新疆盐渍土公路路基病害处理措施

2014-11-17 02:43甘彦文
交通运输研究 2014年14期
关键词:盐渍砾石毛细

甘彦文

(新疆华天工程建设有限责任公司,新疆 乌鲁木齐 830011)

0 引言

尽管我国公路建设事业发展迅速,但部分地区仍存在着影响公路建设的问题。我国的新疆地区,存在着大面积的盐渍土。盐渍土具有不同程度的盐碱化,在公路工程中,盐渍土为地表下1m内易溶盐含量不低于0.3%的土。盐渍土的具体分类见表1。

表1 盐渍土分类表

1 新疆盐渍土公路路基的病害

与普通土不同,盐渍土主要由空气、水盐溶液、结晶盐以及土颗粒组成。当温度发生变化且浸入盐渍土中的水达到一定量后,土质的易溶结晶盐将会在水中融化为液体,并且填充在土的气体孔隙内。此时,盐渍土的气相将消失,转变为固、液两相体。盐渍土在此转变过程中,其内部会发生结构破坏和土体变形。在相反的情况下,盐渍土会产生逆转换,此时也同样伴随着土体的体积变化。因此,盐渍土在相体转变过程中,会对建立在盐渍土上的建筑物造成不利的影响。

(1)溶陷

对于氯化物盐渍土而言,其对公路造成的最主要病害为溶陷。

氯化物盐渍土在淡水的作用下,盐分会被溶解带走,此时土体强度将逐渐降低。建立在氯化物盐渍土上的公路路基或结构层,在土体强度降低的情况下会出现沉陷、孔洞等破坏(如图1所示),并逐渐反映到公路面层上,这给行驶中的车辆带来危险。

图1 盐渍土路基出现沉陷、孔洞等破坏

(2)翻浆

当盐渍土中所含易溶盐晶体发生聚冰、脱水以及吸湿潮化时,土基饱水从而造成其承载力降低。承载力低的土基在荷载的反复作用下会出现翻浆现象,从而使路面泥泞、湿滑,影响行车的正常通行。

翻浆主要出现在氯化物盐渍土中。翻浆主要受土质、温度、水以及公路荷载的影响,其相互作用引起路面翻浆。

(3)盐胀

盐胀现象主要发生在含硫酸盐的盐渍土中。在温度降低时,盐渍土中的硫酸盐吸水发生结晶,此时体积会增加,促使土体膨胀。在温度升高时,硫酸盐结晶体又将发生失水体积减小的现象,致使土体疏松。随着温度的变化,盐胀现象伴随的体积变化,会导致地表松胀从而引起路基路面不平整,甚至开裂。

(4)腐蚀

当盐渍土中的易溶盐与公路工程中所使用的材料发生化学反应时,致使这些材料的性能发生变化,即腐蚀现象。公路的腐蚀会导致路面的破坏。

腐蚀破坏主要表现为钢筋的锈蚀、混凝土的开裂以及路面结构层开裂等问题。

2 病害的处理措施

某高等级公路,其第6合同段为氯盐弱盐渍土,表层含量为0.954,深度含量为0.565,50cm内的深度含量为0.223。针对该合同段盐渍土问题,经过分析采用提高路基法进行处理。该公路第8合同段穿越盐生芦苇低洼地段,路堤平均高度为2.40m。根据地质勘察数据可知,该段地表盐渍土的含盐量较高,超过1m深度后,含盐量逐级减小。经过分析,该段采用换填法进行处理。在第9合同段中,土层主要为强硫酸盐渍土,采取设置砾石隔断层的措施。

下面针对提高路基高度法、换填法以及设置隔断层法的具体处理措施加以介绍。

(1)提高路基高度法

为减少水分和盐分进入路基上部,采用提高路基高度法,即适当增加路基填筑高度,以减少盐渍对上部路床的影响,从而有效地减轻盐胀现象。一般情况下,在排水不良或过湿的地段采用这种方法。在部分盐渍土地区,由于水位较高,应控制路堤高度至不再盐渍化的最小高度内,以使路基避免受到冻害和再盐渍化的影响。

提高路基高度法施工简单,是最普遍采用的措施。该措施只适用于弱中盐渍土地段,硫酸盐地段不适宜采用这种方法。在施工中,首先应对路基表面进行清理,包括清除表面的植被、盐壳等。清理完成后,按照规定要求对路基进行分层填筑。另外,施工中应严格保证填料满足要求,填料应为非盐渍土,并且具有较好的透水性。

本工程第6合同段设计采用提高路基法,路基提高了4.1m。对表面进行清理之后,即可就近采用砾石进行填筑。在该合同段采用这种方法,效果甚佳。

(2)换填法

当低填浅挖地段公路路基的含盐量超过标准、路床过湿、盐渍土的压实度无法满足要求或者路基标高受到限制时,可以采用换填法进行盐渍土的处理。换填法一般坚持就近取材的原则,采取的材料为砂砾或者风积砂,换填的高度应综合考虑实际的工程地质资料以及填料的试验结果,换填高度不得小于1m。

换填法所采用的材料必须保证为非盐渍土,同时应具有一定的强度。通常情况下,换填法的材料可以选择砾石土或者风积砂,这两种材料都具有一定的强度。从路基中挖出的盐渍土不得堆积在公路路基的坡脚处,应集中堆积在指定场地,并且该场地的选址应满足距离路线不小于30m的要求,以避免路基再次盐渍化。

本工程第8合同段采用换填法。经过综合考虑分析,设计换填的厚度为1.2m,材料为砾石土。此措施,基本上清除了盐渍土,解决了盐渍土的危害。

(3)设置隔断层法

隔断层法是在公路路基的某一层位设置一定厚度的隔断层。隔断层的设置可以有效的隔断毛细水的上升润湿,从而防止水分和盐水进入路基的上部,最终避免路基上部受到盐渍土的影响而出现的路基或路面破坏。隔断层所使用的材料有:土工布、风积沙货河砂、砾石、油毛毡等。根据不同的使用情况和要求,可以选择最适宜的材料作为隔断层。其中土工布、沥青砂以及油毛毡为不透水的材料,它们作为隔断层可以有效防止毛细水和气态水进入路基上部,而砾石和风积砂为透水材料,只能防止毛细水的上升。

当盐渍土路基中出现盐胀问题,最有效、最简单的处理方法为设置隔断层。通常情况下,在中强盐渍土地段可以采用这种方法,特别是在硫酸盐渍土中、受地面水或地下水毛细水影响的路基、标高受限制的挖方路堑或被利用的原有路基含量超限路段。

设置隔断层法在本工程中的应用有效地解决了盐胀的问题。本工程第3合同段采用了二布一膜的针刺复合土工膜,取得了良好的改善效果。在第9合同段的中、强硫酸盐渍土中采用了砾石隔断层,所用材料是粒径为5~50mm的砾石,厚度为400mm,砾石隔断层有效地防止了毛细水的上升,对盐胀现象起到了很好的改善作用。

3 结语

本文介绍了新疆盐渍土公路路基病害的特点,重点分析了盐渍土地区公路路基病害的处治方法,对路基提高法、换填法和设置隔断层法等进行了比较分析,并找出了最优方案。

[1]王兆东,张雷.盐渍土对路基的危害及防治[J].辽宁交通科技, 2005(1):30-31.

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