左 聰
(新疆混凝土路工程咨詢有限公司,新疆 烏魯木齊 830016)
隨著社會經濟的發展,我國各個地區的發展日新月異,無論是建筑還是交通等方面都突飛猛進,但我國的地形條件和土壤條件復雜,西部地區鹽漬土分布較廣,在鹽漬土地區修建公路,施工難度較大,需要提高公路路基的施工技術。本文結合新疆公路建設實際,探討鹽漬土地區的路基施工技術。
對于公路工程來說其路基的穩定性影響著工程的施工質量和公路的使用壽命,在鹽漬土地區的公路工程中,路基施工是一個主要的難點。新疆的鹽漬土地區因為地基的強度比較低,進行公路施工的難度比較大。眾所周知公路的穩定性基本上依靠地基的強度,鹽漬土地區的地基強度比較低,如果荷載過大極有可能導致路面的沉降。當前我國進行的公路工程有很多處于鹽漬土地區,這種土壤條件給工程造成很大麻煩,甚至會導致安全事故的發生。所以,現階段必須采取有效的處理措施來解決新疆公路路基的強度,進一步提高公路的質量。
鹽漬土是土層鹽漬化過程的產物。在公路工程中,其主要是指在地表土層一定的厚度之內,易溶鹽含量>0.5%的含鹽層。鹽漬土的這些特征對公路路基有很大程度的危害。
氯鹽的吸濕性和保濕性很強,所以用鹽漬土進行路基填筑,公路很容易吸水軟化,降低土壤的強度。當路基的含鹽量過高的時候,鹽粒不能完全溶解,但當土壤中還有大量水的時候,鹽粒又會被溶解,導致公路路基穩定性變差。
堿性鹽漬土中通常還有許多陽離子,這些陽離子遇到水中的膠體物質后產生反應,而這些膠體顆粒又會與泥土顆粒結合形成水膜,從而使泥土間的凝聚力降低,慢慢的泥土就會分離開,路基就會膨脹,影響路基的質量。
公路工程的構筑物中通常會使用一些鋼筋,而這些鋼筋在鹽漬土的作用下會變質,鹽漬土的侵蝕性和腐蝕性很大程度上影響了鋼筋的質量,同時更會影響到公路路基的質量[1]。
總之,鹽漬土不同于一般軟土,其中的各種性質對建筑材料的腐蝕性較強,鹽漬土地基處理的材料與技術存在有一定的約束性。
硫酸鹽的溶解度會隨溫度的變化而變化,溫度降低時,鹽溶液達到飽和狀態,鹽分從溶液中析出來,這時就會使土壤的體積增大,當溫度升高時又會溶解于鹽溶液中,使土壤的體積縮小。而在新疆地區,土壤中的水份較少,所含的固體鹽酸在低溫時會結晶,體積就會增大,溫度升高時又會變成粉末狀固體,體積同時也會縮小,這樣一來,主體的結構就會破壞。又因為季節性的溫度變化,當溫度降低后,體積又會增大,這種膨脹性也會導致公路的結構變化。長期下來,公路路基會有凸起和下沉的狀況,變得凹凸不平,導致路基不穩定。
鹽漬土中還有大量的吸附性離子,遇到水的時候,膠體顆粒和離子相互作用,顆粒間的粘著力降低,土壤發生膨脹。遇到水的時候,就會發生塌陷現象。
鹽漬土是由礦物組成,結構、密度和含水量相同的一種土,當含鹽量增加時,相對下沉系數和無側限抗壓強度試驗結果表明它的性質并不會降低,反而有所提高,證明土的密度增大時強度并不會隨著含鹽量的增加而降低。對于新疆地區而言,由于地處干旱缺水地區,可以用超氯鹽漬土進行路基填筑,但土壤中的硫酸鹽和碳酸鹽含量不能過高,不然會導致膨脹,損壞土的結構,降低強度。
鹽漬土路基經常受到雨水的沖刷,會沖走許多表層鹽分,從而導致路基變松,當然許多附在表層的鹽分會隨著雨水的下滲而下滲,形成退鹽現象。長期以往,路基會很不穩定。
鹽漬土地區的公路一般會以填筑路堤為主,路基的填筑高度會涉及到具體的水文地質、氣候條件、鹽脹深度、鹽漬化程度、公路等級等因素。所以在建造過程中,要采用適當的措施來提高路基強度[2]。加寬易產生不均勻沉降的地方,如果路基內含鹽量超標,路基可能會處于飽和狀態,導致路面的破壞。
以去除鹽分、水分隔斷、加固路基路面結構為主要原則,通過提高路基高度、填換砂礫、設置砂礫石隔斷層等處理方法進行施工。由于鹽分過多,導致鹽漬土路基具有鹽脹、腐蝕、溶陷、加重翻漿等工程病害。為了去除這些病害,可以通過換填法、浸水預溶法、化學處治法來解決。為了防止翻漿病害引起的路基浸水軟化主要采用水分隔斷,它能夠消除水分的影響,保持相對干燥的環境,從而加強路基強度。增強路基路面的穩定性與強度可以通過結構加固,采用強夯法、浸水預溶、擠密樁加固地基、半剛性基層、石灰穩定土壤這五種方法。
鹽漬土的許多特性會導致公路施工有很大難度,針對這些問題和特征,需要采取一定的施工技術。
4.2.1 對路基進行基底處理
正常情況下在處理路基基底時,地表常常會存在很多鹽漬,因為表層的土壤含鹽量比較大,所以需要對表層土壤進行處理,首先就要去除表層30 cm左右的植被、腐蝕質土、鹽霜、鹽殼,按照標準要求將土壤再次進行壓實處理,因為根據鹽漬土處理的相關規定是要求進行二次填埋的[3]。當土壤軟基的承載能力比較弱時,還會換成粉質的黏土層。
4.2.2 路基高度與填料含鹽量控制
路基高度與填料含鹽量需要控制,考慮的主要因素包括土質鹽漬化程度、水溫特質、鹽脹強度、當地氣候條件、凍脹深度、毛細水強烈作用高度等。在填筑施工環節中,需要嚴格控制填料含鹽量,要求最多的就是將填料進行調整時,要求顆粒的直徑≥0.5 mm,且≤20 mm,整體的含量≤75%。
4.2.3 路肩防護措施
路肩防護的主要傷害不能被忽視。造成路肩傷害的主要原因是雨水沖蝕、鹽漬土的溶陷、加之行人車輛的踩踏破壞、鹽脹和腐蝕性等原因,在強化路肩,給路肩固土的過程中,常常使用泥結碎石作為路肩防護材料,當泥結碎石路肩的寬度夠大時,土壤壓實度也會隨之增大[4]。為了便于路面排水,常常會保持路面應有的橫坡,但是還是要保持路肩與路面平順。
公路施工的具體要求要根據具體情況定,尤其是對于鹽漬土地區而言,根據不同地區的不同地質情況采取相應的防護措施。有些情況下,需要在斜坡上施工,當路基附近有積水情況出現時,要合理設置排水系統,通過其進行排除,以避免路基可能受到的傷害。為防止鹽堿對混凝土的侵蝕,使用的混凝土由抗硫酸鹽水泥配制,然后用于小橋、涵洞等的構筑物的修建,需要注意的是要在表面涂刷瀝青防腐層。
不同地區的鹽漬土造成的道路病害情況是不同的,鹽漬土地區道路施工和該領域的深入研究面臨非常大的挑戰,需要總結出具體的施工技術和鹽漬土路基的處理方法,以便能夠契合相應工程實際的道路設計,但是要注意因地制宜,綜合考慮先進的作用機理,考慮熱力因素和水力因素,從多角度解決問題,深入研究病害情況[5]。
鹽漬土地區的公路路基處理影響著整個公路工程的質量,如果處理不當將會給工程造成巨大損失,所以必須采取有效措施進行改善,綜上所述,鹽漬土公路路基的工程特征比較特別,而且不同的地區特征不一。文中對新疆地區鹽漬土地特點和路基施工影響因素進行了系統的分析,對改善路基的缺陷有積極的作用。
[1]JTJ017-96,公路軟土地基路堤設計與施工技術規范[S].
[2]新疆公路學會.鹽漬土地區公路設計與施工指南[M].北京:人民交通出版社,2006.
[3]XJTJ01-2001,新疆鹽漬土地區公路路基路面設計與施工規范[S].
[4]鄭明權,李志農,付軍鋒.利用強夯法加固鹽漬土老路路基的試驗研究[J].交通科技,2014(4):7-8.
[5]韓 森,李 娜,肖利明.高速公路路基改良鹽漬土力學試驗研究[J].路基工程,2016(4):90-91.