维普资讯 http://www.cqvip.com ２２ 广虿交通科技 ＧＵＡＮＧＸｌ ＯＯＭＭＵＮＩＣＡＴ１０Ｎ ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ２００２年第２期 第２７卷总第１００期 文章编号：１００４—０５１Ｘ（２００２）０２—００２２—０４ 风化白云岩路基施工的控制措施及其效果的评价 黄仁春 ，朱志勤２ （１．广西路桥总公司，广西南宁５３０００１；２．宜州至柳州高速公路总监办，广西南宁５３０００１） 摘要：介绍宜州至柳州高速公路风化白云岩的特点及在路基施工中的控制措施，简要评价风化白云岩路基的施工质 量、经济效果及应用前景。 关键词：风化白云岩；施工控制措施；效果评价． 中图分类号：Ｕ４１６．１６ 文献标识码：Ｂ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｍｅａｓｕｒｅｓ ｄｕｒｉｎｇ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｕｂｇｒａｄｅ ｗｉｔｈ Ｂａｉｙｕｎ Ｒｏｃｋ Ｍａｎｔｌｅ ａｎｄ Ａｃｈｉｅｖｅｍｅｎｔ Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ＨＵＡＮＧ Ｒｅｎ—ｃｈｕｎ ，ＺＨＵ Ｚｈｉ—ｑｉｎｇ （１．Ｇｕａｎｇｘｉ Ｒｏａｄ ａｎｄ Ｂｒｉｄｇｅ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｎａｎｎｉｎｇ，Ｇｕａｎｇｘｉ ５３０００ １，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｃｈｉｅｆ Ｓｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎ Ｏｆｆｉｃｅ ｏｆ Ｙｉｚｈｏｕ—Ｌｉｕｚｈｏｕ Ｅｘｐｒｅｓｓｗａｙ，Ｎａｎｎｉｎｇ，Ｇｕａｎｇｘｉ ５３０００１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｂａｉｙｕｎ ｒｏｃｋ ｍａｎｔｌｅ ａｌｏｎｇ Ｙｉｚｈｏｕ～Ｌｉｕｚｈｏｕ Ｅｘ— ｐｒｅｓｓｗａｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｓｕｂｇｒａｄｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．Ｉｔ ａｌｓｏ ｂｒｉｅｆｌｙ ａｓｓｅｓｓｅｓ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｑｕａｌｉｔｙ，ｔｈｅ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ａｃｈｉｅｖｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｆｕｔｕｒｅ． Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ：Ｂａｉｙｕｎ ｒｏｃｋ ｍａｎｔｌｅ；ｃｏｎｔｒｏ１ ｍｅａｓｕｒｅ；ａｃｈｉｅｖｅｍｅｎｔ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｌ 引言 风化白云岩属于沉积岩，是由成层堆积的松散沉 积物固结而成的岩石。它是由最先形成的岩石被破坏 宜州至柳州高速公路走向由西向东偏南，为平原 微丘区，地质出露为灰岩、白云岩、白云质灰岩、碳 质页岩、泥质页岩等。地形和地貌为冲积和坡积黄色 高液限粘土、洪积含砂砾粘土、含碎石粘土及碎石 土，有部分软土和淤泥，不良土质较多。高速公路施 工的土石方数量大，填筑材料质量差异大，控制填筑 材料质量的均衡性，成为控制路基土石方施工质量的 一后，又通过长期的物理与化学作用在地球表面的底凹 部位沉积，经过历史固结、胶结而再次硬化，形成的 具有层状构造特征的岩石。 ２．２风化白云岩的特性 风化白云岩的质地较坚硬，强度较高，ＣＢＲ值 达２１０％－－３５０％，水稳定性好，最大干密度在２．２５７ ２．３４５ ｋｇ／ｃｍ３之间，填筑压实的最佳含水量为 ～项重要内容。为保证路基质量，宜州至柳州高速公 路对取土难或不良土质地段（累计路线长约３２ ｋｍ） 采取风化白云岩填筑路基，取得很好的效果。 ２风化白云岩的形成及其特点 ２．１风化白云岩的形成 收稿日期：２００２—０５—２０ ４．８０％～５．７０％，饱水浸透后的含水量超过最佳含水 量１％～２％，材料内摩擦角ＩＩＪ达３５。～４８。（远大于 普通土的内摩擦角）。该填料具有强度高、透水性能 好、天然含水量均匀且接近最佳含水量，易于压实的 特性。 ３风化白云岩路基强度形成的机理 作者简介：黄仁春（１９７０一），男，工程师，广西兴安人，从事公路 桥梁施工技术及工程管理与研究；朱志勤（１９７４一）， 风化白云岩填料强度形成的机理主要有嵌锁型和 级配型两种。 男，工程师，广西玉林人，从事公路桥梁施工技术及 工程监理与研究。 曩， ＿ ÷ 嵌锁型强度主要依靠碎石颗粒之间的嵌锁和摩阻 作用所形成的内摩阻力，颗粒之间的粘结力是次要 重毒期 皇备 目《‘ 维普资讯 http://www.cqvip.com ２００２年第２期第２７卷总第１００期 ２３ 据经验公式Ｑ＝０．３３ｑａｂＬ，得知用药量为Ｑ＝ ２５．３４４ ｋｇ，平均用药量为０．２ ｋｇ／ｉｎ３。 的，即这种结构层的抗剪强度主要取决于剪切面的法 向应力和材料内摩阻力，它由三项因素构成：粒料表 面的相互错动产生摩擦力、剪切时体积膨胀而需克服 的阻力、粒料重新排列而受到的阻力。在重型压路机 Ｑ——炸药单位消耗量，风化白云石的单位消耗 量为２．４ ｋｇ／ｍ０ ａ——的压实、材料的自重及相互间的作用下，风化白云岩 填料受高周围压力的影响，内摩擦角‘ＩＪ对路基强度的 影响变大，相应的材料内摩阻力对强度影响增大。在 炮孔间距，其值为４ ｍ ｂ——排距，其值为２ ｍ Ｌ——炮孔深度，其值为４ ｍ ④爆破时间的控制：爆破时间间隔为ｔ：５叫＝ １０ ｍｓ 高压中破碎的颗粒，它吸收了能量，相当于粒料重新 排列、重新定向，产生强度效应。强度形成表达为： 路基强度＝相互错动产生摩擦力＋剪切时体积膨 胀而需克服的阻力＋粒料破碎及粒料重新排列、重新 定向效应 级配型粒料结构层的强度与稳定性取决于材料自 身强度、内摩阻力和粘聚力的大小，因此，其强度与 稳定性在很大程度上取决于粒料的类型、粒料的最大 料径和级配分布情况以及混合料中０．５ ＩＴｌＩｎ以下细料 的含量和塑性指数、密实度。 根据风化白云岩路基强度形成的机理，风化白云 岩填筑质量控制的关键因素在于控制混合料的最大粒 径、细料含量、压实效果等。 ４用风化白云岩填筑路基的施工控制措施 １一药包； ２一雷管 ４．１岩石的开采 ４．１．１岩石的爆破 ３一填塞物；４一导爆索 ５一孑Ｌ底空气柱 ６一空心竹管 为使岩石经爆破后破碎均匀，不产生飞石的现 象，在确保安全的前提下，运用爆破效率高、技术经 济效益好的微差控制爆破方法。 ①成孔：孔径为４０ ＩＴｌＩｎ，孔洞深Ｌ＝４ ｍ，孔 ４．１．２岩石的挖掘 图２装药结构图 距ａ＝２叫（公式中叫为最小抵抗线，单位为ｍ）， 排距ｂ＝ｗ，孔洞径向与表面铅直面成４５。且倾角方 向一致，孔洞分布见图１。 爆破后的岩石仍然具有的强度，而且有的地方挖 掘机无法直接开挖，必须使用大型的推土机（如小松 Ｄ３７５）犁头松动，松动时后用刮刀进行匀速徐推， 速度控制在３ ｋｍ／ｈ，以保证取料颗粒均匀，满足填 筑要求。然后再将松料集中一处以便装载机装车。 ４．２填料含水量的控制 填筑前２ ｄ进行填料含水量的测定，由于岩石的 饱水含水量在最佳含水量附近，雨天不需测定填料含 水量；在连续晴天过后，必须进行含水量的测定工 作，对于含水量低于最佳含水量的填料，在填筑的前 天用水车将料场填料淋湿，使填料的含水量保持在 一图１孔洞分布及爆破形式、顺序图 最佳含水量附近。施工中当需要对岩石需要加水时， 达到最佳含水量所需要加水量可按下式计算： ②图２ 装药：装药结构采用空气间隔装药结构，见 Ｍ＝（ｃｏ－－ｃｏＯ） ③装药量装药长度为炮孔深度１／２，即装药１／ ２Ｌ，填塞物为１／２Ｌ，最小抵抗线叫亦为１／２Ｌ。根 式中：Ｍ——所需加水量（ｋｇ） ｏｃ ——土原来的含水量 维普资讯 http://www.cqvip.com ２４ ——广 交通科技 土的压实最佳含水量 出不同粒度成分的填料相应的干密度）准确估算填料 的干密度，以适时准确的干密度为标准进行压实控 制，确保填筑质量。 风化白云岩的动态干密度曲线见图３。 含石率与干密度关系图 ２．３４０ ２．３３０ ２．３２０ ２．３１０ Ｑ——需要加水的土的质量（ ），Ｑ＝ｙＶ ４．３填料的运输及平整 根据试验可知风化白云岩的松铺系数约为１．２４， 填筑时按０．３１ ＩＴ１０／ｍ２．进行控制填筑松铺厚度，为 保证边缘的压实度，在填筑时在两边超填４０ ｃｍ，以 确保边坡修整后宽度满足规范要求。 先用小松Ｄ８５Ａ推土机进行初步的摊铺平整，粗 平时首先将部分颗粒大的填料有意识的用履带或者铲 刀压碎（后退作业），其次用铲刀将填料摊铺平整， 然后再用推土机履带碾压两次，个别不平处用人工配 —１． 毒＿＿＿＿ｌ． ＿ ÷ ｜｜ ：｜Ｉ ｜ ｌ ｜ ＿ ＿＿＿－ｌ：０＿ｌ｜ｌ｜ｊ§／，、 合以细石屑找平，使石块之间无明显高差台阶，以保 证岩石搭配均匀，嵌缝密实，表面有部分细料，以利 酱ｚ．３００ 誊一誓《 ＊ 誊 蘩Ｉｌ １２．２９０ ２．２８０ ２．２７０ Ｏ 。 Ｉ ｔ ｜ ０ ／ ｌ ；／ ｌ 磐 ：ｌ ｌ｜ 薯ｌ ｉ 童簟 ｌｌ｜０ｌ１／ 誊 孑 于下一步平地机进行路基的精平。 平地机精平前，先进行测量放样工作，在路基边 缘处，每１０ ＩＴＩ打下一桩，在桩上标明桩位地面的高 程，根据拟定的填筑高度，计算出该桩位的挖填差， 对于高处，沿着两桩上控制高程处，拉线连接并挖一 ｒｌ ＿ｌ ２０ ４０ ｊ ｜ ｜ ６ｏ ８Ｏ 含石率（％） 图３含石率与干密度关系图 １０ ｃｍ的小沟槽；对于底挖处在两桩位控制高程处直 接拉线连接；以利于平地机进行高程控制。 ４．４填料的压实 由于风化白云岩的压实过程中，填料本身密实而 ４．６雨季施工及路堤边坡防护 用风化白云岩填筑的路基边坡由于材料本身粘聚 力较小，路基边坡防冲刷能力较差，因此，必须做好 不能压缩，压实机理是使各颗粒之间松散接触状态经 重新排列、重新定向变为紧密咬合状态，路基的强度 大部分由材料颗粒间的重新排列、重新定向效应及颗 粒间的摩擦力提供，这与土方压实有一定的区别。施 工时要求选用振动压路机压实，振动压路机能在压实 路基的防护工作。雨季施工时，在路基边缘处用袋装 砾石设置临时拦水带，每隔１０ ＩＴＩ设一缺口并设一临 时急流槽，将路基上的水引到路基排水沟渠，以保证 路基汇水不冲刷边坡，即在边坡开挖一道深约１５～ ２０ ｃｍ、宽４０ ｃｍ土沟，用砂浆将沟的底、边抹面作 临时急流槽。在凹型曲线底部水流较集中的地段适当 加密急流槽。路基成形后，再按照设计的要求设置浆 砌片石急流槽。路基成型后，在路堤边坡覆盖１０～ 时产生振动力和冲击力，可使石块产生瞬时振动而向 紧密咬合状态移位，达到压实效果。由于材料粒径较 大，压实时尽可能选用工作质量较大的振动压路机， 最好是４０ ｔ以上的重型振动压路机，除了取得较大 的压实功、加快颗粒重新排列、重新定向的速度外， １５ ｃｍ种植土，适当拍实后满铺草皮，防止边坡冲 刷，美化环境。 ５风化白云岩路基的填筑效果评价 ５．１质量评价 还可以使部分的颗粒在强压下破碎，吸收了能量，产 生一定的附加影响，其机理类似于颗粒重新排列、重 新定向，加快了达到规定的紧密状态的速度，取得更 高的效率。 路基强度高而且稳定，实测路槽回弹弯沉值远小 于设计容许弯沉值，且不利季节与非不利季节所测结 果相差不大（见表１），压实度的均方差较小，毛细 水上升高度非常小，不受雨水及临时通行的重车影 响，在施工期间保持通行重车的状况下路基不积水、 不起车辙、不起弹簧、不下沉，表面平整，边坡线型 顺直。 压实时先压两侧后压中间，压实线路对轮碾纵向 互相平行，行与行之间应重叠４０～５０ ｃｍ；前后相邻 区段重叠１．０～１．５ ＩＴＩ，压实工序为小振一至两遍、 大振四遍、再小振抛光一遍成型。施工过程中最少压 实遍数控制不得少于５遍，控制风化白云岩的压实厚 度不超过２５ ｃｍ，最大粒径不超过２０ ｃｍ为宜。 ４．５压实度检测的方法 由于风化白云岩颗粒不均匀，其标准干密度变化 较大，采用集料含量动态干密度法（即先试验，标定 ５．２经济效果评价及应用前景 （１）用风化白云岩填筑路基有利于加快工程进 度，缩短工期，而且修在路基成型后经受重车荷载， 维普资讯 http://www.cqvip.com ２００２年第２期第２７卷总第１Ｏ０期 ２５ 表１监理抽检的部分路段压实度及实测回弹弯沉 材料的运输可直接在成型后的路基上运输，可不另设 施工便道。 （２）与用普通土作为填料施工的路基相比较，风 化白云岩路基避免了雨季施工中由于土源的含水量过 土等作业程序，但在沿线土质差的状况下，与掺灰改 良土质等方法比较，用风化白云岩填筑路基仍然有着 不可比拟的优势。况且，风化白云岩路基有近似于路 面基层、垫层的密实度机理及质量效果，有效地降低 大，导致机械设备处于停滞状态的浪费。采用风化白 云岩施工的路基，由于风化白云岩的饱水含水量接近 毛细水上升的高度，因此，在高速公路施工中有一定 的使用价值，尤其在推广沥青混凝土面层时，此类路 基能有效减少水对面层的危害，能更有效的保证路面 工程的寿命和服务质量。 其最佳含水量，其天然含水量小于最佳含水量，在雨 季进行风化白云岩路基的填筑，不但不受天气影响， 反而免去了洒水保证最佳含水量的过程，直接减低了 成本，有效的利用设备，加快了施工进度，取得良好 的经济效益。 （３）用风化白云岩填筑路基有进度快、质量好的 优点，虽然存在取料困难，增加爆破、大型推土机松 参考文献： ［１］ＪｒｒＪ ０３３—９５，公路路基施工技术规范［Ｓ］． ［２］ＪｒｒＪ ０７１—９８，公路工程质量检验评定标准［Ｓ］． （上接第１６页） 的情况要比原先预想的要好，２５ ｔ的振动辗能在砂砾 垫层上行走施工便是很好的证明。但由于基底持力层 施工，严格按设计含水量、铺摊厚度、碾压遍数、现 场检测 等程序要求进行，不合格坚决返工。靠近 涵壁１．０ ｍ范围内以无砂大孑Ｌ混凝土代替。 是饱和的粉土，因此，施工开挖时仍需注意减少扰动 和基坑排水。 ６．３关于饱水粉土液化问题基于下述两点可不予考 圉 圈 圈 圈 图１砂砾施工程序图 虑：①该持力土层埋深较大（大于６ ｍ）。②本市是 低地震烈度区。 ６．４原设计碎石桩、搭板、毛石砼垫层的投资费用 为７３．３万元，经修改、优化后该部分的投资可减至 圈 圈 圜 圈 ６结束语 １２．６万元，大幅度地节约投资，并且大大缩短施工 工期，其效益是相当显著的。 综上各点，进一步论证了对原设计（碎石桩复合 地基）的优化是必要的、合理的。 参考文献： ［１］洪毓康主编．土质学与土力学［Ｍ］．北京：人民交通出 版社，２０００． ６．１地基持力层属中等压缩性土层，承载力为 ＝ １２０ ｋＰａ，估计在全部荷载加上后箱涵基底以下土层 沉降为１．４９ ｃｍ；而路基以下的土层沉降亦同时发 生，因此，不存在路、涵之间的过大的沉降差。 ６．２从基坑开挖及垫层施工的过程看，箱涵持力层 ［２］陈仲颐主编．土力学［Ｍ］．北京：清华大学出版社， ２００１． ［３］ＪｒｒＪ ０３３—９５，公路路基施工技术规范［ｓ］．