盐渍土对公路危害的浅析及处理措施论文_皮勇

盐渍土对公路危害的浅析及处理措施论文_皮勇

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摘要:盐渍土是一种土层内合有石膏、芒硝、岩盐(硫酸盐或氯化物)等易溶盐且其含量大于0.5%的土。具有溶陷性、膨胀性和腐蚀性,其地基承载力变化大,随着季节和气候的变化而变化,在干燥时盐分呈结晶状态,地基承载力较高,一旦浸水后,晶体溶解变为液体,承载力降低,压缩性增大;土中含硫酸盐类结晶,体积膨胀,溶解后体积缩小,易使地基土的结构破坏,强度降低并形成松胀盐土;由于盐类遇水溶解,使地基容易产生溶蚀现象,降低地基的稳定性。

关键词:盐渍土;危害;预付措施;

1 公路路基盐渍土的类型及其危害

盐渍土地区公路路基危害主要有以下几种类型:

1.1 氯盐渍土。氯盐渍土中氯盐有较强的吸湿性与保湿性,易溶解,使土的最佳含水量降低,引起路基强度降低及不稳定。当含盐量多时,会造成湿陷、坍陷等病害。用氯盐渍土填筑的路堤易吸水软化,降低路堤土体强度。

1.2 硫酸盐渍土。硫酸盐渍土的主要盐质为硫酸钠,其溶解度随温度而变化,在温度为32.4℃时溶解度达到峰值。Na2SO4低温下溶解度低,产生吸水结晶,体积膨胀,其结晶体所需要的水分约为自身质量的1.27倍,结晶后的硫酸钠的体积为无水硫酸钠的3.1倍。硫酸钠在温度变时,时而吸水结晶体积膨胀,时而脱水体积缩小,如此反复胀缩,破坏了土的结构改变了土的密度。如用硫酸盐体积分数超过2%的盐渍土填筑路堤,由于温差的影响路堤土体中的硫酸盐体积反复变化,导致路堤土体结构遭到破坏,影响路堤稳定。其危害主要有:土壤盐分体积的变化会使路基表面疏松,边坡呈蜂窝状;会导致路肩疏松,且盐土粉末容易被风吹蚀;土壤中硫酸盐含量过高时会造成路面鼓包、破裂。

1.3 碳酸盐渍土。碳酸盐渍土具有强碱性反应,又称碱性盐渍土或简称碱土,也有一定的膨胀性,塑性和黏附性较大,遇水后引起土体膨胀导致路面泥泞不堪。

2 盐渍土的主要病害

2.1 溶陷

盐渍土对公路有很多方面的病害,溶陷是其中的一种。发生这种病害的原因是因为道路盐渍土路基或者结构层在淡水的作用下,盐分出现溶解的情况,并且被水分带走了,从而就导致了土体强度的丧失。同时在荷载或者自重的作用下,盐渍土路基或者结构层就出现了严重的出现沉陷、孔洞等破坏,并且被逐渐放映到路面层,甚至有一些盐渍土地区的路面由于湿陷而出现了溶洞的现象,从而就给车辆的通行带来了很大的安全隐患。

2.2 盐胀

盐胀是指含有丰富的硫酸盐的盐渍土,在温度降低的时候硫酸盐可以吸收水结晶、并且使体积变大,从而就促使土体出现了膨胀的现象;在温度升高的时候,硫酸盐会出现脱水的情况,这样就促使体积变小,由于这个过程是反复作用的,从而就使得土体结构遭到破坏,导致土体疏松。此外,由于盐胀会随着温度变化而体积发生变化,这样就使得地表出现了松胀的可能或者公路路基路面出现了局部不平、鼓起开裂的情况。

2.3 腐蚀

腐蚀主要是由于盐渍土中所含容易溶盐与工程中所使用的金属材料、非金属制成品发生化学反应,就导致了这些材料或者制成品的性能发生恶化,从而使得最道路出现了破坏的情况。这样的病害在道路工程中最常见的就是钢筋锈蚀、混凝土或者粘土制成品粉化开裂等。

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3 盐渍土公路路基病害的防治措施

3.1 预防措施

(1)清除地基表层松散土层及含盐量超过规定的土层,使基础埋于盐渍土层以下,或采用含盐类型单一和含盐低的土层作为地基持力层或清除含盐多的表层盐渍土而代之以非盐渍土类的粗颗粒土层(碎石类土或砂土垫层),隔断有害毛细水的上升。

(2)铺设隔绝层或隔离层,以防止盐分向上运移。

(3)采用垫层、重锤击实及强夯法处理浅部土层,可消除基土的湿陷量,提高其密实度及承载力,降低透水性,阻挡水流下渗;同时破坏土的原有毛细结构,阻隔土中盐分向上运移。

(4)厚度不大或渗透性较好的盐渍土,可采取浸水预溶,水头高度不应小于30cm,浸水坑的平面尺寸,每边应超过拟建房屋边缘不小于2.5m。

(5)对溶陷性高、土层厚及荷载很大、或重要建筑物上部地层软弱的盐沼地,可根据具体情况采用桩基础、灰土墩、混凝土墩或砾石墩基,深入到盐渍临界深度以下。

3.2 处理措施

硫酸盐渍土路基的处理应针对土基的盐渍化程度、当地工程地质、水文地质、地形和筑路材料等条件。目前,我国高速公路上常用的软基处理方法主要有:换土垫层法、强夯法、土工聚合物加筋法、碎石桩法等,本节主要介绍这几种常用地基处理方法的加固机理并分析其加固效果和适用范围,进行经济技术比较。

1)、换土垫层法

当软弱地基的承载力和变形满足不了设计要求而且软弱层的厚度不是很大时,将基础底面下处理范围内的软弱土层部分或全部挖去,然后分层换填强度较大的砂(碎石、素土、灰土、高炉千渣、粉煤灰)或其它性能稳定、无侵蚀性的材料,并压(夯、振)实至要求的密实度为止,这种地基处理方法称为换土垫层法。按回填不同材料形成的垫层,命名为该种材料的垫层,如砂垫层、碎石垫层、素土垫层、干渣垫层和粉煤灰垫层。

2)、强夯法

强夯法是20世纪60年代末首先在法国发展起来的,国外又称之为动力固结法。一般是通过8~30t的重锤采用8~20m的落距,对地基施加强大的冲击能,在地基中形成冲击波和动应力,通过压密和振密来加固地基土,达到提高强度、降低压缩性、改善砂土的抗液化条件、消除湿陷性的目的。经过30年的发展强夯法已广泛用于工业与民用建筑、仓库、油罐、公路、铁路、飞机场跑道及码头的地基处理中。

3)、碎(砂)石桩

碎石桩和砂桩总称为碎(砂)石桩,是指用振动、冲击或水冲等方式在软弱地基中成孔后,再将碎石或砂挤压入已成的孔中,形成大直径的碎(砂)石所构成的密实桩体。碎石桩复合地基自1977年在我国首次应用以来已取得了很大成绩,积累了很多许多工程经验。

4)、设置隔断层

在路基内设置隔断层,防止水分和盐分进入路基上部。

⑴、土工布或薄膜隔断层在中强盐渍土地区修建次高级路面以上的公路路基,宜采用土工布或塑料薄膜隔断措施,以防止路基水分与盐分的上升。土工布或薄膜的隔断位置,宜设在路基边缘以下0.8-1.5m处,并高出边沟流水位20cm以上。挖方路段应设在新铺路面垫层以下,至少30cm,并应对挖方路段边沟加大加深,确保隔断层高出边沟流水位。

结束语

以上是盐渍土对路基路面危害处理方法的几点经验体会,希望对道路的管理带来一些可借鉴的地方,同时也愿和大家一道为推动路基路面养护事业向前发展贡献力量,在实际工程实践中取得理想的效果。

论文作者:皮勇

论文发表刊物:《基层建设》2017年第22期

论文发表时间:2017/11/20

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