【摘要】氯鹽漬土廣泛分布于江蘇等沿海地區(qū),水對這些地區(qū)的鹽漬土的穩(wěn)定性影響很大。通過分析,提出適合濱海城市道路的鹽漬土路基處理方式,并進行案例分析,可供類似工程進行參考。
【關(guān)鍵詞】濱海城市道路 氯鹽漬土 路基處理
濱海地區(qū)道路建設(shè)多位于軟弱的吹填圍墾地基之上,鹽漬土分布廣泛,一般公路鹽漬土路基常采用提高路基、路基換填等措施,保證路床處于干燥或中濕狀態(tài),不受鹽分、水分的影響。作為城市道路,從減少周圍土地開發(fā)成本的角度考慮,一般路基均處于潮濕或過濕狀態(tài)。特殊的工程環(huán)境和路基填料,使得濱海地區(qū)城市道路鹽漬土路基處理需要采用不同的處理方式。
1、鹽漬土的判別及分布
鹽漬土在我國分布面積較廣,新疆、青海等省分布較多,山東、江蘇等省也有分布。
按地理分布區(qū)域,我國鹽漬土,可分為兩個大區(qū),三個亞區(qū);
其中,沿海鹽漬土區(qū)的特點如下:
包括山東、江蘇等沿海地區(qū),鹽漬化發(fā)生的主要原因是由于受海水浸漬或海岸退移形成的。鹽漬化類型主要是氯鹽漬土,一般含鹽量在5%以下。該地區(qū)氣候比較濕潤,地下水位較高,水對這些地區(qū)的鹽漬土的穩(wěn)定性影響最大。
2、鹽漬土路基的主要病害
1)溶蝕
主要是氯鹽漬土,其次是硫酸鹽漬土,受水對土中鹽分溶解,可形成雨溝、洞穴,甚至濕陷、塌陷等路基病害。
2)鹽脹
硫酸鹽漬土鹽脹作用強烈。在冷季,土基內(nèi)的鹽脹,可使路面不平、鼓倉、開裂,是鹽漬土地區(qū)高等級公路最突出的病害;路基邊坡及路肩,在晝夜溫度變化引起的鹽脹反復作用下,變得疏松,多孔,易遭風蝕,并易陷車。
3)凍脹
氯鹽漬土,當含鹽量在一定范圍時,由于冰點降低、水份聚流時間加長,可加重凍脹。但含鹽量更多時,由于冰點降低多,路基將不凍結(jié)或減少凍結(jié),從而不產(chǎn)生凍脹或只產(chǎn)生輕凍脹。硫酸鹽漬土對凍脹影響不如氯鹽漬土顯著。
4)翻漿
氯鹽漬土,當含鹽量在一定范圍時,不僅可加重凍脹,也可加重翻漿,這是因為氯鹽漬土不僅聚冰多,而且液、塑限低,蒸發(fā)緩慢。當含鹽量更多時,也因不凍結(jié)或減少凍結(jié)而不翻漿或減輕翻漿。硫酸鹽漬土在翻漿方面不如氯鹽漬土顯著。
3、一般公路鹽漬土路基處理措施
公路上,常用的鹽漬土路基處理方式有:
1)提高路基
提高路基以減少進入路基上部的水分和鹽分,因為施工簡便,是最常用的措施。但高度不足時效果多不顯著,需要很大的高度才有較好的效果。
2)路基換填
在土質(zhì)不良地段以及老路路床土質(zhì)含鹽量超過規(guī)定要求、路床過濕、壓實度達不到要求或標高受限的低填淺挖段采用。
3)設(shè)置隔斷層
在路基內(nèi)設(shè)置隔斷層,防止水份和鹽分進入路基上部。如果只是隔斷毛細水,可用粗粒滲水材料修筑;如果同時要求隔斷毛細水和氣態(tài)水,則可用瀝青、土工布等不透水材料修筑。
4)改善排水條件
主要是排除地面積水和降低、阻截地下水。地下水應(yīng)采取隔斷、疏干、降低等措施以達到不影響路基穩(wěn)定的目的。
4、案例分析
4.1工程概況
某濱海工業(yè)區(qū)市政配套工程,位于江蘇省東南部,東臨東海,含城市主干路、次干路和支路。園區(qū)內(nèi)30cm深度土壤含鹽量16.35g/kg,屬中鹽漬土,60cm深度土壤含鹽量8.91g/kg,屬弱鹽漬土。土中氯離子含量為3511.45mg/kg,水中氯離子與硫酸離子的比值為3:1,鹽漬土類型為氯鹽漬土。
4.2鹽漬土病害分析
根據(jù)中國自然區(qū)劃,工業(yè)區(qū)位于Ⅳ1長江下游平原濕潤區(qū),一月平均溫度大于0℃,平均最大凍深小于10cm??紤]到時間短,影響小,因此,本項目氯鹽漬土一般不考慮凍脹和翻漿的影響,應(yīng)著重解決水進入路基后,土中鹽分溶解,形成濕陷、塌陷等病害的影響。
4.3處理方式分析
本項目為濱海城市道路中,沿線土方匱乏,道路處于潮濕和過濕狀態(tài)。
由于沿線砂礫類材料運距較大,因此換填時厚度應(yīng)盡量減少,另外,考慮經(jīng)濟性,應(yīng)盡量對原狀填料進行利用。
4.4原狀土作為填料的利用分析
根據(jù)《公路路基設(shè)計規(guī)范》(JTG D30-2004),鹽漬土作為路堤填料的可用性,應(yīng)視不同公路等級和路堤填筑部位以及當?shù)貧夂蛱卣?,水文條件。
城市道路規(guī)范中尚無相關(guān)規(guī)定,因此,本項目中,主干路中一級公路的標高執(zhí)行,次干路參照二級公路標準執(zhí)行,支路參照三、四級公路標準執(zhí)行。即對于城市主干路,弱(氯)鹽漬土只能作為路床以下的路基填料,對于城市次干路和支路,弱(氯)鹽漬土可作為路床填料。
4.5鹽漬土改良方式
常用的鹽漬土的改良方式有浸水預溶法、化學處治法和摻加固劑等。
1)浸水預溶法
通過水浸地基,把上部地基中易溶鹽溶解滲流到較深層的土中,在上部土中的易溶鹽溶解過程中,土體結(jié)構(gòu)在土自重作用下破壞,原來的一部分孔隙被填充,這樣上部土的空隙減小而發(fā)生自重溶陷,這叫“預溶陷”。
2)化學處治法
現(xiàn)有化學處治方法一般是針對硫酸鹽的,化學治理是通過摻加化學藥品,將土中易溶硫酸鹽轉(zhuǎn)化為較難溶解的硫酸鹽,從而消除產(chǎn)生土體膨脹的主要因素,達到治理目的?;瘜W處治應(yīng)特別考慮其成本、安全和是否有毒性,否則會影響其實用性和推廣。
3)摻加固劑
在原狀土中摻加固劑,加固劑的類型有水泥、石灰及粉煤灰等。
本項目中,地下水埋深較淺,高水位一般在原地面以下50cm處,原狀土含水量本身較大,因此,不宜采用浸水預溶法,而化學處治法目前還不成熟,有一定的安全風險性,因此,推薦采用摻加固劑進行對鹽漬土進行改良。
原狀土中,砂性成份相對較大,故采用水泥作為加固劑。
4.6推薦路基處理方式
綜合分析,本項目采用的路基處理方式如下:
1)零填及挖方段
下部40cm路床采用符合規(guī)范要求的吹填砂填筑,上部40cm采用砂礫填筑,砂礫中間鋪設(shè)一層復合土工布;
2)填方段
地基處理后,填筑40cm砂礫,砂礫中間鋪設(shè)一層復合土工布,其上填筑方式,根據(jù)道路等級選取如下:
主干路,采用3%水泥改良原狀土回填,路床上部40cm采用4%水泥改良。
次干路、支路,采用原狀土填筑,其中,路床上部采用4%水泥改良。
項目中采用的原狀土均需為弱鹽漬土。
5、結(jié)論
1)濱海城市道路不宜通過抬高路基,來改善鹽漬土對路基的影響;
2)濱海氯鹽漬土一般不考慮凍脹和翻漿的影響,應(yīng)著重解決水進入路基后,土中鹽分溶解,形成濕陷、塌陷等病害的影響;
3)摻加固劑是符合城市道路實情的一種鹽漬土改良方式;
4)砂礫內(nèi)設(shè)置復合土工布是一種良好的隔斷層布置方式,對于零填及挖方段,其設(shè)置于路床上部,對于填方段,其設(shè)置于現(xiàn)狀地坪以上。