浅议盐渍土路基病害和处理措施

浅议盐渍土路基病害和处理措施　　摘要：我国盐渍土分布区域广泛，盐渍土给路基路面工程造成很大危害。因此开展盐渍土路基病害研究具有很大的理论意义和实用价值，本文总结了盐渍土路基病害形成机理及其类型，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、强夯法和设置隔断层法等进行了比较分析，并找出最优方案。关键词：盐渍土；成因；路基病害；防治措施中图分类号：TU448文献标识码：A文章编号：1引言盐渍土是一种土层内含有石膏、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。盐渍土有明显的外表特征：呈灰黑色的潮湿的地面上有白色盐霜或盐结皮，甚至盐结壳。在其上生长着稀疏的耐盐和盐生植物，或是完全不长植物。在国内外，盐渍土以其特殊的工程性质严重影响着道路的稳定性和耐久性，我国盐渍土地区公路病害主要有盐胀、翻浆、溶陷和腐蚀等类型。因此，针对盐渍土的特殊性质，研究盐渍土地区道路病害机理与防治方法是十分迫切和重要的。2盐渍土路基病害形成机理及类型8 盐渍土的组成与常规土不同，由气、水盐溶液、难溶结晶盐、易溶结晶盐和土颗粒组成。在温度变化和有足够的水浸入盐渍土时，土中的易溶结晶盐将会被溶解变成液体，同时气体孔隙也被充填。此时，盐渍土由固、液、气的3相体转变为固、液2相体，在其转变过程中，通常伴随土的结构破坏和土体变形。相反，当环境条件发生变化时，盐渍土的两相体也会转化为3相体，此时土体也会发生体积变化。因此，盐渍土的相态变化对工程带来严重危害，其主要病害形式如下：1、溶陷溶陷是氯化物盐渍土地区道路的主要病害之一。它是由于道路盐渍土路基或结构层在淡水作用下，盐分溶解并被水分带走，导致土体强度逐渐丧失。在荷载或自重作用下，盐渍土路基或结构层出现沉陷、孔洞等破坏，并逐渐反映至面层，有的盐渍土地区路面由于湿陷会产生溶洞，给行车带来隐患。2、翻浆翻浆主要是由于盐渍土中所含易溶盐晶体聚冰、脱水及吸湿潮化，使得土基饱水及承载能力下降，在外荷载反复作用下形成翻浆，使道路表面泥泞、湿滑，影响车辆正常运营，这类病害以氯盐渍土地区较为多见；翻浆是由于土质、温度和水3个自然因素和荷载的共同作用形成的。3、盐胀8 盐胀是指含有硫酸盐的盐渍土，降温时硫酸盐吸水结晶、体积增大、促使土体膨胀；温度升高时，硫酸盐又脱水，体积变小，致使土体疏松。盐胀主要随温度变化而发生体积变化，引起地表松胀或公路路基路面局部不平、鼓起开裂。4、腐蚀腐蚀主要由于盐渍土中所含易溶盐与道路工程中所使用的金属材料、非金属制成品发生化学反应，致使这些材料或制成品的工程性能发生劣化，最终导致道路的破坏。这类病害在道路工程中的表现为钢筋锈蚀、混凝土或粘土制成品粉化开裂，高等级路面结构层损坏。3盐渍土公路路基病害的处理措施从盐渍土的工程特征来看，其主要影响来自于水的作用。因此采取有效、合理的防水系统，不使路基土体受水浸蚀，是主动防治法。而在地基与基础中采取处理措施，则为被动防治法。若处理得当，既可弥补前者的缺陷，又可降低造价，保障结构安全。1、提高路基高度法8 提高路基填筑高度，可以减少进入路基上部的水分和盐分，使上部路床受盐渍影响较小，有效防止盐胀。如使路堤不受冻害和次生盐渍化的影响，应使路堤高度大于最小填土高度，最小填土高度应以地下水最高位，毛细水上升高度，临界冻结深度决定。提高路基高度只能应用于弱中且为非硫酸盐渍土地段。施工中首先应将表层的植被、盐壳、腐殖土等清除，然后才可按规范要求分层填筑。施工中必须严格控制填料，确保填料为非盐渍土且具有较好的透水性。路基提高法施工简便，但有时为了满足防止发生次生盐渍化的最小填筑高度时，会使路基临空面增大，造成行车安全受到影响。2、换填法换填法一般应用在路基含盐量超过规定的要求、路床过湿压实度达不到压实要求或路基标高受限制的低填浅挖地段采用，换填厚度应根据地质勘探资料以及填料的试验结果确定，最小不应小于1.0m。一般地，换填土宜选用砾石土或风积砂，必须确保所换填的土质为非盐渍土且有足够的强度。从路基换填及铲除的盐渍土不得堆于路基两侧坡脚，应集中拉运到距离线路不得小于30m以外，以免发生次生盐演化。换填法挖(弃)方量、借方量大处理困难，处理不当易发生次生盐渍化，填料需严格控制，因多数情况下需远运，成本较高3、浸水预溶法浸水预溶法即对路基预先浸水，在渗透过程中土中易溶盐溶解，并渗流到较深的土层中，易溶盐的溶解破坏了土颗粒之间的原有结构，在土体自重应力下产生压密。浸水预溶可使路基土盐胶结构发生改变，并在一定程度上降低路基土的含盐量，可提前消8 除盐溃土溶陷等病害。浸水完成后进行晾晒，晾晒的目的主要是调整路基土的含水率，达到满足下一步施工条件。在现场浸水及晾晒完成后，进行表面高程观测、浸水后土的常规物理力学指标试验等测试，对预溶的效果进行检验，并重新评价预溶后的路基土。浸水预溶法一般适用于厚度较大，渗透性较好的砂、砾石土、粉土和粘性盐渍土。4、强夯法路基土在浸水后，强度会大幅降低。为了提高路基土强度，消除或降低路基土的溶陷性，对浸水后的路基土体采用强夯法加固处理。该方法工艺简单、效果好、施工速度快、费用低、适合土层范围广，在过干旱缺水地区使用有限制。强夯法一般和浸水预溶法配合使用，浸水后进行强夯效果最佳。强夯处理的主要目的是：(1)提高路基土的干密度，减少孔隙比，以达到消除和减少溶陷沉降量；(2)满足规范的压实度要求；(3)提高路基土的均匀性及整体性，消除或减少差异沉降量及剩余沉降量。5、降低地下水位法8 加强地表排水和降低地下水位，可以防止雨水浸泡路基，以减少进入路基上部的水分和盐分，避免地下水上升引起路基土次生盐渍化和冻害。同时。可以结合取土，在路基上游扩大取土坑平面面积。使之起到蒸发池的作用，蒸发路基附近的地表水。亦可在路基上游做长大排水沟，以拦截地表水，降低地下水位。6、设置隔断层法隔断层法就是在路基某一层位设置一定厚度的隔断层，其根本目的是隔断毛细水的上升，防止水分和盐分进入路基上部，从而避免路基或路面遭受破坏。隔断层类型按采用材料有土工布隔断层、风积砂或河砂隔断层。砾石隔断层和沥青砂，油毛毡等隔断层。土工膜、沥青砂、油毛毡属不透水性隔断层，可隔断下层毛细水和气态水上升，砾石和风积砂属透水性隔断层，只可隔断毛细水的上升。设置隔断层法较为经济，已经被普遍使用。7、化学处理盐渍土法对路基上层的硫酸盐渍土进行化学处理，使土中的易溶盐成分和性质发生变化，从而不再产生盐胀或减轻盐胀。在硫酸盐渍土中掺入氯盐可以减少盐胀，因为硫酸钠在氯盐溶液中其溶解度随氯盐浓度增加而减小。当土中的比值增大到6，抑制盐胀的效果最为显著。这种方法对治理硫酸盐渍土路基的病害很有效，经济效益最为显著，目前所用的掺加剂，效果明显的有、等，其反应式为：Na2SO4+CaCl2=2NaCl+CaSO4↓Na2SO4+CaCl2=2NaCl+BaSO4↓8 反应生成的硫酸钙仅微溶于水，性质稳定。另外，氯化钙无毒，极易溶于水，而且易于配制溶液，渗透性好，易于灌注，由氯化钙溶液带入的附加水也少。为使化学处理的盐渍土不受下层水分和盐分的影响，路基底部应设置隔离层。8、其它方法路基洒水采用卤水，可增加路基强度。砂砾培筑路肩，可减少路肩培土的盐胀。盐渍土层较厚，含盐量较高时，可采用桩基处理。改良法改良盐渍土路基填料等。上述方法各有优缺点，有自己的适用条件，有效的公路路基处治方法，应根据公路等级对路基的要求、盐渍土地区的工程特性、盐渍土的含盐类别及含盐量与对公路工程的影响程度，结合施工环境条件、施工工期及当地筑路材料来源，经技术经济比较综合确定。4结论及建议8 盐渍土路基病害机理的研究相当复杂，作为路基材料，从公路建设角度对盐渍土的系统研究工作开展得比较晚，对其物理、力学等工程性质的研究还不很多，需要深入研究。建议通过对盐渍土地区路基病害机理的系统分析，更深入地研究盐渍土盐胀机理，研究和验证盐渍土盐胀与冻胀的划分区间，考虑水、热、盐等多种环境因素交互作用下对路基强度与稳定性的影响，在耦合模型的建立上应进一步研究盐渍土地区路基水、热、盐、力、密度五因素综合作用下的盐胀规律，以及各因素之间的交互影响过程。总体而言，有关盐渍土病害防治方法的研究还有待进一步深化，尤其是选择哪种方法更为合理、经济和安全，还有待建立一个优化选择机制。参考文献:[1]张志权.硫酸盐渍土地区公路盐胀影响因素及防治措施[J].路基工程,2006(3):18-22.[2]张健.低洼盐碱地带路基施工翻浆弹簧现象处理[J].路基工程,2006,(6):27-29.[3]张宏炜.盐渍土公路路基病害及处理措施[J].黑龙江交通科技,2011(5):41-43[4]江华.盐渍土成因分析及盐渍土路基病害处理[J].路基工程,2008(4):215-217.作者简介：1.刘丰玮（1988-）男，汉族，山东烟台人，长安大学公路学院，交通运输工程专业，2012级硕士研究生2.张晓（1990-）女，汉族，山西运城人，长安大学公路学院，交通运输工程专业，2012级硕士研究生8