盐渍土对路基路面的危害及解决措施研究

(整期优先)网络出版时间:2022-10-26
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盐渍土对路基路面的危害及解决措施研究

吴锦花

 新疆交通科学研究院有限责任公司 新疆乌鲁木齐市沙依巴克区830021

摘要:道路工程项目的增多,使得在实际的施工过程中可能会面临各种复杂、恶劣的施工条件,比如,盐渍土的存在,由于其特殊的形成机理,使得盐渍土对于路基路面的危害非常大,如果在施工过程中缺乏对盐渍土的相应处理,就会造成严重的路基路面质量问题。因此,道路工程中,需要加强对盐渍土的有效处理。

关键词;盐渍土;路基路面;危害解决;措施研究

引言

我国是一个地大物博的国家,拥有960万平方公里的领土,盐渍土广泛分布在祖国的西藏和青海等高原地区。这种特殊的土质的物理力学性能会随着盐渍类型、含盐量、气候条件等因素的变化而产生明显的差异。因而,在盐渍土地区进行公路施工,路基路面时常出现各种各样的质量问题,常见的有溶蚀、翻浆、盐胀、道路附属结构遭到腐蚀和破坏等。

这些问题的存在,极大地影响公路路基的稳定性和承载力,使道路在投入使用后因载荷等物理压力下出现裂缝、沉降、坑槽等质量问题,严重地影响公路的正常使用,也使公路存在着较大的安全隐患。基于此,公路施工必须充分考虑地质条件,对特殊的盐渍土施工地区,要结合实际分析盐渍土对公路路基路面产生的危害,找到出现道路施工质量问题的各种原因,并针对性地提出有效的防治措施,最大限度地降低盐渍土对公路施工质量造成的影响。

1盐渍土形成原因

在一些地区,分布着大片的盐渍土,该种土质条件相对较差,如果在这种土质条件下进行各类的项目建设,必须要结合其盐渍土的形成原因,采取必要的处理措施。综合来看,地形、地质、气候、水文条件等均与盐渍土的形成有着直接的关系,但其决定性的因素是盐土母质、径流条件与盐分迁移凝聚能力。

很多地区盐渍土的积盐过程是由水流作用所造成的,在一些干旱的戈壁沙漠地区,风力也会起到一定的作用。除了我国的海滨地区,大部分盐渍土都分布在干旱或者半干旱气候区,整体气候呈现出全面降水量小、蒸发量大、年平均降水量不足的特征。由于我国为典型的季风性气候,受到季风气候的影响,盐渍土的盐分也呈现出明显的季节性特征,夏季的降水量充沛,土壤会表现出季节性脱盐的特性,为春季和秋季相对干燥,降水量高于蒸发量,土壤中积盐过多,各个地区的脱盐与积盐存在着明显的差异。

2盐渍土对公路路基路面造成的危害分析

在青藏高原等特殊的盐渍土地区,公路施工路基路面会不同程度地受到盐渍土的影响和危害,笔者结合自己的施工经验和认识对几种最常见的集中危害形式加以分析。

一是盐胀:土体中所含的强亲水性黏土矿物质是引起土体膨胀的主要原因,这些强亲水性黏土矿物质既存在于一般土体中,也存在于盐渍土之中。然而,盐渍土之所以具有更强的膨胀度,主要源于在这些特殊的高寒地区,由于温度降低,土体过多的失水,盐渍土土体中盐渍会出现结晶膨胀,从而对公路路基路面产生较大的影响。

在这种膨胀作用的影响下,公路路基就会疏松变形,发生沉降,从而影响公路路基的整体稳定性和承载力,造成路基发生开裂,引起路面变形、隆起、断裂,从而影响公路的正常使用。与此同时,盐胀还会对道路边坡产生较大的影响,它可能使道路坡面出现排水不顺畅、稳定性下降甚至坡面断裂。

盐渍土土体出现盐胀的原因与土体含盐的多少有关,在其他因素相同的情况下,土体中含有的硫酸钠越多,土体出现盐胀的可能性越大;盐胀还与土体的含水量有关,如果土体中含水量较高,盐可能被水分带走,这样因含盐量的降低就不会出现大规模的盐冻破坏。如果土体中的含水量过低,因水分的缺乏而形成含水结晶体。

由此不难看出,只有土体中含水量适中,通常处于12%~21%的范围时才会使盐渍土出现盐胀;同时,发生盐胀还与土体的密实度密切相关,如果土体的密实度较高,水分进入土体的难度加大。如果土体的密实度不断增大,盐渍土土体发生盐胀的可能性则逐渐降低;另外,温度也直接会影响到盐胀的发生,这是由于温度升高后土体中水分含量降低,土体中的盐渍就会被析出,以固态的形式存在。

到了冬季,随着温度的降低,土体中的水分逐渐饱和,会使更加深层次的土层中的硫酸盐因吸水而结晶,这样会使体积逐渐变大,从而导致盐渍土土体发生盐胀;除此之外,荷载对盐胀的发生也会产生较大的影响,由于载荷压力越大越不利于盐分晶核的形成,因此土体表层发生盐胀的几率更高。

二是溶蚀:在雨水的冲刷下,盐渍土路基中的盐分会溶解于雨水之中,并随着雨水渗透到更深的土体中,使的路基顶部土体的含盐量减少,造成土体孔隙率不断变大,土质更加疏松,这样就会使路基的承载能力大幅下降,稳定性也逐渐降低,从而出现溶蚀。

引起盐渍土土体发生溶蚀与水、土等多种因素有关。水作为形成溶蚀破坏最常见的外因,是不容忽视的因素。这是由于当水处于不饱和状态时,随着水的迁移可以将土体中那些易溶盐分被带走,这样就会大大增加路基填土的孔隙率,随着孔隙率的增大使路基的承载力逐渐降低;土体中含盐量的高低也会直接影响到溶蚀的形成,当土体中的含盐量较高时,盐分的流失会引起土体结构疏松,路基的稳定性受到极大破坏,出现较严重的溶蚀破坏[1]。

三是翻浆:作为盐渍土地区公路路基路面破坏的一种主要形式,造成翻浆与盐渍土的特性和水等因素有关。较之普通的土体,盐渍土具有较大的特殊性,其中含有较多的易溶盐,会随着自然条件的变化而发生变化,呈现出固态和液态不同的存在形式,并随着固液形态的转化而转化,随着转化使公路出现路基路面发生翻浆;水的渗透会大大增加路基的含水量,随着气温的降低,因冰冻发生水分迁移,增大路基下土层的含水量,当气温升高时导致公路路基路面发生翻浆。

3盐渍土路基路面病害的防治措施

3.1换土垫层法

盐渍土路基路面的处理方面,可以选用换土垫层法,这一技术在具体的应用过程中,不需要使用其他的机械设备,具有施工操作的便捷性,施工质量控制的难度相对较小。为保障盐渍土路基路面良好的施工效果,施工过程中需进行分层的质量控制,这一质量控制方式下,施工工期大大缩短,工程造价得到了有效的控制。

在盐渍土路基路面处理方面,换土垫层法能够适应地基土性质,由于垫层与地基都为散体材料,这种情况下,施工人员可以将二者有效结合起来,使得垫层与地基土加以融合,成为地基土中的重要构成,优化地基土的沉降曲线。换土垫层法的应用过程中,主要是要使用灰土、非盐渍土等材料进行盐渍土路基的换填处理,首先将有效盐胀范围内的盐渍土加以挖除,用灰土等材料加以回填处理,在回填时需要将回填厚度加以严格控制,这种情况下,可以有效预防盐胀、塌陷危害[2]。

3.2石灰化学法

石灰化学法在实际的应用过程中,可以将盐渍土中的硫酸盐含量控制在合理的范围内,此种方式一般适用于硫酸盐含量低于2%的条件下,在具体的施工过程中,需要在盐渍土中添加一定含量的干石灰,一般为14%,当干石灰添加到盐渍土以后,由于干石灰的特殊性质,硫酸盐与石灰会出现化学反应,其最终的反应产物为硫酸钙,硫酸钙难溶于水,发生盐胀现象的概率相对较低,可以大大提高盐渍土路基路面的结构稳定性与安全性,且应用这种方式能够有效降低盐分对路基路面所造成的腐蚀,延长道路的使用寿命[3]。

3.3“盖被”防护措施

盐渍土施工过程中,“盖被”防护方式是一种十分有效的处理方式,属于控温手段,具有施工操作的便捷性。在施工过程中,表层土石、锅炉炉灰是主要的施工材料,将公路路基边坡用炉灰与表层土石加以包裹起来,达到“盖被”防护的目的。一般情况下,在盐渍土路基路面施工过程中,路基边坡上的“盖被”厚度在0.4~0.5m,这种厚度使得在施工过程中,盐渍土的温度能够得到有效的控制,也就大大降低了冻胀、盐胀发生的几率,对于减弱降雨对路基边坡的冲刷具有重要的意义。

3.4设置隔断层法

设置隔断层法的方式在盐渍土路基路面施工中同样是一种应用较多的方式,需在路基某一层位设置隔断层,且在隔断层的设置过程中,需要对其厚度加以科学控制,避免毛细水的上升,起到重要的隔断作用,避免路基中水分与盐分的进入,保护路基路面。土工布隔断层、风积砂或河砂隔断层、砾石隔断层等都是应用较多的类型,在实际的施工处理过程中,需结合路基路面现场的具体情况,保障隔断层设置的合理性。

结语

总之,随着我国经济社会的快速发展,国家不断加大对西部地区建设力度,公路交通事业得到了快速发展。然而,在这些地区施工,一定要充分考虑盐渍地的特性,认识到其对公路路基路面造成的危害和产生危害的原因,结合工程实际采取有效的防治措施,最大限度地保障公路施工质量,延长公路的使用寿命。

参考文献:

[1]刘静波.盐渍土地区公路路基路面病害成因及防治措施[J].交通建设与管理,2015(8):106-110.

[2]尉海荣.盐渍土对路基的危害与防护[J].科技视界,2012,9(27):426-427.

[3]李旺.盐渍土对路基路面的危害及解决措施[J].西部探矿工程,2008(1):213.