代樹斌
(新疆瀚盛建設工程有限公司)
主要成分是氯化物鹽漬土的道路最容易發(fā)生溶陷。氯鹽漬土具有吸水性,容易產(chǎn)生化學反應在積年累月的化學作用下,土壤中的鹽分被地下淡水溶解并逐漸帶走,破壞了原來的土質,致使土體強度慢慢減弱甚至喪失。路面負荷度的減弱,路基或結構層不斷出現(xiàn)孔洞、沉陷等損壞,并反映至路面層,有的地區(qū)路面由于地表水的沖淋,會產(chǎn)生溶洞,給行車帶來不便,容易發(fā)生事故。
含有大量硫酸鹽漬土的地區(qū)道路容易出現(xiàn)鹽脹現(xiàn)象。鹽脹病害主要和當?shù)氐臍夂?,降雨量還有周圍環(huán)境條件有關,這些因素對鹽漬土中的易溶鹽周期性的化學作用有很大的影響。氣溫降低,硫酸鹽吸收水分使得體積增大,氣溫升高的時候硫酸鹽脫水縮小了體積,這樣反復運作,土體也隨著忽脹忽縮,導致路肩表層疏松,路基表面不平、開裂、鼓脹。
由于鹽漬土里面含有大量易溶鹽,能與許多化學物質發(fā)生化學反應。公路路基工程中需要使用到各種金屬材料(如鋼筋)或者非金屬材料(如混凝土),硫酸鹽以及氯化鹽與之接觸容易使其氧化,使得鋼筋生銹,混凝土開裂等,對路基或者結構造成危害。
鹽漬土中所含易溶鹽有吸水、脫水的特點,當吸收過多的水分,導致路基水層泡水軟化,土體無法再吸收更多的水分,降低了其負載能力。車輛在路面上不斷的經(jīng)過,外力向下壓造成路面破裂,泥漿從裂縫中冒出。同時,路面由于水分過多處于濕滑狀態(tài),降低了車輛行駛的舒適性以及安全性。
適宜的路基高度,可以減少鹽漬對一部分路基的影響,避免鹽脹現(xiàn)象。根據(jù)鹽漬土地區(qū)不同的水位高度控制路堤高度,使路堤高度至少高于最小填土高度,盡量減少水分和鹽分進入路基上部的份量,這種方法適用于排水不良或土質過濕的地段。
(1)換填法。
路基含鹽量超過規(guī)定標準、路床濕度過大導致土質松散未達到壓實標準、低填淺挖地段且路基高度受限制,這幾種狀況都適合用換填法來減低含鹽量。換填材料就近選擇,一般選用風積砂或者沙礫,根據(jù)地質勘探和填料實驗結果確定換填厚度,不能低于1.0 m。
我們對新疆奎賽高等級公路第8合同段K395+000~K403+200段進行了勘探試驗,這段路堤平均高度為2.4 m,地表以下1 m以內含鹽量極高,往下含鹽量降低。資料表明,這段公路可以采用換填的方法,設計換填高度為1.2 m,所選材料是非鹽漬土且有足夠的強度,路基換填挖出的鹽漬土要集中拉運到離換填線路大于40 m之外的地方,不能隨意堆積,以免污染到非鹽漬土。
(2)浸水預溶法。
浸水預溶法就是把路基提前用水浸濕,在這個過程中,水先把土中易溶鹽溶解,一般都是地基上部分的含鹽量較高,溶解的鹽滲入到比較深的土壤中,土顆粒之間的原有結構因為鹽的溶解受到了破壞,在土顆粒自身的重力下產(chǎn)生壓密。浸水預溶法通過改變路基鹽膠結構,降低一定程度的含鹽量,解決鹽漬土溶陷等病害。
浸水期之后就是調整路基含水量,進入晾曬期,為下一步的工作做準備。當浸水和晾曬完成之后,要做一個表面高度觀測、浸水后土質的物理結構和化學含量指標試驗等測試,對浸水后土質的變化,重新評估試驗之后的土質。
鹽漬土地區(qū)道路的土質如果是粘性鹽漬土且有厚度較大,滲透性較好的砂、礫石土和粉土,那么就適合采用浸水預溶法消除鹽分。
(3)化學處理鹽漬土法。
為了減輕硫酸鹽漬土造成的鹽脹現(xiàn)象,可以對路基上層的土進行化學處理,改變土中的易溶鹽的化學成分。由于硫酸鈉在氯鹽溶液中其溶解度隨氯鹽濃度增加而減小,在硫酸鹽漬土中加入氯鹽可以減少鹽脹。
試驗結果表明,當土中C(Cl-)/C(SO2-4)的比值接近于6時,鹽脹發(fā)生率大大降低。利用化學處理方法治理硫酸鹽漬土路基的病害很有效,同時,也是最經(jīng)濟的一個方法。
可以看出,硫酸鈣是微溶于水且性質穩(wěn)定的物質。氯化鈣性質是無毒,極易溶于水,而且是一種易配制,滲透性好,易于灌注的溶液,由氯化鈣溶液帶入的附加水也少。同時,路基底部應該設置隔離層,使化學處理的鹽漬土不受下層水分和鹽分的影響。
為了防止水分和鹽分進入路基上部,隔斷毛細水的上升,在路基某一層設置一個有效的隔斷層,保護路基和路面免遭破壞。
隔斷層類型按采用材料可以分為透水性隔斷層和不透水性隔斷層。透水性隔斷層有礫石和風積砂,用來隔斷毛細水的上升,不透水性隔斷層包括瀝青石、油毛氈、土工膜,可隔斷下層毛細水和氣態(tài)水上升。
根據(jù)不同地段的土質特點,經(jīng)過測試,將二布一膜的針刺復合土工膜用于新疆奎賽高等級公路第3合同段K285+000~K295+000段,觀察表明效果較為理想。針對富含中、強硫酸鹽漬土的新疆奎賽高等級公路第9合同段K406+000~K416+200段,隔斷層材料采用礫石(5~50 mm)、厚度為400 mm,這個隔斷層有效地控制了毛細水上升,降低了鹽脹發(fā)生率。
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