摘? 要:由于我國地域遼闊,因此在全國各地進行路基施工中經常會遇到鹽漬土,鹽漬土具有突出的溶陷性和鹽脹性,會對公路路基造成損害。基于此,本文通過對鹽漬土的分類,分析鹽漬土路基工程特征、主要的病害及成因,提出三個控制鹽漬土路基病害的因素,并結合哈密地區的路基病害,提出三項措施用于治理鹽漬土路基,以期為業界人士提供參考依據,最終為我國的鹽漬土路基病害的治理提供借鑒。
關鍵詞:鹽漬土;路基病害;成因;措施
中圖分類號:TU448??? 文獻標識碼:A??? 文章編號:2096-6903(2021)04-0000-00
0前言
路基的病害形式多樣,對道路的使用產生不良影響。引起路基病害的原因有很多種,最主要的是地質條件、天氣因素、地下水質等。由于鹽漬土中含有的大量鹽與堿,在道路正常使用期間,會促使道路工程非常容易產生路基病害問題,從而大大降低道路使用壽命,所以要引起高度重視。本文以新疆哈密項目的鹽漬土路段為例進行詳細論述,為提升道路工程路基施工質量,嚴格按照監理程序對路基施工要求及質量進行控制[1]。
1鹽漬土的分布
在我國,很多省份都有鹽漬土的存在,其大多分布于西北地區,如新疆、甘肅、寧夏、青海等,尤其以新疆為明顯,主要是由氯化鉀、氯化鎂、氯化鈉等眾多鹽類組成,由于水位較高以及毛細作用的突出影響,導致了該地區的地基承載力降低,嚴重影響路基的工程質量及安全。
2鹽漬土的類型
2.1氯鹽漬土
氯鹽漬土組織結構比較復雜,易溶解,在一定溫度下會產生結晶體,從而導致土壤迅速變軟,公路路基遭到破壞。它是一種可結晶的土壤,由于土壤具有積鹽的作用,在水分蒸發的過程當中,會發生水鹽運動,所以該種土基本上達不到飽和狀態。大多數只用于化學上的研究,基本不會再建筑工程方面使用[2]。
2.2堿性鹽漬土
相對來說堿性鹽漬土具有比較強的可塑性,在溫度升高的情況下,會大大降低其土中所含的鹽分。堿性鹽漬土腐蝕性比較低,所以,在道路施工當中,對于施工材料的選用要有所挑選,不要讓材料因為土壤的腐蝕造成破壞。
3鹽漬土路基主要的病害及形成原因
在自然環境中所形成的堿性土、鹽性土、較多鹽性土質,其易溶鹽含量在大于等于0.5%時,該土壤統稱為鹽漬土。以新疆為例,戈壁灘常年在水流的強烈沖擊下,經年累月完成了鹽漬的積累,最終形成鹽漬土。在其盆地的地形因素、氣候干燥、水分蒸發量大等因素綜合影響下,更容易形成鹽漬土[3]。
鹽漬土會嚴重危害道路路基使用期間的耐久性和穩定性,還會導致出現路基深陷或者鹽脹等多種道路病害。具體來說,鹽漬土的道路比較容易受到各種外力的作用,會發生一定的變化,導致土體本身發生物理變化。所以這種不良的轉變過程促使道路路基出現結構變化,破壞道路工程的正常使用,這種變化會直接縮短道路工程的使用壽命。
3.1由鹽漬土溶蝕引起的路基破壞
鹽漬土溶蝕導致的路基破壞,包括了因鹽漬土浸水后致使土壤鹽分溶解、流失等,使得地基發生濕陷等狀況進而引發路基發生沉降,由于鹽漬土含水量的變化,嚴重的會導致塌陷等破壞。當地基不處于濕潤狀態時,鹽漬土中的鹽分就會以晶體或固體的形式存在,這時路基處在相對于穩定狀態。當地基處于含水量較大的環境時,鹽漬土地基中的可溶性鹽就會溶解于水中,隨著水分的移動流失,地基土顆粒就會減少,從而降低了地基的抗剪強度,最終會使路基發生沉降、失穩變形等情況[4]。
3.2松脹和膨脹引起的鹽漬土路基破壞
由于鹽漬土具有膨脹性和松脹性,該特性會引起路基不均勻沉降、路肩、邊坡土體變松等一系列的情況,這種破壞形式主要與地基溫度的變化有關,硫酸鹽會隨著地基溫度的降低,液態的鹽溶液會達到過飽和狀態,鹽分會從溶液中析出,單位體積在溫度降低前變大,產生鹽膨脹。溫度越高,硫酸鹽溶液的溶解度越大,晶體溶解在溶液中,讓單位體積減小。溫度的變化使地基土一直處于膨脹——收縮雙向循環中,使土體因結構逐漸松弛,增加土之間的孔隙率,降低抗剪強度和承載力,使路基發生不均勻沉降,產生膨脹、裂縫等破壞情況。
3.3鹽漬土作為路基的填料引起的路基破壞
鹽漬土作為路基的填料,會引起雨水侵蝕而導致邊坡失穩引發路基破壞,路基破壞因翻漿引發的主要原因是與鹽漬土中的含鹽量和冰點有關,若含鹽量過高,因冰點降低多,路基會發生不凍結或凍結度降低的情況,進而出現凍脹或僅輕微凍脹。硫酸鹽鹽漬土與氯鹽鹽漬土對凍脹的影響相似,由冰點下降導致的變化幅度小于氯鹽鹽漬土,其效果小于氯鹽鹽漬土,因碳酸鹽漬土沒有良好的透水性,所以會減輕凍脹效果。
4鹽漬土路基處治方法
4.1水分隔斷類措施
在道路工程當中常用的水分隔斷措施有設置土工布(毛細水上升較高的土路基)、將路基高度上調(地下水位比較高的鹽漬土地區)、設置砂石隔斷層(切斷毛細水的上升通道,并充當一部分土基形成加固層)[5]。
4.2鹽漬土路基防護
雨水和鹽分的侵蝕,也會導致路基邊坡滑塌,為保護路基不受侵害,可以將路基的邊坡比例放緩至1比3,并采用預制的混凝土石塊對邊坡坡面進行防護。先對邊坡進行測量放樣,然后在預制混凝土試塊;基礎適合采用M10漿砌片石進行錯縫砌筑,砂漿的強度不能低于設計要求值。對于設置了隔斷層的道路路段,隔斷層阻斷了毛細水上升的道路,因此會集中的像邊坡轉移,所以隔斷層高度以下的邊坡上,可以優先考慮防護。
4.3路基高度提升措施
路基高度提升措施主要是將路基的高度提升,使得路基結構不受到其他結構下鹽漬特性的影響,從而避免低路基鹽漬土對道路質量造成破壞[6]。
4.4消除鹽分措施
消除鹽分措施也算比較常用的一種方法,主要有一下兩種方式:(1)換填法,換填對于埋深較淺的土層比較適合,對于含鹽量較高的強鹽漬土,一定要保證換填深度。(2)化學處治,對于鹽漬土土層層比較厚的地方,綜合考慮就不太適合采用換填,應采用化學處治法,通過化學反應,改變易溶鹽的性質,從而改變土特性,目前常用的化學處治法的摻加劑有兩種,氯化鋇和氯化鈣。
4.5路基土體換填措施
路基土體換填措施,主要是采用其他性質的土體將路基中的鹽漬土換掉,排除因鹽漬土的特性而導致路基破壞的可能性,路基換填常用于路床太濕,壓實度不能滿足要求或路基含鹽量較高,超出標準的道路設計的施工過程中。需要特別注意的是,在路基土體換填前,應提前在實驗室內做好路基工程周邊土體的成分分析試驗[7]。
5結語
綜上所述,鹽漬土路基病害對道路工程施工會造成嚴重后果,對整體的項目施工質量和進度也會造成負面影響。對鹽漬土進行合理的預防與控制,嚴格按照施工設計方案以及相關規范標準進行施工,有助于提升道路工程的正常應用,也會降低后期維護中的成本投入,因此不管在經濟利益上還是在社會利益上都具有較高的價值。
參考文獻
[1]郭立葉.鹽潰土路基處理方法與施工工藝研究[D].西安:長安大學,2012.
[2]溫利強.我國鹽漬土的成因及分布特征[D].合肥:合肥工業大學,2010.
[3]李偉包西鐵路鹽漬土工程地質性質研究及處理對策[J].山西建筑,2009(12):92-93.
[4]韓正卿.鹽漬土路基病害分析及處理措施[J].科技資訊,2015,13(11):51-53.
[5]溫啟明.戈壁沙漠鹽漬土公路路基病害處理研究[J].北方交通,2020(1):54-56+61.
[6]岑漢泉.鹽漬土地區路基施工質量控制淺談[J].科技創新與應用,2012(7):114-115.
[7]姚文江.鹽漬土公路路基病害處理措施[J].交通世界,2019(8):65-66.
收稿日期:2021-03-05
作者簡介:楊震(1989—),男,河北唐山人,本科,工程師,研究方向:路橋。
Talking about the Harm of Saline Soil Roadbed and Treatment Measures
YANG Zhen
(Beijing Huatong Highway and Bridge Supervision Consulting Co., Ltd., Beijing 100024)
Abstract: Due to the vast territory of our country, saline soil is often encountered in roadbed construction all over the country. The saline soil has outstanding sinkability and salt expansion, which will cause damage to highway roadbeds. Based on this, this paper analyzes the characteristics of saline soil roadbed engineering, main diseases and causes through classification of saline soil, and proposes three factors to control saline soil roadbed diseases, and proposes three measures in combination with roadbed diseases in Hami area. It is used for the treatment of saline soil roadbed, in order to provide a reference for the industry, and ultimately provide a reference for the treatment of saline soil roadbed diseases in my country.
Keywords: Saline soil; roadbed diseases; causes; measures