盐渍土地区路基施工与质量控制

盐渍土地区路基施工与质量控制笔者2005年调往新疆工作，有幸接触到盐渍土地区路基工程的施工监理。我公司所监理的工程为312国道红山口-鄯善高速公路建设项目的一段。该工程地处吐鲁番与哈密交界处的百里风区，气候条件恶劣，土壤里含盐量较高，而且不稳定。笔者结合理论所学及工程中的实际体会，简要论述盐渍土地区路基工程施工与控制。一、盐渍土的概念众所周知，盐是由金属离子（包括钠离子）和酸根离子组成的化合物。当土壤中的离子结合、盐分积聚，便使得土壤盐渍化。公路工程中，地表以下1.0m范围内易溶盐平均含量大于或等于0.3%的土称谓盐渍土。二、盐渍土分类1、按含盐性质分类（表1）盐渍土名称离子含量比值Cl—/SO44—2CO3—+HCO3—/Cll—+SO4—2氯盐渍土＞2—亚氯盐渍土1～2—亚硫酸盐渍土0.3～＜1..0—硫酸盐渍土＜0.3—碳酸盐渍土—＞0.32、按总含盐量分类（1）细粒土（表2）盐渍土名称土层的平均含盐盐量（%）氯盐渍土及亚氯氯盐渍土硫酸盐渍土与亚亚硫酸盐渍渍土弱盐渍土0.3～＜1..00.3～＜0..5中盐渍土1.0～＜5..00.5～＜2..0强盐渍土5.0～8.002.0～5.00过盐渍土＞8.0＞5.0（2）粗粒土（表3）盐渍土名称通过1mm筛孔孔土的平均均含盐量（%）氯盐渍土及亚氯氯盐渍土硫酸盐渍土与亚亚硫酸盐渍渍土弱盐渍土2.0～＜5..00.5～＜1..5中盐渍土5.0～＜8..01.5～＜3..0强盐渍土8.0～10..03.0～6.00过盐渍土＞10.0＞6.0三、盐渍土的主要病害1、温度降低，盐分吸水结晶，体积膨胀，致使路基、路面出现开裂，路肩、边坡松散；2、温度升高，结晶体失去水分，体积减小，路基密实度减小，在荷载的作用下，路基、路面易出现塌陷变形；3、遇有降雨，土基中的易溶盐溶解在水里，路基结构受到破坏，严重的可能出现坑洞；4、路面、路基开裂，春季地下水位上升，极易产生冻溶，在荷载的作用下，道路翻浆，正常营运受到影响，使用寿命变短，造成资源的浪费。四、盐渍土地区路基施工与控制（一）、料场的选择1、选择料场时，对料场进行初步勘察，拟选料场储量要丰富，满足路基填筑需要，避免料场数量过多，材料性能差异过大，造成施工控制困难；各层材料的含盐量要相对稳定；料场所处位置合理，施工时运料距离经济，同时满足施工排水及环境保护的需要；2、对初步选定的料场进行试验检测（1）有机质含量检测根据《公路土工试验规程JTJ051-93》的规定，检测土料中有机质的含量，其含量不能大于1%。（2）含盐量检测按照《公路土工试验规程JTJ051-93》的规定，检测土料的总含盐量、以及总盐中Cl—/SO4—2的比值，从而依据表1、表2（或表3）的判定标准确定盐渍土的类型（弱盐渍土、中盐渍土、强盐渍土、过盐渍土）。（3）料场材料取样时，取样点不但在平面位置上有代表性，而且不同的深度位置，都必须进行取样检测，才能够全面了解拟选料场的整体情况。3、料场确定（1）对于路堤没有设置土工布或其他材料隔断层的，应根据公路等级、路堤填筑部位来确定。见表4（本表仅列高速公路和一级公路部分）：（2）对于设置土工布或其他材料隔断层的路基，隔断层以上的路基填料按表4中0～80cm的规定控制；隔断层以下的部分，按表4中150cm以下的规定控制。表4：公路等级

填土部位盐渍土类别高速公路、一级级公路0～80cm80～150cm150cm以下下硫酸盐渍土及亚亚硫酸盐渍渍土粗粒土弱盐渍土不可用可用可用中盐渍土不可用不可用可用强盐渍土不可用不可用不可用过盐渍土不可用不可用不可用细粒土弱盐渍土不可用不可用可用中盐渍土不可用不可用不可用强盐渍土不可用不可用不可用过盐渍土不可用不可用不可用氯盐渍土及亚氯氯盐渍土粗粒土弱盐渍土不可用可用可用中盐渍土不可用可用可用强盐渍土不可用不可用可用过盐渍土不可用不可用不可用细粒土弱盐渍土不可用可用可用中盐渍土不可用不可用可用强盐渍土不可用不可用不可用过盐渍土不可用不可用不可用（3）含水量、最大干密度测定对于可以使用的料场，按照《公路土工试验规程JTJ051-93》的规定，应用烘干法测定填料的含水量，应用标准击实试验确定填料的最佳含水量和最大干密度。（二）原地面含盐量检测按照《公路土工试验规程JTJ051-93》的规定，检测原地面含盐量，其目的有：1、对于挖方路段，确定挖方是否可以利用；2、对于填方路段，依据表4的规定，确定土基是否进行换填等处理。（三）填前碾压1、地表的植被、盐壳、腐质土必须严格清除后再压实，清表厚度一般不小于30cm。2、过湿地段应排除积水，挖除表层湿土后换填透水性良好的材料，且换填厚度不小于30cm。（四）选择路基试验段对于高速、一级公路路基施工，针对盐渍土的地基处理、路基填筑、隔断层铺设等施工工艺问题铺筑试验路段。试验路段应选择在有代表性的盐渍土地段，该试验路段最好包括合同段的大部分施工工艺，否则要增加试验段，以全面反映路基的施工情况。试验段长度在200m左右为宜，试验段过短，不利于安排机械化施工，不能真实反映施工情况，试验段过长，会增加试验段的施工时间，影响整个施工进度。试验段施工，做好各项施工记录，施工准备工作要充分，目的是确定最佳的施工机械组合、松铺厚度、碾压遍数、碾压程序、填料中水分的损失、洒水方法等。试验路段完成后，编制总结报告，以指导路基工程大面积施工。（五）路基施工与控制1、闷料根据测定的填料的天然含水量和最佳含水量，在料场进行洒水、拌和、闷料，闷料时间一般不小于24小时。料场闷料有以下优点：（1）填料集中洒水、拌和，含水量相对容易控制，填料的质量有保证。因为吐哈地区气温高，水分散失快，考虑到材料运输以及碾压期间水分的损失，料场闷料的含水量比最佳含水量高3%为宜；（2）吐哈地区气温高，施工可用水紧缺，集中闷料用水经济。2、路基填筑（1）填料运输为保证每层压实后大面的平整度，剔除超粒径填料，在运输车上安置用Φ20钢筋焊成的脊形筛。利用脊形筛剔除超粒径材料，可减少现场清捡人员的数量，又加快施工速度。（2）填料摊铺推土机配合平地机摊铺填料。运料车与摊铺机械数量配置要合理，确保填料能够及时摊铺及时碾压，防止水分过多散失。水分的散失容易造成不良影响：a：含水量损失过多，低于最佳含水量，在干燥地区压实困难，增加碾压遍数，而且压实度不容易保证；b：水分在蒸发损失的过程中，会将盐份带到土基的顶面，容易在顶面形成盐壳。顶层遇水后强度会明显降低。（3）路基压实a：在碾压之前，先将路基边缘稳压两遍，再分别由两边向中间稳压一遍，然后遵照“先边后中、先轻后重、先慢后快、先静压后振动”的原则进行碾压。b：路基填土应分层摊铺、分层碾压，松铺厚度不得超过30cm。c：为防止盐分的转移，路基不宜采用提浆碾压，洒水车洒水必须均匀，不允许有过湿地方，主要目的是补充在施工中表面散失的水分。d：为防止盐分的转移和保证路基的稳定，路基压实工作安排要紧凑，压实度应尽量高些。（4）隔断层施工隔断层是为了防止水分和盐分进入路基上层或路面基层，其种类有土工布等人造材料及透水性好的粒料。a：土工布等人造材料铺设隔断层时，土基顶面必须平整，且横坡符合设计及规范的要求，仔细检查路基的表面，清除坚硬凸出的碎砾石，特别是带有尖角的碎砾石。当隔断层的底面或顶面填料为粗粒土时，其相应的部位铺设保护层，防止土工布类合成等材料破坏。土工布类材料应全路基断面铺设，不得有折皱，接头处搭接不得小于20cm。铺设完成后，要仔细检查有无破损的地方。顶层保护层铺筑时，运料车应采取倒卸料，慢慢推进，或者人工倒运摊铺的方法，严禁车辆直接在隔断层上行驶。保护层碾压时，严禁车辆掉头，以免造成隔断层材料的损坏。b：粒料类隔断层粒料类隔断层有碎（砾）石隔断层和沙隔断层。隔断层顶面距离路肩边缘不得小于80cm，同时底高程应高出路边长期积水或边沟水面20cm以上，并设置双向横坡，坡度不得小于1.5%。隔断层厚度不小于30cm，上下设置反滤层（碎砾石隔断层）。反滤层以中、粗砂为宜，含泥量不大于3%，厚度在10—15cm。采用具有渗滤功能的土工织物效果更好。隔断层碎石最大粒径5cm，小于0.5mm的土含量不大于5%。（5）路基排水盐渍土地区路基的破坏与水有着直接的关系，因此路基排水对于路基的强度、稳定性、耐久性有着重要的作用。a：施工排水与路基设计排水相结合，路基两侧不设置取土坑，以免造成积水。b：桥梁、涵洞位置与天然排水沟渠位置相匹配，使水流通畅，路基上游不得有积水现象，更不能使上游路基遭到冲刷。c：在地形较为平坦的地区，天然沟渠形成不明显，上游设置导流设施（导流坝），将地面水引入设计桥涵。桥涵入口处的导流坝，需用浆砌护坡。d：当地面排水困难，地下水位较高或路基旁有农田灌溉水渠，设置排水沟或截水沟，以降低地下水位或阻截农田排灌跑水。排水沟、截水沟距离路基坡脚不小于2m。e：如果用排水沟排水困难，在占地允许的情况下，设置蒸发池，以排除地表流水。f：当路基所处位置有潜水或泉眼时，可设置纵、横盲沟将水引出路基范围。g：当路基底为软弱土层时，排水达不到预期的效果，则可采用抛填片石，或换填的处理方式。（6）施工中的检测a：填料的检测路基施工过程中，随着取土位置的不同，深度的变化，填料的含水量、含盐量、最大干密度将可能发生变化，因此在施工中要重视料场材料的检测。对于路床以下的填料，每1000m3随机抽查1组；路床部分填筑，每500m3随机抽查1组。每组取3个土样进行分析。在路基压实度检测时，如果出现超百或按即定的方法（已经适当增加碾压遍数）压实度无法达到设计及规范要求时，有两种可能，一是材料已经发生变化，二是标准击实试验需要重新验证。需要对填料的组成进行分析，并重新进行标准击实，确定当前材料的最大干密度。b：压实度检测路基压实度的检测按试验检查规程进行，检测频率不得小于质量评定标准。由于项目处于百里风区，填料的含水量在现场基本无法进行测定，即使勉强完成，结果也不够准确。为了解决此问题，现场取出土样后，马上用塑料袋将土样包裹，并在尽快的时间将土样运往工地试验室，以防止水分损失。试验室结果出来后，以电话的方式通知施工现场，这样既能保证检测结果的准确性，又不影响现场的施工进度。五、施工中常见的泛盐问题及处理（1）当路基填筑高度较低时，由于路基范围内排水不畅，导致地下水位上升，当水位降低，易溶盐结晶，出现泛盐。在此情况下，做好路基范围内的排水工作。（2）当路基填筑高度较高时，由于碾压不及时，填料中水分蒸发损失，将盐分带到填筑顶面出现泛盐。（3）路基碾压时洒水补水，洒水过量，受毛细水的影响，盐分转移，造成顶面出现泛盐。（4）料场填料含盐量发生变化，含盐量超标，因此出现泛盐。此时要加强路基填料的检查，不合格材料不得填筑。否则工程返工既影响施工进度又造成资源浪费。（5）路基填筑碾压完成后，未及时进行路面工程施工，路基长期暴露在空气中，水分在慢慢蒸发的过程中，在表面出现泛盐。当遇到次情况，将路基顶面铺筑一层30cm厚填料，只需要初压即可，或在路基顶面铺设一层塑料薄膜，并在顶面覆盖20cm厚填料，效果更好盐渍土的主要特征与危害盐渍土是土层盐渍化过程的产物。在公路工程中，是指地表土层1m厚度内，易溶盐含量大于0.3%的含盐土层。盐渍土的主要特征与对路基的危害，由所含易溶盐的性质决定。本合同段为氯盐渍土。氯盐渍土具有强烈的吸湿性与保湿性。用氯盐渍土的路堤，易吸水软化，降低路堤土体强度。如路堤填料含盐量过高，土中盐粒不能为最佳含水量所溶解，土粒之间就夹有盐粒，当吸收较多水份后，盐粒被溶，土体孔隙增大，密度降低，影响路堤稳定。最终导致沥青路面产生拥抱、开裂等病害。盐渍土对公路工程常用的砖、石、混凝土、钢铁等建筑材料均具有不同的侵蚀和腐蚀作用。典型盐渍土以地表有白色或灰白色的盐结皮、盐霜或盐结壳为剖面特征，味咸、苦或无味。所以在盐渍土地段施工，一定要了解盐渍土的特性，才能据此指导施工。下面以新疆国道314线库尔勒至阿克苏段公路改建工程的盐渍土施工为例说明。工程实例1、概况路线位于xx与xx山脉的xx南xx前洪积、冲积平原地带，局部地段有山前漫流，地形起伏不大，土质为砂类土。盐渍土段为K936+700～K937+300，共计600m。表1盐渍土的分类（M0101－93）名称被利用的土层中中平均总盐盐量（以质质量％计）氯化物和硫酸氯氯化物氯化物硫酸盐和和硫酸盐弱盐渍土0.3～1.000.3～0.55中盐渍土3～50.5～2强盐渍土5～82～5过盐渍土＞8＞5注：表中所指含盐种类名称的定性区分标准为：氯化物Cl－/SO42－＞2硫酸盐氯化物Cl－/SO42－＝2～1氯化物硫酸盐Cl－/SO42－＝1～0.3硫酸盐Cl－/SO42－＜0.3K936＋700处路基土工试验资料：各检验项目数据：CO32-0.000％HCO3-0.078％Cl-0.046％SO42-0.129％阴离子总和：0.253％总盐含量：0.304％摩尔比Cl－/2SO42－：0.48，为弱盐渍土；Cl－/SO42－＝0.36，为氯化物硫酸盐渍土。硫酸盐渍土特性性：密度随随含盐量增增加而降低低，当其含含盐量接近近20％时，密密度显著下下降。其液液塑限随含含盐量增大大而增大。在在干燥时盐盐分对土的的粘固性作作用很小。盐盐胀与膨胀胀：体积随随温度显著著变化，盐盐胀作用严严重，造成成土体表层层结构破坏坏和疏松，盐盐胀作用所所涉及的深深度，随强强度不同而而有所差异异，可达1～2m。容易引引起泥泞。加加重翻浆和和冻胀。盐盐胀所引起起的病害：：最严重，在在路面底层层附近有过过量硫酸盐盐时，会造造成路面鼓鼓包、破裂裂；盐分体体积变化使使路基表层层疏松，边边坡呈蜂窝窝状，边坡坡及路肩疏疏松，且土土粉末容易易被风吹蚀蚀。盐溶病病害：受水水时，易溶溶解，含盐盐量多时，产产生湿陷、塌塌陷等病害害。该段路基施工所所用的取土土场土工试试验资料如如下页表。表2K936＋＋600左100m取土场检检验报告检验项目K-+Na-Ca2+Mg2+Cl-SO42-HCO3-CO3-易溶盐总量％PH摩尔比定名Mmol/kgg113.890.140.7085.7110.299.270.000.727.94.16氯弱盐渍土%0.2850.0010.0020.3040.0990.0570.000最佳含水量为66％，最大大干密度为为2.099g/ccm3，据此来来控制施工工。K936+6000取土场易易溶盐总量量为0.72％＜5％，其中Cl-为0.3004％＜5％，SO42-＜2％，因此此可用作路路基填料。2、盐渍土地区路路基断面盐渍土地区的公公路线路，一一般以路堤堤通过。见图3：盐渍土路基断断面图。3、施工安排盐渍路基处理集集中安排在在1个月内完完成。4、盐渍路基处理理4.1、主要施施工技术要要求1）施工前应对地表表土层1m内的土质质的含盐量量及含盐性性质进行控控制检查。2）盐渍路堤应分层层填筑，分分层碾压，每每层松铺厚厚度不大于于200mmm，并严格格控制含水水量，含水水量不得小小于最佳含含水量的1%。3）盐渍路基的施工工，分段一一次完成，自自清除基底底含盐量较较大的表土土开始，连连续施工，一一次做到路路床设计标标高。4）施工中做好排水水系统，避避免路基及及附近积水水，无论是是填筑粘土土或填筑渗渗水性土均均应符合土土方路基压压实度标准准。4.2、施工方方法据设计图纸，本本合同段盐盐渍地段K9366+7000～K9377+3000地段，地地表0.25以上为盐盐渍土，以以下均为非非盐渍土，按按设计要求求施工采取取清除地表表以下0.300m盐渍土的的处理措施施，采用推推土机推挖挖，装裁机机装车，自自卸汽车运运输至指定定弃土坑。其其填筑方法法同一般路路