摘要:與普通的道路路基施工不同,鹽漬土地區(qū)的路基施工有著更高的要求。文章在充分了解鹽漬土特性的基礎(chǔ)上,從加強(qiáng)施工質(zhì)量控制的角度提出鹽漬土路基的設(shè)計(jì)思路,加強(qiáng)施工質(zhì)量控制,旨在為實(shí)際的施工操作提供切實(shí)可行的理論參考。
關(guān)鍵詞:鹽漬土地區(qū);路基施工;質(zhì)量控制;道路建設(shè);施工質(zhì)量 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
中圖分類號(hào):U416 文章編號(hào):1009-2374(2016)13-0102-02 DOI:10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.13.049
我國自從20世紀(jì)50年代加大了對(duì)西部交通事業(yè)的開發(fā)之后,針對(duì)鹽漬土的研究也越來越深入。進(jìn)入到20世紀(jì)80年代,我國在鹽漬土地區(qū)修筑的公路越來越多,但其中各種問題也逐漸顯露出來,如鹽漬土地區(qū)軟弱地基等。頻發(fā)的各種路基問題使得相關(guān)專家學(xué)者對(duì)這個(gè)方面的研究越來越深入,特別是鹽漬土地區(qū)道路病害問題以及防治問題。想要有效解決關(guān)于鹽漬土地區(qū)路基建設(shè)的問題,就需要從了解鹽漬土特性開始。
1 鹽漬土特性
(1)鹽漬土是指地表以下1m以內(nèi)平均易溶鹽含量超過0.3%的土。由于鹽漬土中含有的鈉鹽、鎂鹽、鉀鹽都屬于易溶鹽,在干燥的狀態(tài)下強(qiáng)度高、壓縮性小,一旦遇水就會(huì)被溶解,這是鹽漬土的一個(gè)特性,即溶陷性;(2)鹽漬土中含有的硫酸鹽使得鹽漬土含有可溶鹽的結(jié)晶膨脹性特性,導(dǎo)致鹽漬土空隙增大,土粒松散,形成的鹽脹作用容易導(dǎo)致路面被破壞。再加上鹽漬土中芒硝和無水芒硝晶體性質(zhì)都不穩(wěn)定,被環(huán)境影響的比較明顯;(3)鹽漬土?xí)?duì)混凝土產(chǎn)生腐蝕性,這是因?yàn)辂}漬土中含有氯鹽和氯化物硫酸鹽?;炷恋膹?qiáng)度是由水泥礦物硅酸鹽和鋁酸鹽決定的,而鹽漬土中的氯離子會(huì)與混凝土中的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),生成不溶性多水氯鋁酸復(fù)鹽,最后會(huì)導(dǎo)致混凝土破壞;(4)鹽漬土中的氯鹽和氯化物硫酸鹽同樣會(huì)對(duì)建筑材料產(chǎn)生腐蝕作用。碳酸鹽會(huì)對(duì)鹽漬土路基造成影響,形成塌陷。這是因?yàn)辂}漬土中含有大量的吸附性陽離子,在遇水后由于膠體顆粒與吸附性陽離子相互作用,顆粒之間的黏著力減少,引發(fā)土體膨脹。加上碳酸鹽的膨脹作用,路基在遇水情況下就會(huì)導(dǎo)致邊坡坍塌,路肩泥濘;(5)當(dāng)鹽漬土中的鹽類為結(jié)晶狀態(tài)時(shí),路基會(huì)有良好的強(qiáng)度,當(dāng)路基遇水,土地的性質(zhì)就會(huì)發(fā)生變化,導(dǎo)致基礎(chǔ)強(qiáng)度下降。鹽漬土中含鹽量越大,土的液限、塑限越低,當(dāng)含水量等于液限時(shí)鹽漬土基本喪失強(qiáng)度。因此,綜合性地結(jié)合鹽漬土的特性,發(fā)現(xiàn)主要的影響因素,在控制鹽漬土路基的過程中應(yīng)該重點(diǎn)加強(qiáng)防水的控制。
2 鹽漬土路基施工質(zhì)量控制
鹽漬土路基進(jìn)行設(shè)計(jì)之初,需充分結(jié)合鹽漬土的特性,采取具有針對(duì)性的設(shè)計(jì)構(gòu)思。針對(duì)鹽漬土的路基設(shè)計(jì),在符合一般路基設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)加強(qiáng)路基隔斷層、排水設(shè)施、路基高度等方面的考慮。
2.1 加強(qiáng)對(duì)原地表的處理控制
結(jié)合實(shí)際情況,如果表層土不受氯鹽含量的控制,可以考慮不鏟除。如果原地表和護(hù)坡道的表層土大于填料的容許含鹽量,則應(yīng)鏟除。在鏟除的過程中,應(yīng)該將路基的排水設(shè)計(jì)成從路基中線向兩側(cè)的2%的橫向坡面。在檢測(cè)的過程中如果基層土層的自由含水量超過液限程度,厚度小于1m,應(yīng)該將其全部清除換成滲水土壤。如果厚度超過1m則直接按照軟土路基相關(guān)規(guī)定操作。
由于鹽漬土的地表以及下層的松土不能夠承受路基的荷載,在進(jìn)行路基施工的過程中應(yīng)該將其全部清除,清除的范圍應(yīng)該包括兩側(cè)的天然護(hù)坡范圍。上述操作都需要根據(jù)實(shí)際情況決定。
2.2 設(shè)置隔斷層
在路基施工的過程中,往往會(huì)存在地基被周期性地下水浸濕的情況,不能一味地采用提高路基的方式,不僅與原本的設(shè)計(jì)要求不符,還會(huì)增加經(jīng)濟(jì)成本。因此可以采用設(shè)置隔斷層的方式,即在路基土體中設(shè)施毛細(xì)水隔斷層,避免路基土體的再次鹽漬化,有效保證路基的穩(wěn)定性。目前,毛細(xì)水隔斷層的設(shè)置包含透水性土隔斷層等多種方式,在實(shí)際應(yīng)用的過程中應(yīng)該結(jié)合實(shí)際情況,同時(shí)從經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等多個(gè)方面考慮。隔斷層應(yīng)該選用粗顆粒滲水土,另外在隔斷層的上下均設(shè)置一層砂礫反濾層,反濾層的設(shè)置是避免基底或者填土的土粒進(jìn)入到隔斷層導(dǎo)致隔斷層失去隔斷的作用。由于毛細(xì)水隔斷層的位置與厚度直接關(guān)系到隔斷的效果,因此針對(duì)不同的道路等級(jí)應(yīng)該考慮不同的路基結(jié)構(gòu),注:級(jí)配礫石摻灰層:石灰10%或水泥1.52%,厚度10cm;天然砂礫墊層:砂礫最大粒徑5cm,含土量<10%;水泥穩(wěn)定砂礫層:水泥摻量5%,厚度15~20cm;永久性隔斷層:主要采用土工編織布或原瀝青層作為封層;原路面厚度算入總厚度中。
土工纖維隔斷層也屬于毛細(xì)水隔斷層的一種,根據(jù)實(shí)際工程需要,選用不透水土工纖維或隔水土工纖維。這種隔斷層具有良好的抗拉強(qiáng)度、抗撕裂強(qiáng)度,防水保溫性能良好,對(duì)減少凍害天氣對(duì)路基的損害有著十分明顯的效果。
2.3 保證路基最小填土高度
為了有效保證路基不受到凍害以及鹽漬化的影響,結(jié)合相關(guān)參考資料,高速公路以及一級(jí)公路應(yīng)該為2cm,二級(jí)以及二級(jí)以下的公路鹽脹深度為1.5~1.6cm。如果采取降低地下水位的方式可行度低,但是又要考慮到路基不受到凍脹或次生鹽的影響。研究發(fā)現(xiàn)有部分鹽漬土地區(qū)公路的路基主要是因?yàn)槁坊叨炔粔驅(qū)е率艿絻龊Φ挠绊懯殖R?。因此,為了提高路基施工質(zhì)量,可以在現(xiàn)有路基上運(yùn)輸滲透材料有效降低凍害的危害。
2.4 增設(shè)護(hù)坡
從綜合效果和經(jīng)濟(jì)效益的角度,增設(shè)護(hù)坡是一種良好的方式。結(jié)合工程實(shí)際情況將路基邊坡附帶起來,有效避免邊坡松脹以及被雨水沖刷,還能夠起到保持土體溫度的作用。
2.5 采用多種方式進(jìn)行夯實(shí)防護(hù)
由于鹽漬土中的膠體顆粒會(huì)與鈉離子發(fā)生作用,導(dǎo)致土地分散,如果在鹽漬土中加入較大顆粒的砂,能有效減少膠體顆粒與鈉離子的作用,還能夠有效降低硫酸鹽的含量。這種方式還可以作為路基邊坡防護(hù)?;蛘卟捎蒙奥咽c土混合夯實(shí)防護(hù)的方式,這種方式能夠使邊坡膠結(jié)更加牢固,加上經(jīng)濟(jì)成本低,可以廣泛應(yīng)用。
2.6 做好路基排水
加強(qiáng)地表排水可以有效防止雨水對(duì)路基的影響。排水工作包含排除地表水和降低地下水兩個(gè)方面。一般鹽漬土地區(qū)的地形都比較平坦,要將水排除路基的范圍難度較大,為了能夠達(dá)到良好的排水效果,可以利用地形加設(shè)較深輔助排水溝,從而達(dá)到排除攔截地表徑流、降低地下水位的效果。需要注意的是,應(yīng)該充分考慮是否采用盲溝排水的方式。
2.7 做好路基的填筑和壓實(shí)工作
用于填筑路基的鹽漬土最大粒徑不能超過150mm。針對(duì)護(hù)坡道的路段最好采用分層填筑壓實(shí)的方式,壓實(shí)度不小于90%。對(duì)于壓實(shí)度,在碾壓之前應(yīng)該將路基邊緣穩(wěn)壓一遍,遵循邊緣-中間、靜壓-振壓、慢壓-快壓的原則,每次碾壓的重疊寬度要超過30cm。
2.8 填料含鹽量的控制
由于鹽漬土中的鈉鹽對(duì)路基的影響較大,因此對(duì)路基填料的鈉鹽需要嚴(yán)格控制。但是需要注意的是,針對(duì)極度干旱的地區(qū),二級(jí)以及二級(jí)以下的公路其鈉鹽含量不需要控制。這是因?yàn)樵谶@種地區(qū)其鈉鹽的狀態(tài)一般都維持在干燥狀態(tài)下,發(fā)生改變的情況較小,而鈉鹽具有的吸濕性效果對(duì)保持路基土的穩(wěn)定性有一定幫助。將鹽漬土作為路基填料,公路和高速公路不允許有鹽脹等發(fā)生,因此路基頂面0~0.8m的土基內(nèi)不允許有填筑鹽漬土。二級(jí)公路,在路基頂面的0~0.8m可以填筑氯鹽、亞氯鹽粗粒土的中鹽漬土與弱鹽漬土,0.8~1.5m可以填筑弱、中鹽漬土,而1.5m以下細(xì)粒土中的硫酸鹽不能超過2.0%。二級(jí)公路主要重視的是路床部分的填土質(zhì)量。三級(jí)、四級(jí)公路的標(biāo)準(zhǔn)低,路基填土在0~0.8m要嚴(yán)格控制,而0.8m以下可以適當(dāng)放寬。
2.9 質(zhì)量控制注意事項(xiàng)
(1)在進(jìn)行填筑之前最好是選擇試驗(yàn)段進(jìn)行實(shí)驗(yàn),從而確定最佳的工藝參數(shù)。選擇路基試驗(yàn)段應(yīng)該選擇具有代表性的路段,長(zhǎng)度控制在200m內(nèi);(2)在對(duì)壓實(shí)度進(jìn)行控制的過程中,鹵水的噴灑和噴灑工藝一定要嚴(yán)格按照相關(guān)操作要求進(jìn)行,避免出現(xiàn)積水以及灑布量過大的情況;(3)針對(duì)鹽漬土的基底,應(yīng)該根據(jù)地表的不同情況進(jìn)行處理。針對(duì)表層存在的植被、鹽殼以及可能影響到施工的物質(zhì)都應(yīng)該全部清除再進(jìn)行壓實(shí)。針對(duì)濕度較大的地段應(yīng)該積極排除積水,將殘留在表層的濕土全部換填,厚度應(yīng)該超過0.3m。如果施工現(xiàn)場(chǎng)距離河沙較近,可以優(yōu)先考慮使用河沙換填;(4)針對(duì)鹽漬土路基的坡面防護(hù),應(yīng)該及時(shí)開挖及時(shí)填筑,有效避免表層剝蝕;(5)控制路基高度。路基高度需要根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂颉⑺臈l件決定。針對(duì)排水困難、地下水位高的潮濕地帶這一類需要重點(diǎn)考慮路基高度??紤]到鹽脹的危害,路堤高則相對(duì)臨空面增大,路基土體受到冷熱氣溫交替作用明顯,因此路基不能抬高,主要能夠保證路基、路床部分土體維持在一個(gè)干燥或者中濕的狀態(tài)即可。
3 結(jié)語
針對(duì)鹽漬土地區(qū)的路基施工,需要在充分了解鹽漬土特性以及危害的基礎(chǔ)上結(jié)合工程的實(shí)際情況,從多個(gè)方面加強(qiáng)對(duì)施工質(zhì)量的控制,特別是直接關(guān)系到施工質(zhì)量的因素應(yīng)該嚴(yán)格把控,有效保證鹽漬土地區(qū)路基施工符合建設(shè)要求。
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作者簡(jiǎn)介:陸博紅(1978-),女,內(nèi)蒙古突泉人,供職于中交二公局第六工程有限公司,研究方向:公路工程。
(責(zé)任編輯:小 燕)