要有粒状碎屑结构和泥状结构两种 ,按岩石学划分 ,可将红砂岩分为两大类:一类为碎屑岩类
7、 ,包括泥质砂岩 .泥质粉砂岩 .泥质细砂岩 .粉砂岩 .砂岩和砾岩等;另一类为粘土岩类 ,包括泥岩 .页岩 .砂质泥岩及砂质页岩等 .红砂岩中 ,含铁氧化物大多以浸染物形式显现 ,碎屑颗粒间主要有孔隙式胶结 .基底式胶结以及铁质碳酸盐胶结等形式 .由于铁质在多数岩石中不是以胶结物地势式存在 ,故主要影响岩石地外观 状 态 , 对 岩 石 地 工 程 性 质 没 有 明 显 地 影 响 . 粒状碎屑岩类中粘土矿物地含量一般约5%10%,这种红砂岩虽然因胶结形式和粘土矿物含量地差异 ,其工程性质有肯定地变化 ,但多数与一般风化岩类相差不大 ,其工程性质与风化程 度 有 关 . 泥状结构粘土岩类中
8、 ,粘土矿物地含量一般约 15%50%,其中伊利石含量为 5%30%,蒙脱石含量为 3%10%,.这种类型岩石地水稳固性差 ,极易崩解软化 ,其工程性质主要由粘土矿物地含量 ,特殊是亲水性强地蒙脱石和伊利石地含量打算.当粘土矿物中蒙脱石和伊利石地含量较 高 时 , 该 类 岩 土 地 工 程 性 质 极 差 , 非 常 容 易 产 生 路 基 病 害 . 红砂岩地主要化学成分为 9 种,其中 SiO2 地含量占主要部分 ,其次有 Al2O3.CaO.Fe2O3 等,其余 5 种 化 学 成 分 均 不 超 过 4%, 两 种 典 型 红 砂 岩 地 主 要 化 学 成 分 比 例 如 下 表
9、:两 种 典 型 红 砂 岩 地 主 要 化 学 成 分 比 例(%)结构结特征SiO2 Al2O3 CaO Fe2O3 粒状碎屑构46.53 75.12 11.43 16.44 0.11 16.7 2.86 6.88 泥状结构23.2464.28 8.020.78 0.0931.89 2.210.65 3.红砂岩地崩解特性及颗粒级配名师归纳总结 泥状结构地粘土岩类红砂岩一般易崩解软化,随干湿循环软化时间增加,颗粒不断碎化,最终第 2 页,共 10 页呈渣状或泥状 ,其颗粒级配也在变化.试验说明 ,随着暴露时间和干湿循环次数增加,岩块不断崩解碎化 ,经过 5060 天(干湿循环为8 次)变化即
10、可达到稳固状态,红砂岩经过肯定时间后不再崩解变化. 粒状碎屑结构地红砂岩一般呈块状崩解,崩解后地块状颗粒基本稳固或碎化速度特别缓慢,粒径小于0.5mm地颗粒极少. 4.红砂岩地物理性质和状态指标(1)各类红砂岩物理性质指标地实验(平均)数据岩类一类岩二类岩三类岩天然密度(g/cm3)2.46 2.38 2.5 天然含水量(%)7.87 5.1 0.8 土粒密度(g/cm3)2.75 2.72 2.76 天然干密度(g/cm3)2.28 2.26 2.48 孔隙比0.204 0.200 0.113 最大干密度(g/cm3)2.002.09 2.062.15 最佳含水量(%)8.3511.6 8.
11、699.60 孔隙率0.169 0.166 0.101 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 饱和度(%)98.45 72.85 19.6 (2)各 类 红 砂 岩 塑 限 和 液 限 含 水 量 地 实 验 平 均 值测 试 工 程 塑 限 含 水 量 ( % )液 限 含 水 量 ( % )塑 性 指 数一 类 岩 21.0 33.0 12.0 二 类 岩 19.0 30.55 11.55 (3)各 类 红 砂 岩 涨 缩 性 和 吸 水 性 指 标 地 实 验 平 均 值测 试 工 程 自 由 膨 胀 率 ( % )击 实 样 体 缩 率 ( % )
12、干 燥 饱 和 吸 水 率 ( % )一 类 岩 41.3 7.45 20.23 二 类 岩 17.75 4.84 13.12 三 类 岩 2.85 依据试验结果 ,依据大路路基设计规范(JTJ01395)评判指标 ,一类岩属于弱膨胀岩 . 5. 红 砂 岩 地 力 学 性 质( 1 )各 类 红 砂 岩 击 实 试 件 地 抗 剪 强 度 指 标 和 渗 透 性 指 标测 试 工 程 内 摩 擦 角 度 凝 聚 力 KPa 渗 透 系 数 cm/s 天 然 岩 块 抗 压 强 度 MPa 一 类 岩 27 12 105.4 4.17 10-7 4.43 二 类 岩 26 50 75.37 4
13、.17 10-7 6.9 三 类 岩 23 16 92.8 4.17 10-7 通过现场试验说明 ,红砂岩压实后透水性很差 ,对于压实度达到重型击实标准 90%以上地红砂岩 ,表面积水一般难以下渗,仅对表层土体地含水量产生影响,二类红砂岩压实体地防渗性能不低于粘土 .对于水稳固性差地一类红砂岩,在路基表面及两侧实行肯定地隔水措施很有必要 , 可 以 防 止 表 层 一 定 厚 度 地 红 砂 岩 浸 水 后 软 化 , 强 度 降 低 , 以 及 产 生 膨 胀 变 形 . (2)对红砂岩进行了室内 CBR 试验 ,其中一 .二红砂岩各类岩取 16 组数据地平均值 .按标准重型击实( 98 击
14、) .50 击和 30 击分别浸水试验 ,可以看出 98 击一类岩和 30 击二类岩随浸水时间地增加 ,CBR 有所降低;而 50 击和 98 击二类岩地 CBR 随浸水时间地增加无明显地变化.依据测试结果可知 ,呈块状崩解地二类岩水稳固性较好 ,而一类岩地水稳固性很差 ,如受水地 长 期 浸 泡 , 其 强 度 变 得 很 低 . 各 类 红 砂 岩 试 件 室 内 CBR 值 随 浸 水 时 间 变 化 地 实 验 结 果名师归纳总结 试件浸水时路间(天)9.85 1 2 3 4 7 28 第 3 页,共 10 页一类岩(98击)9.0 8.2 7.74 8.8 6.95 二类岩(98击)
15、56.4 53.4 60.3 53.8 50.0 72.0 二类岩(30击)21.8 17.3 16.9 19.1 13.3 14.5 二类岩(50击)34.4 28.3 29.5 30.5 26.8 32.3 三.红砂岩基材料地选用及工前处理1.红砂岩地基本性质- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 红砂岩基本性质地试验结果说明,具有块状崩解地二类红砂岩水稳固性好,其强度随时间变化小,路用性能较好;一类红砂岩地水稳固性差 ,强度受干湿循环地作用变化较大 ,但压实后透水 性 很 小 , 因 此 稳 定 性 大 为 提 高 , 仍 可 用 做 路 基 填 料
16、. 2.依据现场施工掌握过程 ,一类和二类红砂岩爆破开挖后 ,可以直接运至工地进行耙压和碾压施工 ,但施工费时 ,运输困难 ,对施工机械要求高 ,适用于场地狭小地段 .如工期和施工条件答应 ,最 好 将 刚 爆 破 出 来 地 红 砂 岩 , 在 料 场 就 地 进 行 工 前 崩 解 处 理 . 3.对红砂岩工前处理地方法为 ,将刚爆破出来地红砂岩暴露于大气阳光和雨中 ,放置肯定时间 ,任其自然崩解破裂;当晴天气温较高时 ,每天洒水 ,一般在 820 天即可达到预崩解地目地 . 四 . 红 砂 岩 路 基 填 筑 施 工1. 机 械 设 备 配 备序 号 机 械 设 备 名 称 规 格 型
17、号1 平 地 机 PYl80 2 振 动 压 路 机 YZl8B 3 羊 角 碾 YZTK18 4 洒 水 车 8t 5 推 土 机 D85 6 挖 掘 机 1m3 2. 红 砂 岩 路 基 填 筑 施 工 工 艺名师归纳总结 (1)填前碾压第 4 页,共 10 页路堤填筑前 ,要进行填前碾压,即改造地势 .清除表土及地面附着物,并将原地面碾压至要求地密实度. (2)布料上料前必需在边线位置处采纳花杆挂线,要求花杆长度为2M, 红白相间格长40cm,纵向间距为 20M. 第一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地腐蚀及冲刷.粘土宽度为 2M, 作成向内地横坡度,以保证边线处粘土
18、得到充分压实.填筑时现场有应支配好运输路线 ,料厂预崩解处理地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 ,严格依据花杆刻度掌握松铺厚度.依据填筑厚度及作业面积,运算上料数量,用自卸车将填筑料按方格网匀称堆放在路基上,掌握每车料地数量尽可能相等.施工中防止将不同类型地红砂岩同层填筑,对于填料中少量地大块硬质岩,应剔除或破裂,以确保路基压实地匀称性. (3)耙压.整平经过预崩解处理地红砂岩填料运到填方段后,卸料后采纳220 马力以上地三齿推土机.勾松,“耙压 ”遍数应不少于三遍,未经料场崩解处理地红砂岩至填方路段后,相应地 “耙压 ”遍数应增加一倍. (4)碾压推土机耙
19、压后 ,90 区采纳 50t 以上羊角碾振压3 5 遍 ,行驶速度掌握在23kmh;93 区采用 50t 以上羊碾振压35 遍 ,行驶速度掌握在23km h,基本可以保证岩石粒径掌握在25cm 以内 .施工中严格掌握最大粒径和每层松铺厚度,经耙压后地填料最大粒径不得大于25厘 M, 每层松铺厚度不大于40 厘 M. 平地机地整平方法是由两侧开头向路中推动,如此来回三次,一般就可达到规定地粒径要求. 平地机精平后 ,用 YZl8B以上振动压路机强振碾压3 遍,行驶速度掌握在34km h;最终用 YZl8B 振动压路机碾压4 遍,行驶速度掌握在34km h.压实时地操作要求,从两侧路基- - -
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- 2022 砂岩 路基 施工 质量 控制
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