韓守勇
(青海第三路橋建設有限公司 810008)
淺談鹽漬土病害防治
韓守勇
(青海第三路橋建設有限公司810008)
鹽漬土的形成及其所含鹽的成分和數量與當地的地形地貌、氣候條件、地下水的埋藏深度和礦化度、土壤性質和人類活動有關。而我省主要是由于內陸洼地礦化潛水蒸發殘留鹽分形成,或是封閉盆地中水分蒸發、鹽分沉淀而形成。
鹽漬土;危害;防治
鹽漬土是堿土和鹽土以及各種堿化、鹽化土壤的統稱。鹽土是指土壤中可容鹽含量達到對作物生長有顯著危害的程度的土類。堿土則含有危害植物生長和改變土壤性質的多量交換性鈉,又稱鈉質土。
2.1鹽脹性
鹽脹主要產生于硫酸鹽漬土地區,硫酸鹽溶解度受溫度影響較大,當溫度升高時,溶解度下降,晶體脫水變成粉末,體積變小,致使土體結構破壞后呈松軟潮濕狀態,地基強度降低。當溫度降低時,硫酸鹽吸水結晶,體積增大,促使土體膨脹。由于土體地溫隨氣溫升降而反復變化,硫酸鹽反復產生脹縮,致使公路路基路面變形破壞。
2.2溶陷性
鹽漬土均可產生溶陷,尤以氯鹽漬土最為明顯,由于氯鹽漬土具有較強的吸濕性,隨著土體浸水,與土顆粒膠結共同起骨架作用的鹽晶溶解,土中鹽份充填的空隙在荷載作用下失穩壓密,造成路基溶陷下沉。溶陷性一般與含鹽量、厚度及浸水程度有關,浸水量越大、厚度越大、含鹽量越大,下沉量也越大。若沒有浸水這一前提條件,盡管含鹽量很大,也不會產生溶陷變形。
2.3加劇凍脹與翻漿
在反復凍融地區,當氣溫降低時,土基發生凍脹的同時,由于硫酸鹽吸水結晶,體積增大,促使土體膨脹,造成路面局部隆起;春融時期,當氣溫升高時,硫酸鹽又脫水,體積變小,致使土體疏松、潮濕,導致土體承載力下降且含水量增大加劇了翻漿現象的發生。這種病害本質上與鹽脹性是一致的。
3.1提高路基填筑高度
提高路基填筑高度,以使上部路床受鹽漬影響變弱。在綠洲境內排水不良過濕地帶,一般采用該法。其優點是施工簡單方便,缺點是填土過高,行車不甚安全,如果填料控制不嚴,易使土基次生鹽漬化。
3.2結構加固處治
3.2.1土工合成材料加固
采用土工格柵、土工織物等土工合成材料對路基路面進行加固,土工網對土體周向變形產生了約束,使得土體的抗剪強度增大、可壓縮量減小。格柵材料應具有較高的拉伸強度和非常低的伸長率。在加固土體的同時,還有必須采取必要的隔水措施,以進一步保證結構的穩定性。
3.2.2使用半剛性基層
對鹽脹病害而言,路面抵制鹽脹變形,不產生脹裂破壞的必要條件是結構層受到的不均勻鹽脹力對路面施加的彎曲力矩不大于材料固有的抗彎力矩和材料自重力矩。由此可見,路面結構層本身的抗彎強度是一個極其重要的因素,砂礫松散材料抵抗不均勻變形能力較差,半剛性基層材料的板體性好,可以提高路面的抗變形能力,尤其對交通量大、重載車多的鹽漬土地區道路,采用半剛性基層治理的方案是合理的。
3.2.3使用石灰、水泥穩定土
在缺少砂礫材料的地方,可用石灰(水泥)改造鹽漬土的本性。石灰(水泥)穩定土具有一定的板體性,可使行車荷載傳至路基上的應力均勻并逐漸的擴散、減小。石灰穩定土水穩性和冰穩性均較好,力學強度也較高,又屬多孔性材料,對路基水溫狀況有調節作用。
3.3設置隔離層法
在路堤內一定深度設置隔斷層,來阻斷鹽分和水分向上遷移,是防止路基產生鹽脹、濕陷及翻漿的有效處理措施。隔斷層按材料的透水性可分為透水和不透水隔斷層。不透水隔斷層的材料有土工合成材料(土工膜、復合土工膜)、瀝青砂。透水隔斷層材料有砂礫、砂、礫(碎)石。
3.4路基排水法
鹽漬土地區地表水和地下水對公路的侵蝕,是影響路基穩定、造成和加劇路基病害的主要原因之一。因此要降低地下水位,以減少進入路基上部的鹽分和水分。地下水位需降低到一定的深度才有較好效果。如果產生鹽脹的水分中汽態水占有較大的比重,則不宜單純采用此法。
3.5地基換填處理法
鹽漬土地區地表的鹽殼及其下的松土都不能承受路基的荷載。鹽殼被路基掩埋后,如仍然在毛細水上升作用范圍內,鹽殼的含鹽成分被逐漸溶解而變成很疏松的土,往往造成路基沉陷、路面破壞,而且在毛細水作用下,容易使路基再次鹽漬化。因此地表鹽殼及其上超過允許含鹽量的土均應清除,用一定厚度的非鹽漬土、灰土或砂礫料回填,可從根本上消除由于鹽漬土造成的鹽脹、塌陷等病害。
3.6化學處治法
對含鹽量較高、鹽漬土層較厚的地基可以采用化學處治的方法。化學治理是在不破壞原土結構情況下,灌注化學藥劑將土中易溶硫酸鹽轉化為較難溶解的硫酸鹽,從而不再產生鹽脹或減輕鹽脹,從而清除產生土體膨脹的主要因素,達到治理目的。
路基提高法施工簡便,當附近滿足要求的填料較豐富時,可應用于弱中非硫酸鹽漬土段,但有時為了滿足防止發生次生鹽漬化的最小填筑高度時,會使路基臨空面增大,造成行車安全受到影響;換填法可改善路基土的特性,但是挖(棄)方量、借方量大處理困難,處理不當易發生次生鹽漬化,填料需嚴格控制,因多數情況下需遠運,成本較高;設置隔離層法可隔斷毛細水上升,保證路床上部的穩定,施工中應嚴格選用隔斷層材料,該法較經濟,已普遍應用。
TU441.1
A
1673-0038(2015)20-0182-02
2015-4-23