千枚岩改良技术

陕西境鄂陕界至安康公路千枚岩路基填筑技术 周元林 杨景峰 中交二公局第四工程有限公司 洛阳市 内容提要 千枚岩是一种不良路基填料 由于十天高速沿线气候 地形 地质条件 复杂 弃借方都极为困难 但是千枚岩广泛分布 必须利用千枚岩作为路基填料 结合本 工程实践 通过试验数据进行分析和探讨千枚岩性能 确认千枚岩可以用于路堤填料 填 筑路床时千枚岩必须进行改良处理 本文同时总结了千枚岩改良的施工方案和施工中应注 意的问题 为千枚岩的有效利用提供了参考 关 键 词 千枚岩 改良 路基填料 试验 施工方案 前言前言 千枚岩是一种不良路基填料 与其它路基填料相比 千枚岩抗压强度较低 有较好的 压实性能 不具备膨胀性 但水稳定性极差 所以在路基设计与施工中应加强防排水 国家高速公路十堰至天水联络线 G7011 陕西境鄂陕界至安康高速公路中 山体开 挖料和隧道矿渣中广泛分布千枚岩 由于沿线气候 地形 地质条件复杂 靠山侧地形陡 峭 河谷阶地狭窄 弃方 借方都极为困难 由于缺乏合适的路基填料 必须使用千枚岩 进行路基填筑 因此 通过试验对千枚岩进行改良 并对其路基填筑可行性进行评价 研 究 以解决工程建设难题 1 1 陕西境鄂陕界至安康公路沿线干枚岩的路用性能陕西境鄂陕界至安康公路沿线干枚岩的路用性能 1 1 1 1 构成构成 陕西境鄂陕界至安康公路千枚岩含有较多云母成分 性质较软 属中等程度变质岩 其 多呈薄层状构造 节理裂隙极为发育 多切割呈碎块状或薄片状 沿线几乎均有千枚岩岩 体及母岩为千枚岩的崩坡积碎 块石土分布 涉及地层时代有古生界泥盆 D 志留系 S 奥陶系 O 石炭 二迭系 C P 的变质岩系 中生界三迭系西康群 新生界第四系 岩性以 片岩 板岩 千枚岩等为主 在后期构造运动影响下 岩体中普遍见有网状石英 弱风化 岩石的抗压强度多低于 5MPa 属极软岩 陕西境鄂陕界至安康公路沿线分布的典型千枚 岩边坡及开挖出的新鲜千枚岩碎块分别见图 1 图 2 1 1 2 2 压实性能压实性能 为了研究千枚岩的压实特性 按照 JTG E40 2007 公路土工试验规程 规定 从现场 取样进行了重型击实试验 分析干密度随含水率的变化规律 从击实试验结果可以发现 与其他类别软岩类似 千枚岩对含水率较敏感 含水率较低时 颗粒表面水膜较薄 摩擦 阻力较大 不易压实 若含水率增大到合适范围 则颗粒表面水膜增厚 起到润滑作用 使摩擦 阻力减小 从而易于压实 这一特性与土的压实特性相同 存在最优含水率和最 大干密度 强风化千枚岩的抗压强度较小 由图 3 可见 经压实后最大干密度达到 2 19 g cm3 最优含水率为 8 孔隙比小 说明该千枚岩软岩具有较好压实性能 1 1 1 3 3 CBRCBR 试验试验 根据路基填土要求 路基填料必须具备一定强度 根据千枚岩室内击实试验结果 按最 优含水率配制试样 进行承载比 CBR 试验 贯入量为 5mm 时各组材料试验结果见表 1 根据 GBJ l 12 87 膨胀土地区建筑技术规范 该规范中将自由膨胀率作为判断岩土膨胀 性能的指标 其中自由膨胀率与土的膨胀潜势对应关系见表 2 根据分类 千枚岩不具膨胀 性或膨胀性极弱 为了检验各种千枚岩的 CBR 性能 分别取 2 组风化程度不同的试样进行对比 做不同 程度的压实 并在该压实度下进行 CBR 试验 得到试样在不同压实度状态下的 CBR 结果曲 线 如图 4 所示 填料 CBR 值随着压实度增加而提高 根据 公路路基施工技术规范 JTGF10 2006 从压实度与 CBR 值的关系可得出结 论 CBR 值规范要求见表 3 3 陕西境鄂陕界至安康公路千枚岩可以用于下路堤填料 但是不能用于路床填料 所以如果作为路床填料 必须要进行改良处理 同时在路基断面 形式上要对千枚岩进行包边处理 防止浸水损坏 见图五 1 1 4 4 强风化千枚岩水稳定性强风化千枚岩水稳定性 强风化千枚岩遇水后会产生软化 导致其抗剪强度降低 对高填方路基边坡稳定性影 响大 对现场取样的干枚岩进行抗压强度指标测定 天然和饱和状态下单轴抗压试验结果 表明 其软化效应强烈 水稳定性较差 天然状态下千枚岩抗压强度小于 5 MPa 2 2 千枚岩路堤断面结构形式千枚岩路堤断面结构形式 试验分析可知 千枚岩作为路基填料较易破碎 易被压实到要求的压实度 但千枚岩浸 水后稳定性较差 极易导致路基失稳 因此 推荐的千枚岩路基填筑方案为 路床顶面 1 5 m 以下部分采用千枚岩做填料 外侧进行包边封水处理 下路堤顶面 1 5m 以上可 以采用掺水泥改良千枚岩作为路基填料 2 3 3 千枚岩水泥改良施工方案千枚岩水泥改良施工方案 3 1 摊铺 摊铺 施工前对施工现场进行中线 标高测量 在路基外缘每隔 20m 立施工标 尺 用红油漆标示填层 填筑高度及松铺厚度 布设填料布控点 松铺厚度不得超过 30cm 上料前按照每层填料的松铺厚度计算出每层填料用量 用石灰线画出方格网 以边 长 6 8m 为宜 确定每一运输车的卸料位置 用推土机按布控点灰平高度标记进行粗平 边卸料边整平 不得一个作业面全部卸料完成后统一推平 推土机进行粗平后 由试验人 员对摊铺填料进行含水量测定 若含水量超过最佳含水量允许偏差范围时 必须进行翻拌 晾晒 若含水量达不到最佳含水量应及时进行翻拌补水 推土机完成粗平后 恢复布控点 灰平标记 用平地机按灰平标记修刮精平 形成路拱 3 2 破碎碾压 破碎碾压 对填料粒径大于规范要求的填料进行人工破碎或机械破碎 并用振动 压路机碾压一遍 以保证表面平整 3 3 水泥布设及摊铺 水泥布设及摊铺 水泥掺量为 4 施工 按照填料容重计算每 m2的水泥掺量 用 白灰洒出网格线 严格按照网格间距摆放水泥 人工用刮板均匀刮平 水泥布设及摊铺采 用纵向推进 并按碾压要求的顺序进行 3 4 拌合 拌合 水泥横向摊铺 2 个压路机宽度后 及时采用路拌法进行拌合 拌合不得少 于 2 遍且拌和均匀 深度以超过下层 1 2cm 为宜 拌合后 安排专人进行挖坑检查拌合深 度并取样进行滴定试验 合格后报监理工程师检查 同意后及时进行碾压 3 5 碾压 碾压 按照 20 吨压路机压实 6 遍的标准进行碾压 碾压采用纵向碾压 先静压 一边 开始碾压时先慢后快 由弱振到强振 慢速行驶 挑头或停止时相反 压路机碾压 纵向接茬重叠 1 3 轮宽 横向接茬重叠 0 5m 碾压顺序先两边后中间 超高段由内侧向外 侧 路基边缘多压两遍 3 6 养生 养生 碾压完成合格后 路基必须及时采用土工布进行覆盖养生 3 7 施工中应注意的问题 1 由于千枚岩风化程度不一 应选择风化强的千枚岩 便于粒料粉碎和水泥掺拌均匀 2 养生期内禁止车辆通行 3 4 结语结语 试验表明 千枚岩掺水泥处理后 路用性能得到很大提升 完全满足了路堤填料要求 可以作为合格的路基填料 对于弱风化的可以用于路堤填筑的千枚岩 必须采用完善的防 排水措施 参考文献 1 风化千枚状板岩填料力学特性试验研究 方焘 郑明新 寇东华 铁道建筑 2007 年第 3 期 67 69