摘要：紅砂巖作為路基填料有強度高、穩定性好等諸多優點。但由于材料的特殊性，紅砂巖路基易產生不均勻沉降等病害問題。本文針對紅砂巖的材料特性，結合懷新5標的實際施工情況，對紅砂巖路基的沉降展開研究，提出了紅砂巖路基沉降的控制措施，并對紅砂巖路基的施工工藝給予建議。

　　關鍵詞：紅砂巖，路基，沉降，

　　Abstract: as a red sandstone subgrade filling high strength, good stability, and many other advantages. But because of the particularity of the materials, easy to have the red sandstone subgrade uneven subsidence disease problem, etc. In this paper the materials properties of red sandstone, combining with the actual construction of new 5 mark, the roadbed subsidence of red sandstone launched research, puts forward the control measures of sandstone embankment settlement, and the construction technology of red sandstone subgrade give advice.

　　Keywords: red sandstone, roadbed settlement,

　　0 引言

　　紅砂巖是指泥質或砂質頁巖等沉積類巖石，其中多數因富含鐵的氧化物而呈紅色、深紅色或褐色，開挖后，隨著時間的推移，在大氣、陽光、特別是雨水的作用下易崩解。該類巖石稱紅砂巖。紅砂巖在我國西南、中南等省區分布廣泛。在路基施工當中，若棄之不用，從別處運輸填料，則不僅造成成本的增加，還會造成環境的污染。但由于這些巖石具有較強的水軟化性和干濕循環作用下崩解強烈等不良特性，多用于低等級道路的填筑，用在高速公路上特別少見。而在低等級道路填筑過程中也出現了很多質量問題，最主要的問題就是地基沉降。因此掌握紅砂巖路基的施工特性，采取相應的施工措施及時防治是擺在我們面前的一項重要課題。本文就紅砂巖的施工特性，紅砂巖路基沉降量展開研究，對紅砂巖路基的施工方法、沉降控制措施作一簡述。

　　1紅砂巖的主要施工特性

　　1.1紅砂巖的分類

　　根據浸水崩解的程度不同，紅砂巖可分為三類：浸水崩解強烈的紅砂巖稱為一類巖;浸水崩解不強烈或略有崩解的紅砂巖稱為二類巖;有一些紅砂巖浸水完全不崩解，且強度高，水穩定性好，這類紅砂巖稱為三類巖。表1為三類巖物理性質的試驗數據對比。如在同一紅砂巖料場中，一類巖摻雜少量的二類巖時，仍按一類巖對待，若以二類巖為主，摻雜少量的一類巖時，則以二類巖對待。

　　1.2紅砂巖的性質

　　(1) 易風化性

　　在自然狀態下紅砂巖極易風化，風化后的紅砂巖易碎，強度顯著降低。

　　(2)遇水崩解和膨脹

　　在陽光、大氣，特別是雨水的重復作用下，紅砂巖體積膨脹，易崩解成小碎塊。崩解后的紅砂巖遇水軟化，強度下降較快(有的達40%左右)，且該性質不可逆轉。

　　(3)高吸水性、透水性與難蒸發性

　　當紅砂巖崩解或碾壓成細粒狀后，吸水性非常強，并且很快達到飽水狀態;由于具有較大的空隙率，因此其透水性相對較強，對90區的檢測結果表明：最大透水深度可達20~30cm;飽水后的紅砂巖，水分蒸發較慢，表層10cm一般要一天左右才蒸發完。

　　(4) 低粘結性

　　破碎后的紅砂巖易松散，基本無粘結性。作壓實度檢測時，很難取到塊狀樣品，這說明：紅砂巖路基的整體性或板塊性較差，強度具有不可逆轉性。

　　(5) 不均勻沉降

　　由于紅砂巖崩解、吸水等特性，紅砂巖路基易出現較大的不均勻沉降。

　　2沉降危害及原因分析

　　據相關部門統計，與路況有關的交通事故約占總交通事故的35%，而不均勻沉降是造成路況差的一個重要原因。路基的不均勻沉降會對路面造成不可修復的破壞，包括混凝土面板的斷裂、開裂、錯臺、翻漿等病害，以及路基失穩，路基底面坡度改變，影響排水等問題。不僅縮短路面使用壽命，增加養護費用，而且對行車安全極為不利。

　　紅砂巖材料的水穩定性差，容易受外界積水和大氣環境干濕循環變化的影響，其顆粒有進一步崩解破碎和強度軟化的可能。施工不合理的紅砂巖路基可以產生沉陷，主要原因有以下幾個方面：

　　(1)紅砂巖路堤未按設計要求進行施工碾壓，壓實不均勻，不充分導致工后沉降;

　　(2)對松軟地基處理不足，由于地基的沉降造成紅砂巖路基的沉降;

　　(3)風化使孔隙縮小或固結未穩繼續固結引起的沉降;

　　(4)紅砂巖路基填挖結合段及陡坡路段的結合界面處理不適當，填料壓實不均勻，導致局部沉陷;

　　(5)紅砂巖路基與其它填料接頭部位，由于壓實不均勻和排水措施不完善，導致不均勻沉陷。

　　3允許工后沉降及工后沉降計算

　　3.1允許工后沉降的有關標準

　　(1)填方軟基允許標準(時間：日本8~10年，中國15年)：橋臺處50~100m范圍內不大于10cm;橋臺自身不大于3~5cm;小型結構物處不大于20cm;一般路段不大于30cm。

　　(2)填方非軟基標準(時間：日本8~10年，中國15年)：橋頭引道差異沉降不大于1.27~2.54cm(美國);一般結構物處不大于3~5cm;一般路段不大于10cm。

　　(3)切方段允許標準：結構物處的差異沉降不大于2cm;一般路段不大于5cm。

　　3.2工后沉降量計算

　　(1)分層總和法通用公式

　　設90區、93區、95區的現場壓實度分別為P1、P2、P3，持力層若為Ⅰ、Ⅱ類紅砂巖或粘性土等，按90區壓實度計算(取P1);若為Ⅲ類紅砂巖或其它巖類，不考慮持力層，實際填高H<5m時，按下式預測沉降：

　　實際填高H≥5m時，按下式預測沉降：

　　由上式可知，只要得到每個區位的加權壓實度及紅砂巖特性，即可預測實際沉降量、最大或最小沉降量。

　　(3)沉降與時間的關系

　　相關研究人員通過對107國道衡陽至耒陽段線路調查得知，紅砂巖路基最初2年使用期內損壞較大，以后日趨穩定，8年后基本得到穩定。根據研究提出了預測沉降與時間的關系式：

　　　4沉降控制措施

　　為防治紅砂巖路基的沉降，應對紅砂巖路基的施工進行科學、嚴格的控制。

　　(1)嚴格控制四大指標：粒徑d≤25cm;層厚h≤40 cm;壓路機 w≥40 t;含水量8%~12%。

　　(2)用上述噸位的羊足碾和光輪碾分別碾壓4遍以上，即可達到要求。當紅砂巖干濕循環作用一個星期以上碾壓時，碾壓效果尤佳。

　　(3)對于接近飽和的松軟土地基，可采取預壓排水、擠密加固或其他軟基處理措施，并分析地基在設計路堤荷載作用下的沉降量，確保工后沉降不超過允許值;當松軟土厚度不大時(一般以3米為界限)，可采取挖土換填措施。

　　(4)軟基地段預壓，根據工后沉降超填一定高度或路面適當增厚，確保設計標高。路基成型后未精加工前用100 t以上重型壓路機補壓，盡量減少孔隙率、工后沉降量，一般補壓20~40遍。但對填高H≤2m的結構物處，禁止碾壓。湘耒路選用南非產“蘭派”250 t壓路機碾壓20遍后平均沉降4～8 cm，效果較好。

　　(5)“三特” 路段(結構物處填土高度小于80 cm，高填方大于10m，填挖交接處)要對地基的承載力和沉降量進行驗算分析，必要時采取加固措施。在-30 cm與-80cm處加鋪兩層土工格柵，確保整體沉降，均勻受力，減少橫向變形，縱向裂縫。

　　(6)對于低洼易積水地段，在地基一定厚度范圍內要采用水穩定性良好的填料填筑，清除積水，截斷水源。對于遠離構造物的局部路段，若路基沉陷是因雨水滲入路基表層土中導致的，要對沉陷部位開挖進行處理，若是因路基填土壓實質量差所致，應考慮采用注漿或擠密處理措施。

　　(7)對于路基兩側的高邊坡，需要進行穩定性分析驗算，一般要采取邊坡防護和排水防治措施。切方段潮濕路段兩側水溝下設滲溝，超高段加設橫向導盲溝，減少紅砂巖遇水軟化從而影響路基穩定的可能性。

　　(8)在紅砂巖路基施工和營運期間，要加強排水和隔水措施，確保排水通道暢通，路基表面無積水。

　　5結論

　　本文在論述了紅砂巖路基沉降原理的基礎上，提出了預測紅砂巖路基沉降的簡易公式，并提出了防治紅砂巖路基沉降的施工控制措施，旨在為應對紅砂巖路基沉降提供借鑒。

　　參考文獻

　　[1] 洪毓康.土質土力學[M].北京：人民交通出版社，1990

　　[2] 交通部主編.公路軟土地基路堤設計與施工技術規范[M].北京：人民交通出版社，1997

　　[3] 龔先兵.高速公路紅砂巖路基修筑技術[S].長沙：湖南教育出版社，1999

　　[4] 余金維.湘南地區紅砂巖路堤常見病害分析及防治對策[M].工程建設與設計，2008,10