高立勇
摘要:目前關(guān)于鹽漬土地基對路堤的影響規(guī)律缺乏相關(guān)研究,現(xiàn)行路基設(shè)計規(guī)范的相關(guān)規(guī)定依據(jù)不足;本文就濱德高速公路的鹽漬土路基處理方法做一簡要介紹,僅供同行參考。
關(guān)鍵詞:鹽漬土 路基 施工
Abstract: at present about saline soil foundation embankment on the influence law of the relative lack of research, the relevant provisions of the regulation of the roadbed design based on insufficient; This paper's coast highway subgrade treatment methods of saline soil paper introduces, only for reference to fellow.
Keywords: saline soil subgrade construction
中圖分類號:TU74
文獻標識碼:A 文章編號:
1、概述
鹽漬土和土壤次生鹽漬化問題出現(xiàn)在世界各地的干早、半干早以及半濕潤地區(qū),己成為制約人類社會發(fā)展和進步的一個世界性的資源與環(huán)境問題。到目前為止,國內(nèi)外有關(guān)鹽漬土的研究以農(nóng)業(yè)方面(如對植物生長和農(nóng)田水利等)最為深入,而將其作為路基填料,對其
物理、力學(xué)、化學(xué)等工程性質(zhì)的研究尚較缺乏。鹽漬土地區(qū)的工程勘察、土工試驗以及工程的設(shè)計和施工方面也存在著許多實際問題,沒得到很好的研究解決。
濱州至德州(魯冀界)公路高速是山東省“五縱四橫一環(huán)”高等級公路網(wǎng)“一橫”和“一環(huán)”的重要路段,起點為濱州鄧王互通,終點為德州魯冀界,與河北省已建成的衡德高速相接,雙向四車道,全長144.062公里。濱德高速公路沿線土地不同程度地存在鹽漬化現(xiàn)象,特別是濱州與德州東部地區(qū),鹽漬土出現(xiàn)不同程度的出露現(xiàn)象,水塘邊、田埂、排灌渠等處表現(xiàn)更為明顯。鑒于全線鹽漬化情況較為復(fù)雜,分布情況較廣,為保證工程質(zhì)量,分析病害影響程度,采取切實可行的處置方案,使鹽漬土路基處理技術(shù)科學(xué)、合理、經(jīng)濟,濱德高速公路制定了一些有針對性的措施。
2、鹽漬土路基病害類型
2.1溶蝕性
主要是氯鹽漬土 ,其次是硫酸鹽漬土 ,浸水 后土中鹽分溶解,可形成雨溝、洞穴,甚至濕陷、坍陷等。
2.2鹽脹
硫酸鹽漬土鹽脹作用強烈 。在 冬季 ,土基 內(nèi)的鹽脹,可導(dǎo)致路面不平、鼓脹、開裂,是鹽漬地區(qū)高等級公路最突出的病害。路基邊坡及路肩表層在晝夜
溫度變化所引起的鹽脹反復(fù)作用下,變得疏松、多孔 ,易遭 風蝕 ,并易陷車 。
凍脹
氯鹽漬土,當含鹽量在一定范圍內(nèi)時,由于冰點降低、水分聚流時間加長,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)生輕微凍脹。
硫酸鹽漬土對凍脹具有和氯鹽漬土類似的作用,但冰點降低不如氛鹽漬土多,因此,影響不如氯鹽漬土顯著 。
碳酸鹽漬土由于透水性差 ,可減輕凍脹 。
2.3翻槳
氯鹽漬土 ,當含鹽量在一定范 圍內(nèi)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,在降低冰點方面,其作用和氯鹽漬土類似,因此,也可加重翻漿,但不如氯鹽漬土顯著。春融時 ,結(jié)晶硫酸鈉脫水可引起加重翻漿的作用。
此外,鹽漬土一般具有較強的吸濕性。因土中的吸附性陽離子存在,所以遇水后能吸附比較多的水分,使鹽漬土變軟,路基支撐能力下降。
3.鹽漬土地區(qū)路基的主要處理方法
3.1設(shè)置隔離層法
在路基內(nèi)設(shè)置隔離層,防止水分進人路基上部。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汽態(tài)水,則可用瀝青、土工布等不透水材料修筑。隔離層的埋置深度,對高等級公路要滿足減少鹽脹、凍脹的要求,同時考慮經(jīng)濟性和耐久性,一般以不小于1.0--1.5 m為宜。隔斷層是處治路基鹽脹最有效、最簡便的措施,應(yīng)優(yōu)先考慮采用。
3.2提高路基法
提高路基高度以減少進人路基上部的水分和鹽分,施工簡便,亦是最常用的措施。但要往意的是,如果提高高度不足,則效果不佳,若提高太多,也存在縱面隨之調(diào)整間題。當凍深大于1 m,粉質(zhì)亞枯土硫酸鹽漬土路基要高出地下水位 6-7 m才能有效防治鹽脹。因此,如果使路基產(chǎn)生鹽脹的水分中汽態(tài)水占有較大比重,則不宜單純采用此法。
3.3降低地下水位法
降低地下水位,以減少進人路基上部的水分和鹽分。與上法類似,地下水位需降到一定的深度才有較好效果。如果產(chǎn)生鹽脹的水分中汽態(tài)水占有較大比重 ,亦不宜單純采用此 。
3.4化學(xué)處理鹽漬土法
對路基上層的硫酸鹽演土進行化學(xué)處理,使土中的易溶鹽成分和性質(zhì)發(fā)生變化,從而不再產(chǎn)生鹽脹或減輕鹽脹。目前所用的摻加劑,效果明顯的有:CaCl2,BaC12等。
Na2SO4 +CaC12 → CaSO4 +2NaCl
Na2SO4 + BaCl2 → BaSO4+2NaCl
為使化學(xué)處理的鹽演土不受下層水分和鹽分的影響,路基底部應(yīng)設(shè)置隔離層 。
3、濱德高速公路鹽漬土處理方法
3.1 鹽漬土處置方案
3.1.1濱州段鹽漬土處置:
填高小于3m的,對中~強鹽漬土,先清表30cm,然后在路基頂面下160cm處設(shè)土工布隔斷,土工布采用防滲復(fù)合土工布,即兩布一膜;填高小于3m的,在弱鹽漬土路段,在清除表面鹽漬土后,將路基頂面30cm進行摻灰處理。
圖5-24 濱州段中-強鹽漬土土工布隔斷圖
3.1.2德州段鹽漬土處置:
根據(jù)填高H控制, 1.6m<H<3m,在地面上30cm處鋪設(shè)復(fù)合土工膜, H<1.6m的,在地面上80cm處鋪設(shè)土工膜。
圖5-25 德州段鹽漬土處置(1.6m<H<3m)
德州段鹽漬土處置(H<1.6m)
3.2鹽漬土路基處置方案
3.2.1處置依據(jù)
不同鹽漬土種類病害類型不同;鹽漬化程度;路基填土高度不同,毛細上升高度不同,鹽漬化高度范圍不同;規(guī)范中對路基填料的規(guī)定
對地表泛鹽嚴重路段,應(yīng)先清表,鏟除地表0.2—0.5m厚的表層鹽漬土。鹽田地段必須排放鹽池中的鹵水,鏟除池底不小于0.3m厚的鹽皮及高含鹽量的土層,非鹽田段鏟除地表不小于0.2m的鹽霜層。
3.2.2弱鹽漬土路段,根據(jù)填高和鹽漬化種類不同,清表后采用以下處置措施。
弱氯鹽漬土,填高小于2m路段,在路床區(qū)底部(距頂面80cm處)設(shè)置一層土工布,如下圖
圖5-27弱氯鹽漬土處置示意圖
弱硫酸鹽漬土,填高小于3m路段,在上路堤底部(距頂面150cm)設(shè)置一層土工布,如下圖
圖5-28弱硫酸鹽漬土處置示意圖
弱碳酸鹽鹽漬土路段不作處理。
3.2.3中度鹽漬土填高小于3m路段均需做鹽分隔斷,并需加強坡腳處理,處理措施如下。
①中氯鹽鹽漬土,在上路堤底部(距頂面150cm)設(shè)置一層土工布,坡腳可用兩種方式加強處理:①邊坡處鋪設(shè)雙層土工布②邊坡用二灰土或水泥土加強。見下圖。
圖5-29中氯鹽漬土處置①
圖5-30中氯鹽漬土處置②
②中度硫酸鹽鹽漬土,在路基頂面向上22cm處設(shè)置土工布,坡腳可用兩種方式加強處理:①邊坡處鋪設(shè)雙層土工布②邊坡用二灰土或水泥土加強。見下圖。
圖5-31中度硫酸鹽鹽漬土處置①
圖5-32中度硫酸鹽鹽漬土處置②
③中度碳酸鹽鹽漬土路段,僅處理坡腳,如下圖。
圖5-33中度碳酸鹽鹽漬土處置①
圖5-34 中度碳酸鹽鹽漬土處置②
4、濱德路鹽漬土路堤處置質(zhì)量控制措施
4.1鹽漬土路基施工處理措施
4.1.1路基填筑施工前,將現(xiàn)場的草皮、腐殖土、植物根莖等不適宜材料徹底清除,然后將現(xiàn)場整平夯實,進行填前碾壓,一般清表厚度為20cm,
4.1.2路基段的地表植被、鹽殼、腐殖質(zhì)土必須清除后再壓實。弱鹽漬土,清表深度30cm;中鹽漬土,強、過強鹽漬土清表深度50cm。
4.1.3過濕地段應(yīng)排除積水,挖出表層濕土后換填,換填厚度不小于30cm。
4.1.4排水不良的過濕路段,路基最小高度需大于3m,并設(shè)置1-2m護坡道,護坡道頂面高出長期及水位0.5m以上。
4.1.5路基填方高度≦2m的路基,最高地下水位在1.7m以下時,路基填土20cm后設(shè)置土工布;最高地下水位在1.7m以上時,路基20cm采用3% 劑量的水泥處置土,上部設(shè)置土工布。
4.1.6鹽漬土路段必須設(shè)置完善的排水設(shè)施。當?shù)叵滤惠^高、排水困難時,應(yīng)在路基兩側(cè)設(shè)置排(截)水溝,排(截)水溝距路基坡腳大于2m,溝深大于1m。
4.2鹽漬土利用技術(shù)方案
4.2.1路基清表后,清除的不適宜材料外運至業(yè)主或監(jiān)理指定的地點;在不適宜材料的運輸、堆棄過程中,做好環(huán)境保護工作。棄土堆整齊堆碼,周圍做好排水設(shè)施,保證不占用耕地,不侵占河道。根據(jù)取土場不同鹽漬土類型和鹽漬化程度,確定不同利用技術(shù)方案。
4.2.2取土場上部存在鹽漬土鹽殼時,應(yīng)清除鹽殼,清除厚度30-50cm。
4.2.3弱鹽漬土、中(亞)氯鹽漬土用于高度大于2m路基的下路堤頂部(距地面高度1.5m以上),邊坡150cm厚度范圍內(nèi)采用良好的土質(zhì)包邊。
4.2.4中度鹽漬土改性后用作路基填料。根據(jù)土質(zhì)、鹽漬土類型,分別采用不同的改性方法。對碳酸鹽鹽漬土,采用水泥改性、石灰改性、二灰改性等改性措施。具體方案通過試驗研究確定。
4.2.5強鹽漬土、過鹽漬土不予利用。
4、結(jié)束語
目前關(guān)于鹽漬土地基對路堤的影響規(guī)律缺乏相關(guān)研究,現(xiàn)行路基設(shè)計規(guī)范的相關(guān)規(guī)定依據(jù)不足;現(xiàn)有的鹽漬土利用技術(shù)尚不成熟。濱德高速公路穿越的區(qū)域是典型鹽漬土地區(qū),影響范圍大,本項目采取的針對鹽漬土的施工處理措施方案還比較簡單,且因工程剛剛竣工,處理效果尚未經(jīng)過時間檢驗,處理措施僅供同類型的工程項目參考。
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