魯效池 張向東 程 續(xù)
(遼寧工程技術(shù)大學(xué)土木工程學(xué)院,遼寧 阜新 123000)
鹽漬土指含鹽堿成分較多的土壤。它不僅會(huì)危害農(nóng)作物,而且會(huì)導(dǎo)致土壤退化,嚴(yán)重降低土的工程性質(zhì),降低工程質(zhì)量,危害工程安全。土的鹽分增加有地形、氣候、人為活動(dòng)等多方面原因。我國鹽漬土遍布全國。眾所周知,在實(shí)際工程中,土壤對(duì)工程的影響是十分巨大的。而鹽漬土一旦浸水,就會(huì)發(fā)生較大形變,使土的強(qiáng)度急劇降低,對(duì)工程危害極大。因此,鹽漬土是一種性質(zhì)較差的土。為了探討并最終解決鹽漬土對(duì)工程的較大影響,本文論述了鹽漬土分布、對(duì)工程的影響及其防治措施、鹽漬土研究的展望等熱點(diǎn)問題。
我國鹽漬土遍布全國,其主要分布在海邊及河邊、草原、干旱及半干旱土地、高寒和高原地區(qū)。由于鹽類土壤中含有大量的可溶性鹽,當(dāng)它溶于水時(shí),其物理力學(xué)性質(zhì),如密度、孔隙度、抗壓強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度發(fā)生較大改變,使鹽漬土的強(qiáng)度大大降低,導(dǎo)致地基失穩(wěn),使工程難度大大增加[1]。目前,世界各國對(duì)鹽漬土的研究大多從農(nóng)業(yè)角度入手,而從工程性質(zhì)方面對(duì)鹽漬土進(jìn)行的研究還比較少。
鹽漬土對(duì)公路的影響主要有以下幾個(gè)方面:
1)腐蝕:鹽漬土?xí)g公路工程中的鋼筋混凝土和石材;鹽漬土的化學(xué)反應(yīng)會(huì)使混凝土膨脹,導(dǎo)致其產(chǎn)生開裂現(xiàn)象,最終破壞混凝土。
2)鹽脹:鹽類的溶解度與外界溫度密切相關(guān),所以用鹽漬土填的道路會(huì)隨著溫度脹縮。路面會(huì)由于鹽漬土中鹽類的脹縮而局部不平,產(chǎn)生裂縫和塌陷,使路基路面遭到破壞。
3)翻漿:春季路基上層砂礫先融化,而此時(shí)路基下層尚未融化,上層砂礫中的水分無法下滲,在車輛的沖擊荷載的作用下路基會(huì)翻漿、冒泥,形成彈簧路面。鹽漬土中的硫酸鹽和氯化鈉會(huì)使土壤保持潮濕的狀態(tài),從而加重翻漿現(xiàn)象。
1)布設(shè)排水系統(tǒng)。
在鹽漬土路基施工時(shí),應(yīng)合理布設(shè)排水系統(tǒng),使積水得到有效排放。與此同時(shí),也應(yīng)注意原有的生態(tài)水遷移路線的保護(hù)。合理安排排水設(shè)計(jì),能使路面的含鹽積水得到排放,減少路面與含鹽積水的接觸。
2)提升路基高度。
提升路基高度是保護(hù)路基不被含鹽水腐蝕的一種有效方法。含鹽水會(huì)由于路基的升高而減少進(jìn)入路基。所以路基的高度至少應(yīng)該上升到大于含鹽水所能達(dá)到的最大高度。
3)布設(shè)毛細(xì)水隔斷層[2]。
設(shè)置毛細(xì)水隔斷層能夠有效阻隔毛細(xì)水的上升,阻止含鹽水進(jìn)入路基,由此保證路基的安全耐用。隔斷層可以由滲水土、瀝青等材料組成。
鹽漬土對(duì)建筑的影響主要有以下兩個(gè)方面。
1)化學(xué)腐蝕。
鹽漬土中的硫酸鹽和氯離子與建筑材料反應(yīng),氯離子直接滲透到混凝土中,腐蝕鋼筋,使混凝土體開裂和剝落。當(dāng)氯離子進(jìn)入混凝土加固體時(shí),會(huì)導(dǎo)致外部混凝土層產(chǎn)生裂紋并最終形成嚴(yán)重的腐蝕,導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)的解體。
2)鹽脹。
在地下鹽漬土中,會(huì)有部分含鹽水在毛細(xì)作用下滲透到建筑物的地下部分,直至逐漸擴(kuò)展到上面的墻壁。隨著含鹽水的不斷蒸發(fā),墻體中的含鹽水會(huì)發(fā)生結(jié)晶,這種現(xiàn)象就是鹽脹。含鹽水連續(xù)膨脹就導(dǎo)致了混凝土墻開裂建筑破壞。
建筑的腐蝕和破壞大都與水關(guān)系密切。想要保證建筑物的安全穩(wěn)定,就要盡量降低水對(duì)建筑物的影響,減少水與建筑物的接觸。為了達(dá)到這一目的,可采用以下方法:
1)換土。
挖除透水性差和受污染的土,再回填透水性好的含泥量在3%以下的砂石。換土法能解決腐蝕和鹽脹的問題,但有施工周期較長,難度較大,費(fèi)用較高的缺點(diǎn)[3]。
2)在地坪下設(shè)置緩沖層。
設(shè)置緩沖層可以在一定程度上緩沖和吸收鹽脹,但鹽脹程度較大時(shí),應(yīng)該配合其他措施共同控制鹽脹。
3)選擇耐腐蝕的建筑材料。
鹽堿地區(qū)的建筑墻角最好用片石砌筑,并做好墻體的防潮層,不得使用粉煤灰磚或灰漿磚作墻面;腐蝕介質(zhì)主要為酸性時(shí)選用硅酸鹽水泥,以堿性介質(zhì)為主時(shí)應(yīng)采用抗硫酸鹽水泥;普通粘土磚的耐蝕性差,不宜作為建筑物的常用基礎(chǔ),應(yīng)選擇耐腐性好的石材。
總而言之,建筑物防腐最關(guān)鍵的是對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行防腐,而基礎(chǔ)防腐的關(guān)鍵則是做好防水措施,即隔斷鹽漬水對(duì)混凝土的侵蝕路徑。
鹽漬土在我國有著廣泛的分布,所以科學(xué)的開發(fā)改良鹽漬土在工程建設(shè)中就顯得尤為重要。鹽漬土的改良并不十分復(fù)雜,可以借助石灰、粉煤灰等材料來化學(xué)改良鹽漬土。不過需要注意的是,在進(jìn)行化學(xué)改良時(shí),不能一味考慮改良效果,還要考慮其對(duì)環(huán)境的影響;另外,還可以用植物加筋的方法來物理改良鹽漬土。鹽生植物的根系是良好的加筋材料,而最新研究表明鹽生植物本身具有一定的吸收鹽分、改良土壤的作用。
在化學(xué)方面應(yīng)致力于研究一種兼具改良效果和對(duì)環(huán)境的友好度的改良劑,在物理方面應(yīng)致力于尋找一種對(duì)鹽漬土改良的程度最高的鹽生植物,這兩方面將是未來對(duì)鹽漬土研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。
研究鹽漬土對(duì)工程和建筑的腐蝕并在施工中針對(duì)鹽漬土的特點(diǎn)來實(shí)施防腐方案是十分有必要的,只有做到這些才可以減輕鹽漬土的危害,延長建筑物的使用壽命。所以,深入分析鹽漬土的各種性質(zhì)以及對(duì)工程建筑的影響是一個(gè)重要的課題。只有徹底研究鹽漬土對(duì)工程的影響及其防治才能大大提高工程建筑的強(qiáng)度、壽命和穩(wěn)定性。
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