左 聰
(新疆混凝土路工程咨詢(xún)有限公司,新疆 烏魯木齊 830016)
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,我國(guó)各個(gè)地區(qū)的發(fā)展日新月異,無(wú)論是建筑還是交通等方面都突飛猛進(jìn),但我國(guó)的地形條件和土壤條件復(fù)雜,西部地區(qū)鹽漬土分布較廣,在鹽漬土地區(qū)修建公路,施工難度較大,需要提高公路路基的施工技術(shù)。本文結(jié)合新疆公路建設(shè)實(shí)際,探討鹽漬土地區(qū)的路基施工技術(shù)。
對(duì)于公路工程來(lái)說(shuō)其路基的穩(wěn)定性影響著工程的施工質(zhì)量和公路的使用壽命,在鹽漬土地區(qū)的公路工程中,路基施工是一個(gè)主要的難點(diǎn)。新疆的鹽漬土地區(qū)因?yàn)榈鼗膹?qiáng)度比較低,進(jìn)行公路施工的難度比較大。眾所周知公路的穩(wěn)定性基本上依靠地基的強(qiáng)度,鹽漬土地區(qū)的地基強(qiáng)度比較低,如果荷載過(guò)大極有可能導(dǎo)致路面的沉降。當(dāng)前我國(guó)進(jìn)行的公路工程有很多處于鹽漬土地區(qū),這種土壤條件給工程造成很大麻煩,甚至?xí)?dǎo)致安全事故的發(fā)生。所以,現(xiàn)階段必須采取有效的處理措施來(lái)解決新疆公路路基的強(qiáng)度,進(jìn)一步提高公路的質(zhì)量。
鹽漬土是土層鹽漬化過(guò)程的產(chǎn)物。在公路工程中,其主要是指在地表土層一定的厚度之內(nèi),易溶鹽含量>0.5%的含鹽層。鹽漬土的這些特征對(duì)公路路基有很大程度的危害。
氯鹽的吸濕性和保濕性很強(qiáng),所以用鹽漬土進(jìn)行路基填筑,公路很容易吸水軟化,降低土壤的強(qiáng)度。當(dāng)路基的含鹽量過(guò)高的時(shí)候,鹽粒不能完全溶解,但當(dāng)土壤中還有大量水的時(shí)候,鹽粒又會(huì)被溶解,導(dǎo)致公路路基穩(wěn)定性變差。
堿性鹽漬土中通常還有許多陽(yáng)離子,這些陽(yáng)離子遇到水中的膠體物質(zhì)后產(chǎn)生反應(yīng),而這些膠體顆粒又會(huì)與泥土顆粒結(jié)合形成水膜,從而使泥土間的凝聚力降低,慢慢的泥土就會(huì)分離開(kāi),路基就會(huì)膨脹,影響路基的質(zhì)量。
公路工程的構(gòu)筑物中通常會(huì)使用一些鋼筋,而這些鋼筋在鹽漬土的作用下會(huì)變質(zhì),鹽漬土的侵蝕性和腐蝕性很大程度上影響了鋼筋的質(zhì)量,同時(shí)更會(huì)影響到公路路基的質(zhì)量[1]。
總之,鹽漬土不同于一般軟土,其中的各種性質(zhì)對(duì)建筑材料的腐蝕性較強(qiáng),鹽漬土地基處理的材料與技術(shù)存在有一定的約束性。
硫酸鹽的溶解度會(huì)隨溫度的變化而變化,溫度降低時(shí),鹽溶液達(dá)到飽和狀態(tài),鹽分從溶液中析出來(lái),這時(shí)就會(huì)使土壤的體積增大,當(dāng)溫度升高時(shí)又會(huì)溶解于鹽溶液中,使土壤的體積縮小。而在新疆地區(qū),土壤中的水份較少,所含的固體鹽酸在低溫時(shí)會(huì)結(jié)晶,體積就會(huì)增大,溫度升高時(shí)又會(huì)變成粉末狀固體,體積同時(shí)也會(huì)縮小,這樣一來(lái),主體的結(jié)構(gòu)就會(huì)破壞。又因?yàn)榧竟?jié)性的溫度變化,當(dāng)溫度降低后,體積又會(huì)增大,這種膨脹性也會(huì)導(dǎo)致公路的結(jié)構(gòu)變化。長(zhǎng)期下來(lái),公路路基會(huì)有凸起和下沉的狀況,變得凹凸不平,導(dǎo)致路基不穩(wěn)定。
鹽漬土中還有大量的吸附性離子,遇到水的時(shí)候,膠體顆粒和離子相互作用,顆粒間的粘著力降低,土壤發(fā)生膨脹。遇到水的時(shí)候,就會(huì)發(fā)生塌陷現(xiàn)象。
鹽漬土是由礦物組成,結(jié)構(gòu)、密度和含水量相同的一種土,當(dāng)含鹽量增加時(shí),相對(duì)下沉系數(shù)和無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果表明它的性質(zhì)并不會(huì)降低,反而有所提高,證明土的密度增大時(shí)強(qiáng)度并不會(huì)隨著含鹽量的增加而降低。對(duì)于新疆地區(qū)而言,由于地處干旱缺水地區(qū),可以用超氯鹽漬土進(jìn)行路基填筑,但土壤中的硫酸鹽和碳酸鹽含量不能過(guò)高,不然會(huì)導(dǎo)致膨脹,損壞土的結(jié)構(gòu),降低強(qiáng)度。
鹽漬土路基經(jīng)常受到雨水的沖刷,會(huì)沖走許多表層鹽分,從而導(dǎo)致路基變松,當(dāng)然許多附在表層的鹽分會(huì)隨著雨水的下滲而下滲,形成退鹽現(xiàn)象。長(zhǎng)期以往,路基會(huì)很不穩(wěn)定。
鹽漬土地區(qū)的公路一般會(huì)以填筑路堤為主,路基的填筑高度會(huì)涉及到具體的水文地質(zhì)、氣候條件、鹽脹深度、鹽漬化程度、公路等級(jí)等因素。所以在建造過(guò)程中,要采用適當(dāng)?shù)拇胧﹣?lái)提高路基強(qiáng)度[2]。加寬易產(chǎn)生不均勻沉降的地方,如果路基內(nèi)含鹽量超標(biāo),路基可能會(huì)處于飽和狀態(tài),導(dǎo)致路面的破壞。
以去除鹽分、水分隔斷、加固路基路面結(jié)構(gòu)為主要原則,通過(guò)提高路基高度、填換砂礫、設(shè)置砂礫石隔斷層等處理方法進(jìn)行施工。由于鹽分過(guò)多,導(dǎo)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(guò)換填法、浸水預(yù)溶法、化學(xué)處治法來(lái)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(duì)干燥的環(huán)境,從而加強(qiáng)路基強(qiáng)度。增強(qiáng)路基路面的穩(wěn)定性與強(qiáng)度可以通過(guò)結(jié)構(gòu)加固,采用強(qiáng)夯法、浸水預(yù)溶、擠密樁加固地基、半剛性基層、石灰穩(wěn)定土壤這五種方法。
鹽漬土的許多特性會(huì)導(dǎo)致公路施工有很大難度,針對(duì)這些問(wèn)題和特征,需要采取一定的施工技術(shù)。
4.2.1 對(duì)路基進(jìn)行基底處理
正常情況下在處理路基基底時(shí),地表常常會(huì)存在很多鹽漬,因?yàn)楸韺拥耐寥篮}量比較大,所以需要對(duì)表層土壤進(jìn)行處理,首先就要去除表層30 cm左右的植被、腐蝕質(zhì)土、鹽霜、鹽殼,按照標(biāo)準(zhǔn)要求將土壤再次進(jìn)行壓實(shí)處理,因?yàn)楦鶕?jù)鹽漬土處理的相關(guān)規(guī)定是要求進(jìn)行二次填埋的[3]。當(dāng)土壤軟基的承載能力比較弱時(shí),還會(huì)換成粉質(zhì)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(zhì)鹽漬化程度、水溫特質(zhì)、鹽脹強(qiáng)度、當(dāng)?shù)貧夂驐l件、凍脹深度、毛細(xì)水強(qiáng)烈作用高度等。在填筑施工環(huán)節(jié)中,需要嚴(yán)格控制填料含鹽量,要求最多的就是將填料進(jìn)行調(diào)整時(shí),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(hù)措施
路肩防護(hù)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(chē)輛的踩踏破壞、鹽脹和腐蝕性等原因,在強(qiáng)化路肩,給路肩固土的過(guò)程中,常常使用泥結(jié)碎石作為路肩防護(hù)材料,當(dāng)泥結(jié)碎石路肩的寬度夠大時(shí),土壤壓實(shí)度也會(huì)隨之增大[4]。為了便于路面排水,常常會(huì)保持路面應(yīng)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(jù)具體情況定,尤其是對(duì)于鹽漬土地區(qū)而言,根據(jù)不同地區(qū)的不同地質(zhì)情況采取相應(yīng)的防護(hù)措施。有些情況下,需要在斜坡上施工,當(dāng)路基附近有積水情況出現(xiàn)時(shí),要合理設(shè)置排水系統(tǒng),通過(guò)其進(jìn)行排除,以避免路基可能受到的傷害。為防止鹽堿對(duì)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(gòu)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(qū)的鹽漬土造成的道路病害情況是不同的,鹽漬土地區(qū)道路施工和該領(lǐng)域的深入研究面臨非常大的挑戰(zhàn),需要總結(jié)出具體的施工技術(shù)和鹽漬土路基的處理方法,以便能夠契合相應(yīng)工程實(shí)際的道路設(shè)計(jì),但是要注意因地制宜,綜合考慮先進(jìn)的作用機(jī)理,考慮熱力因素和水力因素,從多角度解決問(wèn)題,深入研究病害情況[5]。
鹽漬土地區(qū)的公路路基處理影響著整個(gè)公路工程的質(zhì)量,如果處理不當(dāng)將會(huì)給工程造成巨大損失,所以必須采取有效措施進(jìn)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(qū)特征不一。文中對(duì)新疆地區(qū)鹽漬土地特點(diǎn)和路基施工影響因素進(jìn)行了系統(tǒng)的分析,對(duì)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(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范[S].
[2]新疆公路學(xué)會(huì).鹽漬土地區(qū)公路設(shè)計(jì)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(qū)公路路基路面設(shè)計(jì)與施工規(guī)范[S].
[4]鄭明權(quán),李志農(nóng),付軍鋒.利用強(qiáng)夯法加固鹽漬土老路路基的試驗(yàn)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(xué)試驗(yàn)研究[J].路基工程,2016(4):90-91.