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摘要:我国道路工程最近几年发展非常迅速,为我国整体经济建设作出非常杰出的贡献。在对盐渍土的工程特点和危害进行总结的基础上,分析了盐渍土的成因及盐渍土路基设计原则,探讨了盐渍土地区路基的处理方案,有效确保了项目的顺利实施和工程质量。
关键词:高速公路;盐渍土地区;路基地基改良
引言
我国道路建设自改革开放发展至今通过不断努力,改革发展创新,终于取得非常不错的成绩。如果想要将高速公路修筑在盐渍土地段,一般需要付出较高的代价,并采用复杂的施工工艺才能完成,需在路面结构当中设置高效的排水系统和防水设施,保护路面不受损害。
1盐渍土对路基的病害及产生原因
(1)硫酸盐渍土病害类型为松胀,病害特征是表层0.3米范围内土体疏松,足踏下陷、路肩变窄、边坡失稳。病害产生的原因是硫酸盐含量超过2%,在昼夜温度变化影响下,时而吸水结晶,体积膨胀;时而脱水体积缩小,反复进行,致使土体密度减小,结构破坏,产生松胀。硫酸盐渍土病害另外一种类型为臌胀,病害特征是一般距地表1.0米左右,个别0.3米甚至以下,致使路面季节性隆起,坡脚产生纵向裂缝。病害产生的原因是硫酸盐含量超过2%,在季节性温度变化影响下,引起路堤深部土体硫酸盐吸水结晶,体积膨胀,一般高塑性土较低塑性土膨胀快,且膨胀量大。(2)碳酸盐渍土病害特征是路基土体松软,边坡坍塌,路基泥泞不堪。病害产生的原因是碳酸盐含量超过0.5%,因吸附性钠离子作用,使土的分散度增高,呈现出过高的膨胀性、塑性及遇水崩解性。盐渍土的病害类型还有冰胀翻浆,病害特征是土体膨胀、路面隆起、土质松软、路基下沉、翻浆冒泥。病害产生的原因是在一定的低温条件下,盐渍土同样结冰。当土的含水量大于塑限,并水分补给来源充足便形成层状冰,使土体膨胀。(3)氯盐渍土和碳酸盐渍土的病害类型还有溶蚀,病害特征是路肩及边坡冲沟累累,路堤内有大小不一的空洞,路基下沉。病害产生的原因是氯盐溶解大,不受温度的影响(除氯化钙外),易于淋失。碳酸盐渍土遇水易崩解,抗冲击能力差。盐渍土的病害类型还有基床病害,病害特征是各种形态的道渣槽、道渣囊等。病害产生的原因是填料中含过量的有机质,使土的透水性降低,压缩性提高,遇水后会长期处于软塑状态。(4)盐渍土常出现的盐胀现象对公路带来的主要危害有:使得公路的路基产生变形,出现裂缝和疏松,承载能力减弱,路基稳定性降低,道路难以正常使用,并且,盐胀也会危及公路的边坡,使得公路边坡开裂,无法充分发挥边坡的排水作用。导致盐胀现象出现的主要因素有:其一,土壤含盐量过高。含盐量的大小能直接决定盐渍土是否会出现盐胀现象,在同等条件下,如果土壤中含有越多的硫酸钠,土壤就越容易出现盐胀现象;其二,土壤含水量过低,这是盐胀现象出现的必要条件,只要盐胀现象存在,那么土壤的含水量一定不足。
2盐渍土性质试验
(1)无机结合料的确定,选取土样为室内试验用土,水为自来水,室内试验选取II级生石灰磨细的方法进行操作,所选取的粉煤灰原料是由长兴华飞化工有限公司生产。(2)盐渍土无机结合料的配合比试验,在盐渍土中,分别掺入水泥、石灰、粉煤灰等无机结合料、粉煤灰和石灰混合物、石灰和水泥的混合物,分别对这些稳定土进行最大干密度、最佳含水量、室内CBR和7d和28d无侧限抗压强度的试验。将样品自然风干,制备试样。以相关标准为指导,每组试样的含水量呈梯度递增,递增幅度为2.0%,使用重型击实法对5个试样进行操作,进而测定与之相对应的指标。外部环境为20℃±2℃、95%的相对湿度,进行6d的养护,在浸水1d后,测定无侧限抗压强度。①无侧限抗压强度试验。按三轴压缩试验制备原土试样,试样高度为80.5mm,直径为39.15mm。在试样表面涂一层凡士林以防水分蒸发,将试样放置于压缩仪底座,控制轴向加荷速度在轴向应变为0.015-0.035/min,每隔0.01读应变数一次,控制试验时间为11min。若测力计读数存在峰值,则加载继续,则产生应变为0.015-0.035,把试验数组详细的记录下来备用。如果测力计未显示出峰值,当试验应变显示0.25时,则结束试验。
3高速公路盐渍土地区路基地基改良措施
3.1盐渍土地基处理设计原则
盐渍土路段应对公路地基表层聚积的盐霜、盐壳和植被进行处理,并换填砂砾,清理地表厚度宜为0.4m,如果盐壳厚度不超过0.5m,宜全部清除、换填,并做好路基防、排水设计。由于盐渍化会造成土体的地基软化,可以采取换填、夯实置换、碎石桩支撑等常规公路路基处理措施。
3.2控制作填公路路基的盐渍土的含盐量和压实密度
在盐渍土广泛分布的甘肃地区,用盐渍土作为公路路基的填料也是必不可免的,为了保证公路的路基稳定,在操作过程中,一定要严格控制盐渍土中的含盐量,含盐量不仅应该较低,而且要确保盐分是较均匀分布在土壤中的,这样能为后续的路基压实工作奠定较好的基础,也降低了公路路基的病害发生率。
3.3改良盐渍土的施工技术要求
摊铺晾晒:在盐渍土含水量确定后,不断翻晒高含水量的土体,降低其中的水分;如果盐渍土的含水量过低,则采用洒水预湿的方法进行处理,节省掺拌改良剂操作时间。拌合:通过拌和,将改良剂均匀分布于土中,通常使用的设备包括旋耕机、拌合机、洒水车、平地机等。前二遍机械拌和不洒水,在土中具有较低含水量时,需加水拌合。盐渍土施工时,严格控对洒水量进行调控;随着拌合过程的不断加深,要实时检测土壤的含水量,使其无限接近最佳含水量。整平:对混合料进行均匀拌和,随后通过平地机碾压2遍,暴露出局部不平整部位。随后再用平地机碾压一遍进行整平处理。捣松工具局部低洼处表层5.05cm以上的部位,加入改良盐渍土将其填平,接缝须顺适平整。碾压:在土基整平后,用振动压路机碾压,从两侧向路基中心进行碾压,后轮须超过两端接缝处,进行第一遍静压和第二遍碾压,分别采取26t振动压路机和21t三轮碾压机进行,碾压次数要大于5,以确保设计的密实度。养护:养护在完成碾压后开始,养护期限≥7d,通常为洒水养护。
3.4设置毛细水隔断层
不管是地下水位较高,还是路堤较低,都容易使路基出现翻浆、冻胀、盐胀、盐渍化现象,为了避免这些不良现象出现,可以适当降低路基段的地下水位,或是适当提高路堤的高度,或两者兼用,除了这些方法外,还有一种更经济的方法,就是在路堤下面设置一层能够隔断毛细水的隔断层。可以用粗粒材料、不透水材料来制作毛细水隔断层,为保证隔断层能达到预期的隔断效果,还应当在隔断层的顶部和地面铺设防滤层。由于车辆在路面上行驶导致的路面震动会使隔断层的稳定性受到影响,还应用一定量的土壤来填充毛细水隔断层,填充厚度至少应有1.5m。
结语
由于盐渍土在我国分布范围较广,在盐渍土地区进行公路建设时,需要根据当地的气候、水文、地形,因地制宜地提出合理的设计方案。在路基设计过程中,推荐使用复合土工膜隔断层,同时要注重路基排水与防水设计。
参考文献:
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