内蒙古地区盐渍土公路地基病害处置措施

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贾彬誉

辽宁省交通规划设计院有限责任公司, 辽宁 沈阳 110166

摘要

我国内蒙古地区盐渍土广泛分布,对公路建设有着很大的安全隐患,为了避免公路建设过程中出现由于盐渍土地基而导致的塌陷等现象,需要对沿线的盐渍土地基进行处理。本文说明了内蒙古地区盐渍土的特点、常见病害及盐渍土常用的地基处理措施。


关键词

盐渍土;公路;病害处理;措施

正文


中图分类号:U419.5     文献标识码:A

内蒙古地区幅员辽阔,有着很大面积的盐渍土分布,由于其工程性质特殊、成因复杂,不可避免地对公路工程的建设有着很大的危害。因此,通过对盐渍土的工程特性和破坏机理进行分析,提出盐渍土地基的处置措施,有利于促进我国公路工程建设水平及质量的提高。

1 盐渍土公路路基基本状况

1.1 盐渍土工程特性

盐渍土的工程特性主要有溶陷性、盐胀性和腐蚀性。

盐渍土中的可溶盐经水浸泡后溶解、流失,致使土体结构松散,在土的饱和自重压力下出现溶陷;有的盐渍土浸水后,需在一定压力作用下,才会产生溶陷。盐渍土溶陷性的大小,与易溶盐的性质、含量、赋存状态和水的径流条件以及浸水时间的长短等有关。盐渍土按溶陷系数可分为两类:当溶陷系数δ值小于0.01时,称为非溶陷性土;当溶陷系数δ值等于或大于0.01时,称为溶陷性土[1]

硫酸(亚硫酸)盐渍土中的无水芒硝(Na2SO4)的含量较多,无水芒硝(Na2SO4)在32.4℃以上时为无水晶体,体积较小;当温度下降至32.4℃时,吸收10个水分子的结晶水,成为芒硝(Na2SO4 . 10H2O)晶体,使体积增大,如此不断的循环反复作用,使土体变松。盐胀作用是盐渍土由于昼夜温差大引起的,多出现在地表下不太深的地方,一般约为0.3m。碳酸盐渍土中含有大量吸附性阳离子,遇水时与胶体颗粒作用,在胶体颗粒和黏土颗粒周围形成结合水薄膜,减少了各颗粒间的粘聚力,使其互相分离,引起土体盐胀[2]。资料证明,当土中的NaCO3含量超过0.5%时,其盐胀量即显著增大。

盐渍土均具有腐蚀性。硫酸盐盐渍土具有较强的腐蚀性,当硫酸盐含量超过1%时,对混凝土产生有害影响,对其他建筑材料,也有不同程度的腐蚀作用。氯盐渍土具有一定的腐蚀性,当氯盐含量大于4%时,对混凝土产生不良影响,对钢铁、木材、砖等建筑材料也具有不用程度的腐蚀性[3]。碳酸盐渍土对各种建筑材料也具有不同程度的腐蚀性。腐蚀的程度,除与盐类的成分有关外,还与建筑结构所处的环境条件有关。

1.2 盐渍土工程病害特征

盐渍土路基主要病害有:

(1)溶蚀

主要是氯盐渍土,其次是硫酸盐渍土,受水对土中盐分溶解,可形成雨沟、洞穴,甚至湿陷、坍塌等路基病害。

(2)盐胀

硫酸盐渍土盐胀作用强烈。在冬季,土基内的盐胀,可使路面不平、鼓仓、开裂,是盐渍土地区高等级公路最突出的病害;路基边坡及路肩表层,在昼夜温度变化所引起的盐胀反复作用下,变得疏松、多孔,易遭风蚀,并易陷车。

(3)冻胀

氯盐渍土,当含盐量在一定范围内时,由于冰点降低、水分聚流时间加长,可加重冻胀。但含盐量更多时,由于冰点降低多,路基将不冻结或减少冻结,从而不产生冻胀或只产生轻冻胀。

硫酸盐渍土对冻胀具有和氯盐渍土类似的作用。但冰点降低不如氯盐渍土多。因此影响不如氯盐渍土显著。

碳酸盐渍土由于透水性差,可减轻冻胀。

(4)翻浆

氯盐渍土,当含盐量在一定范围内时,不仅可加重冻胀,也可加重翻浆,这是因为氯盐渍土不仅聚冰多,而且液、塑限低,蒸发缓慢。当含盐量更多时,也因不冻结或减少冻结而不翻浆或减轻翻浆。

硫酸盐渍土,在降低冰点方面,其作用和氯盐渍土类似,因此,也可加重翻浆,但不如氯盐渍土显著。春融时结晶硫酸钠脱水可起加重翻浆的作用。

碳酸盐渍土由于透水性差,可减轻冻胀,也可减轻翻浆。

2 病害处理措施

为了更好的控制盐渍土对路基病害的影响,可采取以下措施对盐渍土地基进行处理,保证路基的稳定性。

(1)换填法

对于盐渍土区域内的路基,如果存在比较湿润、比较软弱的地基,如水田、洼地等等,且地基厚度不足3m时,可以采取换填处理的措施。可以挖掉较薄的盐渍土层,回填灰土、砂石等材料,并逐层压实;若盐渍土层稍厚,可以采取换土垫层法,挖除路基下一定深度的盐渍土,回填其他非盐渍土。

(2)提高路基

提高路基以减少进入路基上部的水分和盐分,因为施工简便,是最常用的措施。但高度不足时效果多不显著,需要很大的高度才有较好的效果。这时因为硫酸盐渍土在很低的含水量时即可产生盐胀,而盐胀的深度远较当地冻深为大。根据公路、铁路的经验,当冻深大于1m时,粉质亚黏土硫酸盐渍土路基,要高出地下水位6~7m才能有效防治盐胀。如果使路基产生盐胀的水分中气态水占有较大比重,则不宜单纯采用提高路基的方法。

(3)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。如果只是隔断毛细水,可用粗粒渗水材料修筑;如果同时要求隔断毛细水和气态水,则可用沥青、土工布等不透水材料修筑。隔断层的埋置深度,对高等级公路要满足减少盐胀、冻胀的要求,同时考虑经济和耐久性,一般以不小于1.0~1.5m为宜。隔断层是防治路基盐胀最有效、最简便的措施,在新建公路时应优先考虑。

(4)降低地下水位

降低地下水位以减少进入路基上部的水分和盐分,其效果与提高路基类似,需把地下水位降低到一定深度才有较好的效果。同样,如果产生盐胀的水分中气态水占有较大比重,则不宜单纯采用降低地下水位的方法。

3 结语

通过对盐渍土工程特性及工程病害特征的介绍,可以认识到盐渍土对路基产生的影响,在盐渍土范围内开展公路施工时,除了对路基的质量重视外,也要根据规范要求及相关文件对区域内盐渍土的特点进行分析,采取适合的措施改善盐渍土的施工环境,更有效的保证路基的安全与稳定。

参考文献:

[1] 王小生,章洪庆,薛明.房建宏盐渍土地区道路病害与防治[J].同济大学学报,2003,3110,11781182.

[2] 高江平.硫酸盐渍土膨胀规律的综合影响因素的试验研究[J].冰川冻土,1996,18(2):170177.

[3] 石兆旭,李斌,金应春.硫酸盐渍土膨胀规律及影响因素的试验分析[J].西安公路学院学报.1994,142,1521.


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