Tecnología de construcción de carreteras en zonas de arenisca roja.
1. Introducción
La arenisca roja está ampliamente distribuida en varias provincias del sur de China. La duodécima sección del contrato de la autopista Hunan (Hunan) Tanheng (Yangxi) está ubicada en la ciudad de Hengyang, con una longitud total de 10.396 km, más de 4 millones de metros cúbicos de tierra y piedra y una gran cantidad de trabajos de excavación y relleno. que es el período controlado de construcción de este tramo. La arenisca roja en esta sección del contrato está ampliamente distribuida. Este tipo de roca tiene características indeseables como desintegración y expansión cuando se expone al agua, alta absorción de agua, fuerte permeabilidad al agua, dificultad de evaporación, mala cohesión, fácil erosión y asentamiento desigual. El año pasado, encontramos arenisca roja por primera vez durante la construcción de la plataforma de la sección C10 de la autopista Changde a Jishou. Descubrimos que la voladura y el relleno eran difíciles y que el control de calidad era difícil. Este año, la sección del contrato número 12 de la autopista Tanheng volvió a encontrar arenisca roja, y la sección era larga y numerosa. Tenemos que volver a poner la construcción de arenisca roja en una posición más alta, estudiar cómo aprovechar al máximo la piedra arenisca roja para construir terraplenes, evitar el reemplazo del suelo y cómo resolver los problemas de construcción de arenisca roja, para resolver eficazmente los problemas relacionados. y orientar y cooperar con la construcción del proyecto.
2. Comprensión de la arenisca roja
Concepto: La lutita, la lutita arenosa, la arenisca arcillosa, la arenisca, el esquisto y otras rocas sedimentarias ampliamente distribuidas en el sur de mi país son ricas en óxidos. es rojo, magenta o marrón. Estas rocas se conocen colectivamente como arenisca roja. La arenisca roja tiene principalmente dos formas estructurales típicas: estructura clástica granular y estructura de cementación fangosa. Su resistencia varía mucho debido a las diferencias en los materiales cementosos y al grado de erosión. Después de una excavación o voladura, la mayoría de las areniscas rojas pueden desintegrarse, romperse o incluso enlodarse bajo la influencia de la atmósfera, la luz solar y, especialmente, la lluvia. El tamaño y la gradación de partículas de sus bloques de roca cambiarán con el tiempo de los ciclos de secado y humectación, y sus propiedades físicas y mecánicas también cambiarán.
Clasificación: La arenisca roja se divide en los siguientes tres tipos según sus características de resistencia y desintegración:
Un tipo de arenisca roja, la resistencia a la compresión uniaxial natural del macizo rocoso es menor. de 15Mpa, a 105 ℃ colapsan en escoria, lodo o partículas dentro de las 24 horas posteriores al secado.
La resistencia a la compresión uniaxial natural del segundo tipo de arenisca roja es inferior a 15 Mpa o ligeramente superior a 15 Mpa. Después de secar a 105°C y remojar en agua durante 24 horas, la desintegración no es fuerte ni ligeramente grumosa.
La resistencia a la compresión uniaxial natural del tercer tipo de arenisca roja es superior a 15 MPa y no se desintegrará por completo cuando se sumerja en agua. Tiene alta resistencia, buena estabilidad al agua y sus propiedades son las mismas que las de la arenisca común. Se utiliza desde hace muchos años como piedra de construcción. En los proyectos generales predominan las rocas de tipo I y II, y las de tipo III son raras, lo que trae grandes dificultades a la construcción.
Dos principios básicos para tratar la arenisca roja
Eliminar la actividad de la arenisca roja. Después de la voladura y la excavación, la arenisca roja rápidamente se erosionó, desintegró y se rompió en pedazos bajo la influencia de la luz solar, la atmósfera y, especialmente, la lluvia. Cuando llueve o se inunda, se convierte en lodo bajo la acción de maquinaria (coches, excavadoras) y mano de obra. La arenisca roja que se vuelve a ensamblar después de romperse tiene malas propiedades de unión y no se puede revertir del lodo en pedazos rotos y pedazos grandes. Esta es la irreversibilidad de la arenisca roja. La desintegración de la arenisca roja en el agua y el potencial de expansión de la arenisca roja se denominan actividad de la arenisca roja. Cuanto más fuerte sea la desintegración en el agua, mayor será el potencial de expansión de la arenisca roja y mayor será su actividad. Cuando se utiliza para construir terraplenes, cuanto más activa es la arenisca roja, más fácil es que se formen enfermedades en el lecho de la carretera.
La desintegración de la arenisca roja. Después de que la arenisca roja se desintegra, no sólo reduce su actividad, sino que también ablanda la roca y reduce su resistencia, lo que la hace más fácil de rodar. Por lo tanto, el uso de arenisca roja desintegrada para construir terraplenes no sólo puede mejorar la eficiencia del trabajo y garantizar la calidad del proyecto, sino también reducir o incluso eliminar la aparición de enfermedades. El método de tratamiento de desintegración es el siguiente: exponer el relleno de arenisca roja explotado a la atmósfera, la luz solar y la lluvia sin cubierta. Bajo la acción de estos factores naturales, la arenisca roja (especialmente una especie de roca erosionada) se desgasta y se desintegra rápidamente, su resistencia disminuye drásticamente y su actividad se elimina rápidamente. Durante el tratamiento de disgregación se aconseja regar una vez al día (temperatura alta) o cada dos días (temperatura baja) en días soleados, dependiendo de la temperatura. Si el tiempo soleado y sin lluvia se prolonga durante más de dos o tres días, es necesario regar el jardín para acelerar el proceso de desintegración y desactivación de la arenisca roja. Cuando se utiliza este método para el tratamiento de desintegración, el relleno de arenisca roja desintegrada se puede transportar al terraplén para su llenado después de ocho a quince días (temperatura alta, valor bajo).
3. Construcción de relleno de calzada de arenisca roja
Equipos mecánicos de uso común. Motoniveladora PYl80, rodillo vibratorio YZl8B, rodillo de garras YZTK18, camión aspersor 8t, topadora D85, excavadora 1m3.
Tecnología de construcción de relleno de subrasante. El proceso de relleno de arenisca roja se centra en la “pre-colapso-rastrillado-compactación”.
Laminación previa al relleno: Antes del llenado del terraplén, se requiere laminación previa al relleno, es decir, se modifica el terreno, se elimina la capa superior del suelo y los accesorios del suelo, y se lamina el terreno original hasta alcanzar la densidad requerida.
Rastrillado y nivelación: Luego de transportar el relleno a la sección de llenado, luego de la descarga se utiliza una topadora de tres púas y un gancho con una potencia mayor a 220 caballos de fuerza, y el número de veces de "rastrillado" es no menos de tres veces. Una vez que la arenisca roja no desintegrada del depósito de materiales llega a la sección de llenado, se duplica el número correspondiente de pasadas de "presión de rastrillado".
Rodar: después de rastrillar la topadora, use una bocina de más de 50 t para aplastar y vibrar de 3 a 5 veces en el área 90, y use una bocina de más de 50 t para aplastar y vibrar de 3 a 5 veces en el área 93. La velocidad de conducción se controla a 2 -3 km/h, lo que básicamente puede garantizar que el tamaño de las partículas de roca se controle dentro de los 25 cm. Durante la construcción, se debe controlar estrictamente el tamaño máximo de partículas y el espesor del pavimento suelto de cada capa. El tamaño máximo de partícula del relleno de rastrillo no será superior a 25 cm y el espesor de cada capa suelta no será superior a 40 cm.
El método de nivelación de la niveladora es empujarla desde ambos lados del camino hacia el centro. De esta manera, tres veces de ida y vuelta generalmente pueden lograr los requisitos de tamaño de partículas especificados.
Control del contenido de humedad: el contenido de humedad del relleno de arenisca roja antes del laminado debe controlarse dentro del contenido de humedad óptimo de 65438 ± 0 %. El grado de compactación de la sección de carretera terminada se prueba mediante el método de relleno de arena y el contenido de humedad se prueba mediante el método de quema por aspersión o el método de secado. Durante la construcción, la pendiente transversal del arco medio será del 4%. En días lluviosos o lluviosos, cuando la superficie de construcción esté seca, no se abrirá al tránsito. Durante la construcción después de la lluvia, el suelo de relleno inferior debe volverse a compactar hasta que se cumplan los requisitos antes de que pueda comenzar la construcción. Antes de llenar la siguiente capa, la plataforma terminada se hace vibrar nuevamente con una trituradora de garras para formar una superficie cóncava y convexa para asegurar la conexión entre las capas superior e inferior.
Control de calidad de la compactación: El grado de compactación del lecho de la carretera de arenisca roja es difícil de detectar. Teniendo en cuenta los requisitos técnicos y las condiciones reales durante la construcción, la detección del grado de compactación se puede comparar con la inspección de apariencia y la diferencia de asentamiento de compactación se puede utilizar como valor de referencia: ① Cuando se utiliza el método de relleno de arena para detectar el grado de compactación, Si se encuentran piedras más grandes, abandone el punto de detección y seleccione la detección nuevamente. ②Inspección de la apariencia: La superficie debe ser lisa y densa, sin espacios, verde verdoso, baches y rocas grandes. No debe haber marcas obvias de las ruedas después de la vibración de un rodillo de 50 toneladas o más. ③ Método de diferencia de asentamiento por compactación: utilice un método de muestreo aleatorio para organizar los puntos de observación en la superficie de la carretera, mida su elevación y luego use un rodillo tipo tractor de 50 t para observar la elevación nuevamente y calcular la cantidad de asentamiento.
No se puede utilizar arenisca roja para sustituir el relleno adecuado dentro del rango de 0-30 cm. El rango de 30 a 80 cm desde el fondo de la calzada debe ser superficie de roca fresca, y el rango de 0 a 30 cm debe cubrirse con relleno de calzada con un valor CBR de no menos del 8% y buena compacidad para evitar la erosión del rojo. arenisca por la lluvia atmosférica y reducir la capacidad portante de la base.
Construcción con voladura de arenisca roja
Principios para seleccionar los métodos de voladura: ① Primero, considere el método de voladura en función de la concentración de piedras, en segundo lugar, en función de los cambios en el terreno y la forma de; la sección de diseño de la plataforma y las condiciones geológicas que lo permitan. Haga un plan integral para la escala de voladura y seleccione las posiciones de los cañones desde donde se concentran las rocas para prepararse para la voladura. (2) Aprovechar al máximo el colapso de las rocas y excavar escalones desde la superficie de la carretera. (3) Hacer un uso integral de pequeños grupos de armas y disparar en lotes. ④ Dado que la arenisca roja es un material de roca blanda para el lecho de carreteras, teniendo en cuenta la geología de ingeniería y las condiciones hidrogeológicas, durante la excavación se utiliza principalmente voladuras de aflojamiento a pequeña escala. Se deben utilizar voladuras con cañones pequeños para pendientes de excavación de rocas, y voladuras diferenciales con cañones pequeños para formaciones rocosas fuertemente erosionadas con juntas desarrolladas.
Soluciones de tecnología de voladura. Los métodos de voladura pueden ser voladuras sueltas, voladuras diferenciales, voladuras suaves y voladuras previas al corte. Según la profundidad, se utiliza un taladro neumático de mano o un taladro de fondo para perforar los agujeros. Durante la voladura general, los agujeros se disponen en forma de "flor de ciruelo" o "celosía". La clave para la voladura de rocas es garantizar que los trozos de escoria sean más pequeños que 25 × 25 cm. La voladura primaria y secundaria de arenisca roja utilizada como relleno debe utilizar voladuras pequeñas y voladuras sueltas. El espaciado y la profundidad de los orificios se pueden determinar mediante pruebas de voladura. Generalmente, el espacio y la profundidad de los agujeros no deben ser superiores a 2 metros, por lo que no hay restricciones en el llenado. El equipo de voladura adopta un sistema de detonación de cordón detonante con detonador eléctrico de milisegundos y la cantidad de explosivo es de 0,40 ~ 0,50 kg/m3.
Tecnología de construcción: Determinar la profundidad de perforación según la altura de la sección y la superprofundidad. Perfore agujeros verticales y agujeros oblicuos al mismo tiempo y vuélvalos en dos etapas, a saber, voladura de corte y voladura suave. Después del corte y la voladura, no es necesario eliminar la escoria. La voladura suave se puede realizar inmediatamente y la excavadora puede cooperar con el cargador y el camión volquete para realizar la construcción de piedra, o la excavadora puede cooperar con el camión volquete para eliminar la escoria. .
4. Medidas de prevención y control de enfermedades de los lechos de carreteras de arenisca roja.
Para cimientos de suelos blandos que están cerca de la saturación, se pueden utilizar drenaje de presión previa, refuerzo de compactación u otras medidas de tratamiento de cimientos blandos. tomado y los cimientos Analizar el asentamiento bajo la carga del terraplén diseñado para garantizar que el asentamiento posterior a la construcción no exceda el valor permitido cuando el espesor del suelo blando no es grande (generalmente 3 metros como límite), excavación y relleno; se pueden tomar medidas.
Para cimientos de suelo suelto no saturado, cuando el espesor no es grande, se pueden usar medidas de tratamiento rodante de alta resistencia. Cuando el espesor es grande, se pueden usar medidas de refuerzo de compactación fuerte.
En tramos de alto terraplén se debe comprobar y analizar la capacidad portante y el asentamiento de la cimentación, tomando medidas de refuerzo si fuera necesario.
Para áreas bajas propensas a la acumulación de agua, se deben usar rellenos con buena estabilidad al agua para llenar la base dentro de un cierto rango de espesor para eliminar la acumulación de agua y cortar la fuente de agua.
Para pendientes elevadas a ambos lados de la calzada se requiere análisis y verificación de estabilidad, y generalmente se adoptan medidas de protección e impermeabilización y drenaje de taludes.
Para los tramos de carreteras locales alejados de las estructuras, si el hundimiento de la subrasante es causado por el agua de lluvia que se filtra en la superficie del suelo de la subrasante, el área del hundimiento debe excavarse si es causado por una mala calidad de compactación de la subrasante; Se deben considerar medidas de tratamiento de compactación, relleno de subrasante, lechada o hundimiento.
Durante la construcción y operación de la calzada de arenisca roja, se deben reforzar las medidas de drenaje e impermeabilización para garantizar canales de drenaje fluidos y sin acumulación de agua en la superficie de la calzada.
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