蔡云波
摘 要:隨著我國經濟的發展,公路建設發展速度相對較快,在鹽漬土地基上修建公路,地基的施工問題將是工程成敗的關鍵問題。公路對路基的整體穩定性和形變要求相對較高 ,鹽漬土地基的強度偏低 ,難以滿足工程要求 ,因 此,需要對公路工程鹽漬土路基施工技術記性優化設計,以保證路面的質量。本文結合工程實例,對鹽漬土公路路基施工中的翻漿、腐蝕、溶陷問題進行總結,根據鹽漬土的病害特性,對公路工程鹽漬土施工技術進行實施設計進行分析,并對技術方案比選進行了討論,以保證公路工程的質量。
關鍵詞:公路工程;鹽漬土路基;施工技術設計
中圖分類號:U215 文獻標識碼:A 文章編號:1671-2064(2019)11-0145-02
0 引言
沙漠戈壁地區,根據該地區降水量小、蒸發量大的氣候以及地形地貌、地層巖性的分布規律,發現鹽漬土主要分布于山河谷漫灘及沖溝的溝底,以中~弱硫酸、亞硫酸鹽漬土為主,含鹽漬土的地基易造成路基不均勻沉降、塌陷等問題,此類特殊路基處理需更加重要,施工階段必須采取相應的特殊措施,避免遺留諸多病害,額外增加公路養護運行成本,與此同時才能保障工程的實用性、安全性、耐久性。
1 鹽漬土公路路基施工中常見的問題
1.1 翻漿
春融期間,由于土基含水量升高,鹽漬土公路路基含鹽量減小,結構被破壞,導致路基的應力能力減小,當路面的車輛對其反復碾壓時,路基發生彈簧、鼓包、裂縫、車轍等問題。在氯鹽漬土分布較多的區域內,由于其超強的吸水能力,很容易出現翻漿的問題,從而導致車輛在行駛過程中出現側翻、追尾等事故,給車輛行駛安全帶來了非常嚴重的威脅。
1.2 腐蝕
鹽漬土對公路路基路面,構筑物中的鋼筋、混凝土和石料等建筑材料均具有不同程度的侵蝕和腐蝕作用。鹽漬土中以硫酸鹽鹽漬土和氯鹽鹽漬土的腐蝕性較強。當鹽漬土中同時含有硫酸鹽和氯鹽時,腐蝕性會更強。
1.3 溶陷
溶陷是鹽漬土對公路產生的問題之一,發生這種問題的原因是鹽漬土路基或者結構層在淡水的作用下,鹽分出現溶解的情況,并且被水分帶走,導致了土體強度的降低。同時在荷載或者自重的作用下,鹽漬土路基或者結構層出現了嚴重的沉陷、孔洞等破壞,并且被逐漸放映到路面層,從而就給車輛的通行帶來了很大的安全隱患。
2 鹽漬土的病害特性
易溶鹽含量大于或等于0.3%且小于20%,并具有溶陷或鹽脹等工程特性的土稱為鹽漬土。其表現出溶陷性、膨脹性和腐蝕性。公路工程中鹽漬土地基主要表現為軟彈狀,為了滿足路基建設的壓實度等指標,必須采取處理措施。鹽漬土導致路基呈現軟土病害的原因主要有以下幾種:第一因鹽漬土的膨脹性使得土體低溫膨脹后經脫水體積變小,導致土體內部結構發生變化而疏松變軟,即為鹽脹現象;第二鹽漬土遇水溶解、流失結晶鹽,導致所處路基出現塌陷、洞穴;第三鹽分經毛細水的蒸騰作用攜帶至地表聚集,造成路基破壞;第四鹽漬土未經處理,直接作為路基填料,導致凍脹使得路基翻漿,出現彈簧,雨水沖蝕后出現邊坡失穩。
3 技術方案比選
公路工程施工中常規處理鹽漬土方法主要為3種:結構加固法、水分隔斷法、去除鹽分法,具體優缺點見下表:經過方案比選,選擇水分隔斷法、去除鹽分法(換填法)綜合處理本文涉及的鹽漬土處理,并將對工藝展開研究分析。
4 技術實施
4.1 原地面試驗
原地面清表后,在路基范圍內每500m一個點,挖深0-50cm探坑,每500米取3個或3個以上斷面材料。進行土的易溶鹽、顆粒分析等試驗,經過試驗檢測,沿線地基土以低液限粉土為主,鹽漬化類型復雜,鹽漬化程度相對較高,多以弱—中亞硫酸鹽、弱—中硫酸鹽類,局部含弱亞硫酸鹽。
4.2 處治原則
處治原則采取隔斷、降水、換填等施工設備簡單易行、經濟、可靠的綜合治理措施,消除或減少地基因浸水而引起的溶陷、鹽脹等通病。采取鋪設土工布等隔斷措施,使得地基基礎形成一道屏障,防止毛細水、地下水不斷上升到路基范圍;采取降水措施,因本項目路基填料為強透水性的粗粒土,對低填淺挖路段容易造成因下雨或者融雪形成的沖刷,通過設置降水盲溝、排堿溝,將這部分水引出路基范圍外,消除隱患;采用換填措施,對所有路床、部分路段受條件限制出現路塹、或者填筑高度小于路床高度的段落,采用換填合理填料的方式,徹底消除病害,甚至大部分情況下,以上方法綜合治理,才能達到預期效果,具體根據現場實際情況確定。
4.3 處治措施
4.3.1 挖方路段
該部分溶陷性較高,位于路床范圍,直接承受路面傳來的上部荷載,但層厚不大,采用換填處理。當挖方深度小于1m時,挖至換填基底標高后碾壓密實,分層回填不含鹽的砂石至原地面或路床底,鋪設兩布一膜隔斷層,繼續回填完路床路基,減少地基的變形、提高地基的承載能力。
4.3.2 填方路段
當路基填筑高度H小于等于2米的路段時,地基為低液限粉土、全風化泥巖、鹽漬土等不合格填料,應將路基2-H范圍原狀土挖除,回填不含鹽漬土的砂礫土,分層壓實、分層監測;同時設置排堿溝等,降低地下水及排水地表水,防止山體裂隙水長期侵入路基,導致路基穩定性降低,同時線內通行的大型運輸車輛較多,路基在車輛荷載的反復作用下失穩,容易發生了沉陷、翻漿等病害現象。低填淺挖路段路基左右兩側排水溝各設置1道寬不小于1米,深小于1.5米的截水墻,用砂礫填充截水墻內側空間,采用直徑10cm的硬塑管將匯水排除;匯水較大路段路基設置縱向盲溝,并通過設置橫向盲溝將地下滲透水排到路基外側,縱向盲溝(I型盲溝)深2m,寬1m,溝底和靠路側采用復合土工布隔斷,靠山體側和盲溝頂面采用透水土工布包裹,盲溝填充卵礫石,溝底布設φ200mm聚氯乙烯雙壁打孔波紋管排水;橫向盲溝(Ⅱ型盲溝)深1m,寬0.6m,四周采用復合土工布包裹,溝底布設φ200mm聚氯乙烯雙壁打孔波紋管與縱向管道聯通,路床下鋪設一層防滲土工布。
4.4 保障措施
4.4.1 施工材料的控制
材料選型嚴格按照規范、設計標準選擇。新疆地區鹽漬土施工環境條件差,對材料性能要求較高。同時,新疆地處偏遠,資源相對匱缺,材料的運輸距離較遠,項目管理者更加加強現場的管理程序,提前安排,確保材料的配置合理及使用率。
4.4.2 工藝保障
所有工藝進行試驗段確定,在施工前進行鹽漬土試驗,由試驗室再次確定是否為鹽漬土;其次,控制填料含水率在最佳含水量的±2%,分層填筑厚度控制在30cm,路床壓實度不小于96%,路床下壓實度不小于95%,截水墻砂礫壓實度不小于93%。另外,施工過程中注意保護φ10打孔波紋管及φ10硬塑管,不可破損,波紋管外包透水土工布,防止波紋管堵塞;注意土工布的橫向、縱向接縫搭接長度;注意路基施工過程中,所有填料用水必須通過凈化,嚴格控制含鹽量;重視隱蔽工程,確保處理徹底。
5 結語
綜上所述,針對對鹽漬土路基施工的病害問題采取科學合理的路基處理措施、合理安排排水和路基防護,成功地解決了鹽漬土路基施工質量通病問題,為以后在公路建設中的鹽漬土路基施工積累了寶貴的經驗。
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