【正文】 1）風化崩解性紅砂巖巖石成巖程度差．巖質(zhì)較弱．抗風化能力差，崩解性強，邊坡巖體的風化深度較大，特別是紫紅色泥巖和粉砂巖互層，邊坡風化更為強烈，深度可達10m以上。紅砂巖的風化是由溫度與水的共同交互作用的結(jié)果。其風化特征是由外營力(溫度、雨水牛)的特征、作用方式、強度及巖體物質(zhì)組成、受構(gòu)造影響程度決定的。岡此，其風化性能差異較大，砂巖的抗風化性能好，抗壓強度高。 2）邊坡巖體結(jié)構(gòu)白堊系巖石形成后，都經(jīng)歷過喜馬拉雅構(gòu)造運動，水平巖層在彎曲和傾斜過程中，都發(fā)生過層間錯動，層間軟弱夾層在剪切力作用下，形成層間剪切，夾層原來的結(jié)構(gòu)遭到破壞，裂隙明顯增多，透水性增強，在長期雨水和風化作用下，層問剪切帶逐漸被泥化，使其強度大大降低。紅砂巖巖層層面傾角較平緩，巖間裂隙發(fā)育，通常還有兩組或以上的構(gòu)造節(jié)理，且節(jié)理面多已張開，路塹邊坡巖體破碎，常有脫空現(xiàn)象，說明巖體還有不同程度的松動，降雨可直接滲入邊坡巖體。（3）、紅砂巖邊坡破壞型式紅砂巖邊坡作為巖石邊坡，其穩(wěn)定性一方面受巖石結(jié)構(gòu)面的控制，另一方面受巖石的風化和雨水滲透的影響，邊坡坡腳是風化最強烈的部位，因此，紅砂巖邊坡的破壞一方面是結(jié)構(gòu)面引起的失穩(wěn)破壞，另一方面是邊坡面的風化剝落。紅砂巖邊坡的破壞形式主要有：風化剝落、溜坍、崩落、楔體破壞和順層滑坡等。 1）風化剝落紅砂巖邊坡風化剝落的主要形式有：碎粒狀伏剝落、碎片狀剝落、碎塊狀剝落和局部崩坍，雨水沖蝕容易形成沖溝。 2）—，在重力和雨水等作用下，堆積于坡腳或堅硬的砂巖形成的臺階上，這種類別的典型邊坡是由表面向里通常有三層結(jié)構(gòu)，—，在地形平坦時可以土壤化并生長草類植被，厚度從幾厘米到幾十厘米，多在陡坡面上，碎?？稍谕饬ψ饔孟露崖湓谄履_或臺階上，與坡面巖石幾乎無連接力。碎粒層下面—般為一層直徑1—3cm，有—定硬度的小碎塊，在坡面上需稍微用力才能掰下米，其厚度約l—10cm，是邊坡表面的基本織成物質(zhì)，進一步可風化成碎粒。邊坡防護施工時應(yīng)清除干凈。小碎塊下面為基本完整的基巖，常被風化裂隙和構(gòu)造裂隙切割而破碎，表面可形成球狀，有較長根系的植物能生長。碎粒狀撒落多分布住溫差不大，較濕潤的地區(qū)。 3）—lcm，—，在重力、雨水等作用下堆積于坡腳，小碎片硬度接近原巖，邊緣鋒利扎手。這種邊坡風化的典型形式為兩層結(jié)構(gòu)，表層為碎片，表層以下為風化基巖，風化裂隙密布，球狀風化不明顯，草類植被大都不能生長，有一些根系較粗長的荊灌生長。 4）碎塊狀剝落處于風化頗重帶泥巖或粉質(zhì)泥巖，受風化裂隙切割成23cm小碎塊，隨著風化裂隙的擴大和風化程度的加深，在外力作用下崩落，其崩落量不大，常在坡面局部產(chǎn)生。根系發(fā)達的植被可以生長，碎塊狀撒落最易發(fā)生在構(gòu)造節(jié)理發(fā)育較密，溫差較高處。 5）局部崩坍在砂巖含量較大，構(gòu)造節(jié)理切割有利的坡面局部，可發(fā)育局部崩坍，崩坍體方量不大，約1—3方。除節(jié)理之外，風化裂隙起了極顯著作用，這與正常巖石邊坡的崩坍有較明顯的差別。 6）溜坍溜坍病害常發(fā)生在：①位于凹形匯水的緩山坡地段，匯水面積較大；②松散的砂粘土夾碎石堆積較厚，通常在2—5m以上；③山坡表層不平整、排水不暢、植被局部破壞。當遇有長時間的大雨或暴雨時，就會暴發(fā)突然的溜坍災(zāi)害。 7)崩塌當堅硬的厚層砂巖在上，較軟弱的泥巖和粉砂巖互展在下的地段，常有潛在崩坍落石點分布，另外，邊坡過陡、層理節(jié)理發(fā)育巖體，在雨水作用下易發(fā)生崩塌破壞。 8）楔體坡壞楔體坡壞主要由構(gòu)造結(jié)構(gòu)面及層面的關(guān)系所控制，一種情況是沿構(gòu)造結(jié)構(gòu)面發(fā)生滑坡，常常是結(jié)構(gòu)面有斷泥層，充填土?xí)r，更易形成滑動帶，出現(xiàn)楔體滑坡，如衡泉公路主線K9+200處滑坡，結(jié)構(gòu)面有斷泥層，在雨水作用下發(fā)生滑動。另一種是沿構(gòu)造面和層面的復(fù)合滑面發(fā)生的滑坡，滑面上部為構(gòu)造面，下部為層面。 9）順層滑坡紅砂巖山體呈單斜構(gòu)造特點，自然坡度在25176。左右，在構(gòu)造作用下大多形成傾角為10176?！?5176。的緩傾巖體。巖層傾向同坡向一致，而巖層傾角小于邊坡坡角時，就易產(chǎn)生順層滑坡，特別是紅砂巖為軟質(zhì)巖與硬質(zhì)巖交山互成層的多元結(jié)構(gòu)巖體，當線路沿巖層走向開挖時，經(jīng)常山現(xiàn)滑坡。（4）、紅砂巖邊坡破壞機理分析主要分析紅砂巖邊坡滑坡破壞的機理，它既有與其他同類型滑坡相類似的形成機理，如順層滑坡應(yīng)滿足四個條件： ①邊坡角β＞巖層傾角α；②α＞φ；③巖石出露；④兩側(cè)面脫開由于紅砂巖特殊的物性特點和結(jié)構(gòu)構(gòu)造特點，存在一些特殊的形成機理。 1）滑動面幾乎都沿軟弱的泥化夾層發(fā)生紅砂巖體一般軟弱夾層的內(nèi)磨擦角為19—30176。，粘聚力C=／cm2，而紅砂巖軟弱夾層由于泥化使抗滑阻力大幅度下降，其內(nèi)摩擦角可以降低至8—11176。，甚至于更低。因此，紅砂巖中的泥化夾層是紅砂巖體內(nèi)最軹弱，延伸更長的可能滑動面，紅砂巖邊坡巖體的破壞主要沿軟弱的泥化夾層發(fā)生。 2）風化作用是滑面抗剪強度衰減的重要原因紅砂巖由于膠結(jié)物以粘土礦物為主，巖體暴露后迅速風化，遇水后軟化，其巖體強度迅速降低，層間的粘結(jié)力和摩擦力皆相應(yīng)降低，從而抗剪力也降低。紅砂巖邊坡巖體強烈風化的深度較大，可達l0m以上，而且構(gòu)造節(jié)理多已張開，泥化夾層發(fā)育，長期大雨時，滲入邊坡的雨水，多沿泥化夾層從邊坡上滲出。據(jù)調(diào)查，巖層傾角大于15176。的地點，基本上開挖暴露后會失穩(wěn)下滑。有不少地點是在暴露數(shù)年后，由于巖體風化層強度降低，在雨季受到裂隙水壓力的影響而觸發(fā)了變形。岡此，紅砂巖的滑動面，在高溫陽光及雨水等作用下經(jīng)反復(fù)多次干濕和脹縮過外，泥化夾層的強度會逐漸衰減，當達到一定值時，即會產(chǎn)生滑坡，邊坡開挖暴露時間越長，路塹邊坡穩(wěn)定性越差，及時支擋、防護是至關(guān)重要的。 3）雨水是紅砂巖滑坡的重要因素紅砂巖邊坡滑坡大都發(fā)生在雨季，滑坡的產(chǎn)生，與當?shù)氐牡匦蔚孛?、地層巖性及構(gòu)造條件密切相關(guān)，也與當?shù)禺斈甑慕涤炅亢徒涤陱姸扔兄匾年P(guān)系，前者是滑坡形成的內(nèi)因基礎(chǔ)，后者是觸發(fā)滑坡發(fā)生發(fā)展的直接外因條件。降雨造成紅砂巖邊坡滑坡的原因，歸納為①紅砂巖容易風化崩解，長時間大雨使滑面的抗剪強度降低。②孔隙水壓力的影響，紅砂巖層理，節(jié)理及裂隙發(fā)育，若巖塊被一個充滿水的裂縫切斷時，裂縫中的水壓力隨深度線性增加，其合力V沿滑面指向坡角方向，穩(wěn)定系數(shù)為： K=Cl+（WcosαU）tgφWsina+V 從上式可以看出沿斜面下滑的致滑力增大了V，而抗滑磨阻力降低了Utgφ，二者作用使巖石邊坡穩(wěn)定性減小。從動態(tài)方面考慮，孔隙水在邊坡巖體內(nèi)分布滲流是非穩(wěn)態(tài)的，邊坡由于孔隙水滲流而引起的位移隨著時間的增長而越來越大，當滲流達到最終穩(wěn)定狀態(tài)位移才停止。若滲流在某一瞬態(tài)達到一個數(shù)值時，邊坡就可能產(chǎn)生滑坡破壞。（5）、注意事項 1）紅砂巖不僅在湖南省存在，在我國南方也廣泛分布，隨著我國高速公路的大量修建，已經(jīng)出現(xiàn)很多紅砂巖深切方邊坡。由于紅砂巖工程性質(zhì)差，以前又無系統(tǒng)研究資料，出現(xiàn)過大量問題，因此，路塹邊坡應(yīng)予足夠的重視。 2）由于紅砂巖易風化崩解，邊坡風化剝落破壞的主要環(huán)境因素是夏季高溫的暴曬與突發(fā)性降雨的冷卻。閃此，紅砂巖邊坡外挖后應(yīng)及時防護并做好排水工程，適宜采用全封閉式防護。坡腳是風化最強烈的部位，一般宜做坡腳矮墻。 3）由于紅砂巖巖性軟弱，泥質(zhì)含量高，遇水軟化崩解，其順層地段應(yīng)充分估計順層下滑的可能性，并據(jù)此進行重點加固，不適宜按一般軟弱巖層邊坡進行設(shè)計。紅砂巖順層滑坡的控制因素是軟弱夾層在層間剪切作用下形成的泥化帶，切層滑坡的控制因素是構(gòu)造結(jié)構(gòu)面。 4）紅砂巖切方地段，由于開挖后新鮮的紅砂巖路塹暴露空氣中，易風化剝落和節(jié)理發(fā)育產(chǎn)生崩塌，護坡可采用抹面、護面墻或掛網(wǎng)噴粉植草防護。紅砂巖同裂隙發(fā)育、雨水影響較大，邊坡設(shè)計不能按常規(guī)方法處理，需放緩至不小于1：1。七、紅砂巖路基的穩(wěn)定性及沉降分析 紅砂巖路基的穩(wěn)定性包括強度穩(wěn)定性、變形穩(wěn)定性及水穩(wěn)定性三個方面。路基穩(wěn)定性地基穩(wěn)定性和路堤穩(wěn)定性兩個方面。 路基強度穩(wěn)定性體現(xiàn)在地基是否可能因路堤填土荷載及車輛荷載過大而產(chǎn)生失穩(wěn)滑移，路堤本身是否可能因邊坡設(shè)計不合理或填土強度隨時間降低而產(chǎn)生開裂滑塌。試驗結(jié)果表明，紅砂巖試件的抗剪強度與一般粘土接近，但紅砂巖的水穩(wěn)定性差，易受積水浸泡的影響強度顯著降低，所以，對于填土高的紅砂巖路基應(yīng)按飽水后的強度進行穩(wěn)定性驗算。 路基的變形穩(wěn)定性體現(xiàn)在地基及路堤的變形隨時間變化的特性。當路基的變形在鋪筑路面前基本完成，則對公路的使用不會造成影響。只要紅砂巖路基的壓實度達到技術(shù)要求，并保證路基不受外界積水作用，工后沉降會很小，試驗表明，填筑高度為6米時，路基一年的累計沉降量為3cm。 水穩(wěn)定性是紅砂巖路基保持穩(wěn)定的關(guān)鍵，一類紅砂巖的未壓實提水穩(wěn)定性差，受積水長期浸泡后強度明顯降低，易使路基局部產(chǎn)生沉陷病害，必須注意采取隔水防滲措施。 對于填土高度小于6米的試驗路，橫向變形不超過2cm。 路基成型約三個月后，采用藍派壓路機（沖擊力300噸）沖壓，路基沉降量僅為2～3cm。 紅砂巖路基尤其是高填方路堤要有一年左右的施工期及充分的沉降期。八、紅砂巖路基常見病害及防治對策 紅砂巖路基可能出現(xiàn)的穩(wěn)定性病害主要表現(xiàn)： ①當紅砂巖路堤修筑于松軟不均勻地基上時，因地基產(chǎn)生明顯的不均勻沉降而失穩(wěn)破壞。 ②按路基施工規(guī)范和設(shè)計要求施工的紅砂巖路基一般不會發(fā)生整體滑動失穩(wěn)現(xiàn)象，但當紅砂巖路基填筑高度大于20m時，可能出現(xiàn)整體滑動失穩(wěn)病害，這時應(yīng)對紅砂巖路基的整體穩(wěn)定性進行驗算。 紅砂巖路基施工的特點在于，紅砂巖材料的水穩(wěn)定性差，容易受外界積水和大氣環(huán)境干濕循環(huán)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(chǎn)生沉陷，主要原因有以下幾個方面： ①紅砂巖路堤未按設(shè)計要求進行施工碾壓，填料壓實度達不到技術(shù)要求，或壓實不均勻，導(dǎo)致工后沉降。 ②紅砂巖路堤下地基松軟，沉降明顯。對于紅砂巖路基，有可能產(chǎn)生浸水崩解軟化，在路堤荷載作用下下沉。 ③與構(gòu)造物相鄰地段路基采用紅砂巖填筑，由于對紅砂巖填料的壓實質(zhì)量差，而構(gòu)造物的沉降微小，導(dǎo)致產(chǎn)生明顯的不均勻沉降。 ④紅砂巖路基局部未壓實或壓實后存在的顆粒過大（大于25cm），受到外滲積水浸濕軟化和進一步崩解，導(dǎo)致不均勻沉降。 ⑤紅砂巖路肩及邊坡處碾壓不密實，受到雨水浸蝕和大氣環(huán)境干濕循環(huán)變化的影響，產(chǎn)生沉陷和路肩開裂。 ⑥填挖結(jié)合段及陡坡路段用紅砂巖填筑路基時，結(jié)合界面處理不適當，填料壓實不均勻，導(dǎo)致局部沉陷。 ⑦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(dǎo)致不均勻沉陷。 紅砂巖路基病害的防治對策 ①對于接近飽和的松軟土地基，可采取預(yù)壓排水、擠密加固或其他軟基處理措施，并分析地基在設(shè)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。 ②對于非飽和的松散土地基，當厚度不大時，可采用重型壓路機壓實處理措施，若厚度較大時，可采取強夯加固措施。 ③在高填方路段，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。 ④對于低洼易積水地段，在地基一定厚度范圍內(nèi)要采用水穩(wěn)定性良好的填料填筑，清除積水，截斷水源。 ⑤對于路基兩側(cè)的高邊坡，需要進行穩(wěn)定性分析驗算，一般要采取邊坡防護和排水防治措施。 ⑥對于遠離構(gòu)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(dǎo)致的，要對沉陷部位開挖進行處理，若是因路基填土壓實質(zhì)量差所致，應(yīng)考慮采用注漿或擠密處理措施。 ⑦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。九、紅砂巖路基驗收標準對于采用紅砂巖材料填筑的路基，與一般路基填料的區(qū)別在于紅砂巖材料易浸水崩解，以及在大氣環(huán)境干濕循環(huán)作用下的強度穩(wěn)定性差。如果能完全按照設(shè)計要求及本文中提到的施工及質(zhì)量控制，仍可以按照國家公路行業(yè)標準進行評定與驗收。十、結(jié)論 一類紅砂巖呈泥狀或渣狀崩解，水穩(wěn)定性和強度穩(wěn)定性較差，接近或?qū)儆谌跖蛎泿r；二類紅砂巖呈塊狀崩解，水穩(wěn)定性和強度穩(wěn)定性較好，無明顯膨脹；三類紅砂巖強度高，不崩解。 一類和二類紅砂巖可以作為高速公路的90、93區(qū)填料，但必須保證在路面底基層與紅砂巖之間鋪筑不小于30cm優(yōu)質(zhì)粘土封層，每側(cè)路基施工加寬不小于50cm。 對于剛爆破出來的紅砂巖可直接運到填方路段填筑路基，也可先在料場進行預(yù)崩解破碎處理，然后運往施工現(xiàn)場。對運至現(xiàn)場施工的紅砂巖，要求必須配備D85以上推土機，50t以上的振動羊角碾和50t以上的振動壓路機進行壓碎處理，用平地機整形，路基橫坡保持在3%～4%，以利于排水。 紅砂巖路基填料的顆粒不均勻性，壓實度可應(yīng)用灌砂法作為參考，用壓實沉降差和外觀檢查為主要檢查內(nèi)容。 對于采用紅砂巖填筑高填方路段的情況，根據(jù)紅砂巖擊實試件的飽水抗剪強度驗算路堤的穩(wěn)定性。 紅砂巖壓實體的透水性與粘土接近，雨水對紅砂巖的影響主要在表面一定厚度土層，并僅限于表層局部范圍內(nèi)。 第 32 頁 共 32 頁