盐渍土地区公路路基的施工技术探析

2014-11-10 02:45夏国富
科技资讯 2014年8期
关键词:路基施工

夏国富

摘 要:盐渍土作为一种特殊的土壤,在公路工程施工过程中易对公路的路基产生一定的病害作用。鉴于盐渍土的特殊物理特性,路基施工中如何有效地处理盐渍土路基,增强路基的承载能力,是盐渍土地区公路建设的关键技术难题。本文分析了盐渍土的工程特性,提出以去除盐分、水分隔断、路基路面结构加固为原则处理盐渍土路基,并对施工技术进行了相应的阐述,以期对工程实际有所帮助。

关键词:盐渍土 路基 施工

中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)03(b)-0059-02

随着我国西部大开发进程的推进,公路建设发展迅猛,在盐渍土地基上修建公路,地基的施工问题将是工程成败的关键问题。公路对路基的整体稳定性和形变要求相对较高,盐渍土地基的强度偏低,难以满足工程要求,因此,盐渍土的地基施工中要采取有效的处理措施。盐渍土公路地基处理技术主要借鉴《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》(JTJ017-96)[1]。但该规范只要针对一般软土地基的施工处理,对盐渍土并不完全适用。盐渍土不同于一般软土的力学、物理性质,对建筑材料的腐蚀性较强,盐渍土地基处理的材料与技术有一定的约束性。针对盐渍土地基施工中的问题,结合工程现场的具体条件,本文采用强夯、砾石桩、砾石换填、冲击辗压等处理方法,提出了可行的施工工艺,以期为盐渍土公路的路基施工提供必要借鉴。

1 盐渍土路基工程特性分析

盐渍土是包含盐土和在内的,不同盐化、碱化的各种类型土壤的总称[2]。盐渍土主要分布在各大洲和岛屿的滨海地区和干旱、半干旱地区,我国的盐渍土主要分布在东北部、西北部、及福建、山东等沿海城市,约占国土面积的30%以上。盐渍土的共性是土壤中含有显量的盐碱成分具有不良的物理化学性质,从而导致植物生长受到抑制,工程施工遭受瓶颈。盐渍土在铁路工程中,指的是地表下1.0 m深的土层内易溶盐平均含量大于0.5%的土;在公路工程中是指地表下1.0 m深的土层内易溶盐平均含量大于0.3%的土。

盐渍土按含盐性质不同可以分为氯盐渍土(Cl-/SO4离子比值>2)、亚氯盐渍土(Cl-/SO4离子比值为1~2)、亚硫酸盐渍土(Cl-/SO4离子比值0.3~<1.0)、硫酸盐渍土(Cl-/SO4离子比值<0.3)/碳酸盐渍土(CO3+HCO3/Cl-+SO4离子比值>0.3)这五种类型。盐渍土按盐渍化程度不同,可分为以下四类,如表1所示。

受温度、湿度、季节性的影响较大,盐渍土路基的盐胀性、溶陷性、腐蚀性等物理特性是引发盐渍土地区路基病害的重要原因。公路的主要病害特征表现为如表2所示。

2 盐渍土路基的处理方法与施工技术

2.1 盐渍土路基的处理方法

盐渍土的公路一般以填方路堤为主,路基的填筑高度应综合具体的水文地质、气候条件、盐胀深度、盐渍化程度、公路等级等因素综合而确定。改建工程应采用适当措施提高强度,做好加宽衔接。加宽部分易产生不均匀沉降差异,路基内含盐量超标,路基可能处于饱和状态,最终引起路面的早期的破坏。根据《盐渍土地区公路路基设计与施工规范》(XJTJ01-2001)[3],盐渍土地区边缘高出地面、高出地表长期积水位或地下水位的最小高度如表3所示。

盐渍土的处理方法主要有填换砂砾、提高路基、设置砂砾石隔断层等,这些方法主要以去除盐分、水分隔断、路基路面结构加固作为处理原则。盐分过多使得盐渍土具有盐胀、腐蚀、溶陷、加重翻浆等工程病害,去除盐分主要可采取换填法、浸水预溶法、化学处治法来实现;水分隔断主要是防止翻浆病害引起的路基浸水软化,它能消除水分的影响,保持相对干燥的环境,从而加强路基强度,主要提高路基和设置隔离层两种方法;结构加固能增强路基路面的稳定性与强度,主要通过强夯法、浸水预溶+强夯法、挤密桩加固地基、半刚性基层、石灰(沥青、水泥)稳定土壤这五种方法[4]。

2.2 盐渍土路基的施工技术

针对盐渍土地区的土壤情况,在此本文提出了路基基底处理、路基隔断层设置、路堤高度与填料含盐量控制、路肩防护措施等路基处理的施工技术。

(1)路基的基底处理。盐渍土含盐量大的土层大多分布在地表,处理路基基底时,应首先清除表土30 cm内的盐壳、盐霜、腐蚀质土和植被等。基底清除后应按相关规定回填,严格压实。对于承载能力较差的软基(承载力在80 Kpa左右)的土层应该填换成承载力为150 Kpa的粉质粘土层。

(2)隔断层的设置。隔断层应高出边沟流水位,满足冻深要求,并设在盐胀深度之下,一般情况下设在路床顶之下的80~150 cm处。通常采用沥青砂、油毛毡、土工膜等材料作为不透水隔断层,并在隔断层上下铺设8~15 cm的砂作为保护层,防止不透水材料失去隔水功能。

(3)路基高度与填料含盐量控制。需充分考虑水温特质、土质盐渍化程度、当地气候条件、盐胀强度、毛细水强烈作用高度、冻胀深度等各种相关因素,才能确定盐渍土的路堤高度。同时盐渍土路基的填筑施工中要严格控制填料的含盐量,如以戈壁砾石作为填料时,要求最大粒径不超过20 mm,小于0.5 mm的土含量不多于5%。

(4)路肩防护措施。盐渍土的溶陷、盐胀和腐蚀性,加之雨水冲蚀、行人车辆的踩踏破坏,使得路肩病害不容忽视。路肩防护一般采用泥结碎石强化加固土路肩,土壤压实度大于96%,泥结碎石路肩的宽度大约为20 cm,使路肩与路面平顺,保持应有的横坡,以便于路面排水。

盐渍土地区的公路施工过程中应根据工程的实际情况,因地适宜的采取相应的防护措施。如路基要合理设置排水系统,防止路基附近积水情况出现。路面的积水应通过横坡排到路基的范围以外,减少流水对路基的损害。对采用抗硫酸盐水泥配制的混凝土修建的涵洞、小桥等,为防止盐碱对混凝土的侵蚀,应在其表面涂抹沥青层。

3 结语

本文在分析了盐渍土公路路基的工程特征后,指出公路路基可能有盐渍土引起的道路病害情况,并依托工程的实践确定了盐渍土路基的处理方法与具体的施工技术,对盐渍土的路基施工有一定的启迪效果。

由于水文地质、气候、环境等多重条件的综合作用,盐渍土对不同地区的工程引起的病害情况不同,这将对该领域的深入研究和实际中盐渍土地区道路施工带来较大困难。全面掌握盐渍土的各项性能可从以下几方面深入下去。(1)针对不同区域盐渍土的具体特性,总结出契合相应工程实际的道路设计、盐渍土路基的处理方法及具体的施工技术;(2)深入研究盐渍土的病害机理,综合考虑热-水-盐-力等多重因素的耦合作用机理。今后的研究可从这两点深入下去,使得理论研究切实为工程实践所服务。

参考文献

[1] JTJ017-96,公路软土地基路堤设计与施工技术规范[S].

[2] 新疆公路学会主编.盐渍土地区公路设计与施工指南[M].北京:人民交通出版社,2006.

[3] XJTJ01-2001,新疆盐渍土地区公路路基路面设计与施工规范[S].

[4] 郑明权,李志农,付军锋.利用强夯法加固盐渍土老路路基的试验研究[J].交通科技,2005:77-80.endprint

摘 要:盐渍土作为一种特殊的土壤,在公路工程施工过程中易对公路的路基产生一定的病害作用。鉴于盐渍土的特殊物理特性,路基施工中如何有效地处理盐渍土路基,增强路基的承载能力,是盐渍土地区公路建设的关键技术难题。本文分析了盐渍土的工程特性,提出以去除盐分、水分隔断、路基路面结构加固为原则处理盐渍土路基,并对施工技术进行了相应的阐述,以期对工程实际有所帮助。

关键词:盐渍土 路基 施工

中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)03(b)-0059-02

随着我国西部大开发进程的推进,公路建设发展迅猛,在盐渍土地基上修建公路,地基的施工问题将是工程成败的关键问题。公路对路基的整体稳定性和形变要求相对较高,盐渍土地基的强度偏低,难以满足工程要求,因此,盐渍土的地基施工中要采取有效的处理措施。盐渍土公路地基处理技术主要借鉴《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》(JTJ017-96)[1]。但该规范只要针对一般软土地基的施工处理,对盐渍土并不完全适用。盐渍土不同于一般软土的力学、物理性质,对建筑材料的腐蚀性较强,盐渍土地基处理的材料与技术有一定的约束性。针对盐渍土地基施工中的问题,结合工程现场的具体条件,本文采用强夯、砾石桩、砾石换填、冲击辗压等处理方法,提出了可行的施工工艺,以期为盐渍土公路的路基施工提供必要借鉴。

1 盐渍土路基工程特性分析

盐渍土是包含盐土和在内的,不同盐化、碱化的各种类型土壤的总称[2]。盐渍土主要分布在各大洲和岛屿的滨海地区和干旱、半干旱地区,我国的盐渍土主要分布在东北部、西北部、及福建、山东等沿海城市,约占国土面积的30%以上。盐渍土的共性是土壤中含有显量的盐碱成分具有不良的物理化学性质,从而导致植物生长受到抑制,工程施工遭受瓶颈。盐渍土在铁路工程中,指的是地表下1.0 m深的土层内易溶盐平均含量大于0.5%的土;在公路工程中是指地表下1.0 m深的土层内易溶盐平均含量大于0.3%的土。

盐渍土按含盐性质不同可以分为氯盐渍土(Cl-/SO4离子比值>2)、亚氯盐渍土(Cl-/SO4离子比值为1~2)、亚硫酸盐渍土(Cl-/SO4离子比值0.3~<1.0)、硫酸盐渍土(Cl-/SO4离子比值<0.3)/碳酸盐渍土(CO3+HCO3/Cl-+SO4离子比值>0.3)这五种类型。盐渍土按盐渍化程度不同,可分为以下四类,如表1所示。

受温度、湿度、季节性的影响较大,盐渍土路基的盐胀性、溶陷性、腐蚀性等物理特性是引发盐渍土地区路基病害的重要原因。公路的主要病害特征表现为如表2所示。

2 盐渍土路基的处理方法与施工技术

2.1 盐渍土路基的处理方法

盐渍土的公路一般以填方路堤为主,路基的填筑高度应综合具体的水文地质、气候条件、盐胀深度、盐渍化程度、公路等级等因素综合而确定。改建工程应采用适当措施提高强度,做好加宽衔接。加宽部分易产生不均匀沉降差异,路基内含盐量超标,路基可能处于饱和状态,最终引起路面的早期的破坏。根据《盐渍土地区公路路基设计与施工规范》(XJTJ01-2001)[3],盐渍土地区边缘高出地面、高出地表长期积水位或地下水位的最小高度如表3所示。

盐渍土的处理方法主要有填换砂砾、提高路基、设置砂砾石隔断层等,这些方法主要以去除盐分、水分隔断、路基路面结构加固作为处理原则。盐分过多使得盐渍土具有盐胀、腐蚀、溶陷、加重翻浆等工程病害,去除盐分主要可采取换填法、浸水预溶法、化学处治法来实现;水分隔断主要是防止翻浆病害引起的路基浸水软化,它能消除水分的影响,保持相对干燥的环境,从而加强路基强度,主要提高路基和设置隔离层两种方法;结构加固能增强路基路面的稳定性与强度,主要通过强夯法、浸水预溶+强夯法、挤密桩加固地基、半刚性基层、石灰(沥青、水泥)稳定土壤这五种方法[4]。

2.2 盐渍土路基的施工技术

针对盐渍土地区的土壤情况,在此本文提出了路基基底处理、路基隔断层设置、路堤高度与填料含盐量控制、路肩防护措施等路基处理的施工技术。

(1)路基的基底处理。盐渍土含盐量大的土层大多分布在地表,处理路基基底时,应首先清除表土30 cm内的盐壳、盐霜、腐蚀质土和植被等。基底清除后应按相关规定回填,严格压实。对于承载能力较差的软基(承载力在80 Kpa左右)的土层应该填换成承载力为150 Kpa的粉质粘土层。

(2)隔断层的设置。隔断层应高出边沟流水位,满足冻深要求,并设在盐胀深度之下,一般情况下设在路床顶之下的80~150 cm处。通常采用沥青砂、油毛毡、土工膜等材料作为不透水隔断层,并在隔断层上下铺设8~15 cm的砂作为保护层,防止不透水材料失去隔水功能。

(3)路基高度与填料含盐量控制。需充分考虑水温特质、土质盐渍化程度、当地气候条件、盐胀强度、毛细水强烈作用高度、冻胀深度等各种相关因素,才能确定盐渍土的路堤高度。同时盐渍土路基的填筑施工中要严格控制填料的含盐量,如以戈壁砾石作为填料时,要求最大粒径不超过20 mm,小于0.5 mm的土含量不多于5%。

(4)路肩防护措施。盐渍土的溶陷、盐胀和腐蚀性,加之雨水冲蚀、行人车辆的踩踏破坏,使得路肩病害不容忽视。路肩防护一般采用泥结碎石强化加固土路肩,土壤压实度大于96%,泥结碎石路肩的宽度大约为20 cm,使路肩与路面平顺,保持应有的横坡,以便于路面排水。

盐渍土地区的公路施工过程中应根据工程的实际情况,因地适宜的采取相应的防护措施。如路基要合理设置排水系统,防止路基附近积水情况出现。路面的积水应通过横坡排到路基的范围以外,减少流水对路基的损害。对采用抗硫酸盐水泥配制的混凝土修建的涵洞、小桥等,为防止盐碱对混凝土的侵蚀,应在其表面涂抹沥青层。

3 结语

本文在分析了盐渍土公路路基的工程特征后,指出公路路基可能有盐渍土引起的道路病害情况,并依托工程的实践确定了盐渍土路基的处理方法与具体的施工技术,对盐渍土的路基施工有一定的启迪效果。

由于水文地质、气候、环境等多重条件的综合作用,盐渍土对不同地区的工程引起的病害情况不同,这将对该领域的深入研究和实际中盐渍土地区道路施工带来较大困难。全面掌握盐渍土的各项性能可从以下几方面深入下去。(1)针对不同区域盐渍土的具体特性,总结出契合相应工程实际的道路设计、盐渍土路基的处理方法及具体的施工技术;(2)深入研究盐渍土的病害机理,综合考虑热-水-盐-力等多重因素的耦合作用机理。今后的研究可从这两点深入下去,使得理论研究切实为工程实践所服务。

参考文献

[1] JTJ017-96,公路软土地基路堤设计与施工技术规范[S].

[2] 新疆公路学会主编.盐渍土地区公路设计与施工指南[M].北京:人民交通出版社,2006.

[3] XJTJ01-2001,新疆盐渍土地区公路路基路面设计与施工规范[S].

[4] 郑明权,李志农,付军锋.利用强夯法加固盐渍土老路路基的试验研究[J].交通科技,2005:77-80.endprint

摘 要:盐渍土作为一种特殊的土壤,在公路工程施工过程中易对公路的路基产生一定的病害作用。鉴于盐渍土的特殊物理特性,路基施工中如何有效地处理盐渍土路基,增强路基的承载能力,是盐渍土地区公路建设的关键技术难题。本文分析了盐渍土的工程特性,提出以去除盐分、水分隔断、路基路面结构加固为原则处理盐渍土路基,并对施工技术进行了相应的阐述,以期对工程实际有所帮助。

关键词:盐渍土 路基 施工

中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)03(b)-0059-02

随着我国西部大开发进程的推进,公路建设发展迅猛,在盐渍土地基上修建公路,地基的施工问题将是工程成败的关键问题。公路对路基的整体稳定性和形变要求相对较高,盐渍土地基的强度偏低,难以满足工程要求,因此,盐渍土的地基施工中要采取有效的处理措施。盐渍土公路地基处理技术主要借鉴《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》(JTJ017-96)[1]。但该规范只要针对一般软土地基的施工处理,对盐渍土并不完全适用。盐渍土不同于一般软土的力学、物理性质,对建筑材料的腐蚀性较强,盐渍土地基处理的材料与技术有一定的约束性。针对盐渍土地基施工中的问题,结合工程现场的具体条件,本文采用强夯、砾石桩、砾石换填、冲击辗压等处理方法,提出了可行的施工工艺,以期为盐渍土公路的路基施工提供必要借鉴。

1 盐渍土路基工程特性分析

盐渍土是包含盐土和在内的,不同盐化、碱化的各种类型土壤的总称[2]。盐渍土主要分布在各大洲和岛屿的滨海地区和干旱、半干旱地区,我国的盐渍土主要分布在东北部、西北部、及福建、山东等沿海城市,约占国土面积的30%以上。盐渍土的共性是土壤中含有显量的盐碱成分具有不良的物理化学性质,从而导致植物生长受到抑制,工程施工遭受瓶颈。盐渍土在铁路工程中,指的是地表下1.0 m深的土层内易溶盐平均含量大于0.5%的土;在公路工程中是指地表下1.0 m深的土层内易溶盐平均含量大于0.3%的土。

盐渍土按含盐性质不同可以分为氯盐渍土(Cl-/SO4离子比值>2)、亚氯盐渍土(Cl-/SO4离子比值为1~2)、亚硫酸盐渍土(Cl-/SO4离子比值0.3~<1.0)、硫酸盐渍土(Cl-/SO4离子比值<0.3)/碳酸盐渍土(CO3+HCO3/Cl-+SO4离子比值>0.3)这五种类型。盐渍土按盐渍化程度不同,可分为以下四类,如表1所示。

受温度、湿度、季节性的影响较大,盐渍土路基的盐胀性、溶陷性、腐蚀性等物理特性是引发盐渍土地区路基病害的重要原因。公路的主要病害特征表现为如表2所示。

2 盐渍土路基的处理方法与施工技术

2.1 盐渍土路基的处理方法

盐渍土的公路一般以填方路堤为主,路基的填筑高度应综合具体的水文地质、气候条件、盐胀深度、盐渍化程度、公路等级等因素综合而确定。改建工程应采用适当措施提高强度,做好加宽衔接。加宽部分易产生不均匀沉降差异,路基内含盐量超标,路基可能处于饱和状态,最终引起路面的早期的破坏。根据《盐渍土地区公路路基设计与施工规范》(XJTJ01-2001)[3],盐渍土地区边缘高出地面、高出地表长期积水位或地下水位的最小高度如表3所示。

盐渍土的处理方法主要有填换砂砾、提高路基、设置砂砾石隔断层等,这些方法主要以去除盐分、水分隔断、路基路面结构加固作为处理原则。盐分过多使得盐渍土具有盐胀、腐蚀、溶陷、加重翻浆等工程病害,去除盐分主要可采取换填法、浸水预溶法、化学处治法来实现;水分隔断主要是防止翻浆病害引起的路基浸水软化,它能消除水分的影响,保持相对干燥的环境,从而加强路基强度,主要提高路基和设置隔离层两种方法;结构加固能增强路基路面的稳定性与强度,主要通过强夯法、浸水预溶+强夯法、挤密桩加固地基、半刚性基层、石灰(沥青、水泥)稳定土壤这五种方法[4]。

2.2 盐渍土路基的施工技术

针对盐渍土地区的土壤情况,在此本文提出了路基基底处理、路基隔断层设置、路堤高度与填料含盐量控制、路肩防护措施等路基处理的施工技术。

(1)路基的基底处理。盐渍土含盐量大的土层大多分布在地表,处理路基基底时,应首先清除表土30 cm内的盐壳、盐霜、腐蚀质土和植被等。基底清除后应按相关规定回填,严格压实。对于承载能力较差的软基(承载力在80 Kpa左右)的土层应该填换成承载力为150 Kpa的粉质粘土层。

(2)隔断层的设置。隔断层应高出边沟流水位,满足冻深要求,并设在盐胀深度之下,一般情况下设在路床顶之下的80~150 cm处。通常采用沥青砂、油毛毡、土工膜等材料作为不透水隔断层,并在隔断层上下铺设8~15 cm的砂作为保护层,防止不透水材料失去隔水功能。

(3)路基高度与填料含盐量控制。需充分考虑水温特质、土质盐渍化程度、当地气候条件、盐胀强度、毛细水强烈作用高度、冻胀深度等各种相关因素,才能确定盐渍土的路堤高度。同时盐渍土路基的填筑施工中要严格控制填料的含盐量,如以戈壁砾石作为填料时,要求最大粒径不超过20 mm,小于0.5 mm的土含量不多于5%。

(4)路肩防护措施。盐渍土的溶陷、盐胀和腐蚀性,加之雨水冲蚀、行人车辆的踩踏破坏,使得路肩病害不容忽视。路肩防护一般采用泥结碎石强化加固土路肩,土壤压实度大于96%,泥结碎石路肩的宽度大约为20 cm,使路肩与路面平顺,保持应有的横坡,以便于路面排水。

盐渍土地区的公路施工过程中应根据工程的实际情况,因地适宜的采取相应的防护措施。如路基要合理设置排水系统,防止路基附近积水情况出现。路面的积水应通过横坡排到路基的范围以外,减少流水对路基的损害。对采用抗硫酸盐水泥配制的混凝土修建的涵洞、小桥等,为防止盐碱对混凝土的侵蚀,应在其表面涂抹沥青层。

3 结语

本文在分析了盐渍土公路路基的工程特征后,指出公路路基可能有盐渍土引起的道路病害情况,并依托工程的实践确定了盐渍土路基的处理方法与具体的施工技术,对盐渍土的路基施工有一定的启迪效果。

由于水文地质、气候、环境等多重条件的综合作用,盐渍土对不同地区的工程引起的病害情况不同,这将对该领域的深入研究和实际中盐渍土地区道路施工带来较大困难。全面掌握盐渍土的各项性能可从以下几方面深入下去。(1)针对不同区域盐渍土的具体特性,总结出契合相应工程实际的道路设计、盐渍土路基的处理方法及具体的施工技术;(2)深入研究盐渍土的病害机理,综合考虑热-水-盐-力等多重因素的耦合作用机理。今后的研究可从这两点深入下去,使得理论研究切实为工程实践所服务。

参考文献

[1] JTJ017-96,公路软土地基路堤设计与施工技术规范[S].

[2] 新疆公路学会主编.盐渍土地区公路设计与施工指南[M].北京:人民交通出版社,2006.

[3] XJTJ01-2001,新疆盐渍土地区公路路基路面设计与施工规范[S].

[4] 郑明权,李志农,付军锋.利用强夯法加固盐渍土老路路基的试验研究[J].交通科技,2005:77-80.endprint

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