盐渍土路基病害及处理措施

盐渍土路基病害及处理措施杨斌【摘要】针对我国西部地区公路建设盐渍土的工程特性，分析盐渍土路基中不同病害的产生原因，并提出治理方案.可供相关地区的施工技术人员及科研人员参考.【期刊名称】《内蒙古公路与运输》【年(卷)，期】2014(000)002【总页数】2页(P5-6)【关键词】盐渍土;路基;西部地区【作者】杨斌【作者单位】奎屯公路管理局，新疆奎屯833200【正文语种】中文【中图分类】U418.5盐渍土在我国新疆、宁夏、青海等西部地区广泛分布，是一种工程性质很差的土体。随着我国经济的不断发展以及西部大开发战略的深入推进，西部地区的公路建设日新月异，用盐渍土作为路基填土的工程案例越来越多。在使用盐渍土作为路基填土时，很容易造成路基病害，因此需要进行一定的工程处理措施来防治盐渍土路基的病害。1盐渍土的工程特性公路工程中，盐渍土是指地表以下1.0m范围内易溶盐的含量平均大于0.3%(铁路0.5%）的土。根据盐渍化程度的不同，盐渍土可以分成4类（表1）。表1盐渍土按盐渍化程度分类表注:含盐量按100g的干土内含盐总量计算。土层平均含盐量盐渍土名称氯盐渍土及亚氯盐渍土硫酸盐渍土及亚硫酸盐渍土弱盐渍土0.3~1.00.3~0.5中盐渍土1~50.5-2.0强盐渍土5~82~5过盐渍土>8>5根据盐渍土所含盐类的性质的区别，盐渍土又可以分为氯盐渍土、亚氯盐渍土、碳酸盐渍土、硫酸盐渍土及亚硫酸盐渍土。不同盐类盐渍土的工程性质有所区别：对于氯盐渍土和亚氯盐渍土，在湿润以后密度降低，强度降低很快;干燥后有黏固性，使土变得很硬。这类盐渍土的液塑限值随着含盐量的增大而减小，需要在低含水量时进行压实;当有结晶且含盐量多时压实，然后遇水会出现孔隙和空洞;结晶时体积不发生改变，不会出现盐胀现象而导致土体破坏。对于碳酸盐渍土，湿化后强度降低不明显，干燥后有较大黏固性。其液塑限值随着含盐量的增大而增大，故在压实时需较大含水量;其密实度会随含盐量的增大而变小，最佳含水量随含盐量的增大而增大;当Na2CO3含量超过0.5%时，膨胀量会显著增大，不透水，毛细现象不明显。对于硫酸盐渍土和亚硫酸盐渍土，湿化后强度降低，随着含盐量越大强度降低越多，但干燥时黏固性较小。其液塑限值以及密实度的工程特性与碳酸盐渍土类似，特别是当含盐量超过2%时，会发生严重的松胀现象。2盐渍土路基的主要病害[1]由于盐渍土既具有溶陷性、盐胀性、腐蚀性等普遍性质，使用时不同盐成分的盐渍土又具有其独特的工程特性，对公路路基所造成的病害程度也不尽相同，主要表现为以下几种路基病害：溶陷。这种病害在氯盐渍土地区体现得尤为明显，主要是因为盐渍土路基在高温作用下，结晶体失去水分导致体积减小，路基整体密实度减小;或者盐渍土基在降雨或者流动水体的作用下，土基中易溶盐发生溶解并被流水带走，使得孔隙率变大，密实度减小。在车辆等上部荷载的作用下，路基、路面易出现塌陷变形甚至是空洞。盐胀。这种病害主要发生在硫酸盐渍土中，在温度较低时，液态盐吸水结晶，体积发生膨胀，导致路基路面出现膨胀开裂的现象。又因为西部地区昼夜温差较大，盐胀作用循环反复，造成路基边坡及路肩表层的疏松剥蚀。冻胀和翻浆。这种现象在氯盐渍土路基和硫酸盐渍土路基中体现得较为明显。影响路基冻胀的主要原因有土的性质、温度、水等。对于氯盐渍土，当氯盐含量在一定范围内时，会使得冰点降低，水分子的负温迁移时间变长，这样会加重冻胀。但当盐含量达到一定量值时，反而会使得冻胀现象减缓。而且当氯盐渍土路基出现强烈冻胀时，氯盐渍土聚冰较多，由于其液塑限很低，蒸发缓慢，翻浆不容易干燥，导致路面结构破坏强烈，严重影响正常交通。硫酸盐渍土路基出现冻胀和翻浆时，原理和氯盐渍土路基相似，但冻胀影响没有氯盐渍土那么显著，但在春季融化时由于硫酸钠晶体脱水就会加重翻浆现象。碳酸盐渍土路基由于透水性较差，冻胀以及翻浆现象均不明显。3盐渍土路基处理措施从根本上解决西部地区各种盐渍土路基病害的有效措施是更换填料，即挖去一定高度的地表盐渍土（挖去厚度可根据含盐量确定，一般挖去厚度为30~60cm），往上换填一定高度的砂砾等透水性材料作为砂砾隔断层（图1）,并针对每种病害的形成原因采取相应的措施［2］。图1盐渍土路基换填方案图3.1溶陷病害处理措施溶陷病害主要是由于高温、流动水等的作用产生的，在防治时应该重点防止盐渍土的淡水溶蚀。可以在路基表层设置防透层，用以防止降水和流水下渗到路基盐渍土内部，同时也可以加大路基断面并且加宽路基宽度。3.2盐胀病害处理措施盐胀是由于土中的硫酸盐吸水结晶膨胀产生的，需从填料上严格控制盐渍土的硫酸盐含量，不能超过规定要求。在《公路路基设计规范》［3］中规定了盐渍土地区路基的最小高度，这是因为如果路基填高较小且地下水位较高时，低温作用下发生的盐胀就会越严重，放缓边坡的坡度以及提高填筑高度可以减少渗入路基上部的盐分和水分，这样就能有效防止盐胀现象。但是路堤高度也不宜过大，如果路基填筑高度太大，在发生路基盐胀时，会导致相对临空面增大，昼夜温差的循环作用会对路基土体产生的影响变大，反而加剧了盐胀现象。因此，需要选择一个合理的路基填筑高度，保证路基部分土体处在干燥、中湿的状态，可根据地下水最高位、毛细水上升高度综合决定。设置隔断层，如图1所示，设置砂砾隔断层可以有效阻止盐分向上迁移，从而减轻盐胀现象的发生。同时为了防止降水对于路肩的溶蚀作用，可以在两侧路肩部分路面的垫层顶面上铺设土工布，土工布可伸入路面内侧20~30cm。为了减少路肩土体的盐胀，可以采用砂砾对路肩进行修筑，同时在施工过程中注意使其压实度比正常路基高出1~2个百分点，提高路基的密实度，减小盐渍土体的孔隙分布，从而使盐分随毛细水向上迁移变得困难。设置综合排水系统。设置横、竖、立三向的排水系统，可以降低高水位处的地下水位，同时使得路面降水迅速排除，使路基土体处于一个合适的含水量下，可以减缓盐胀现象。3.3冻胀和翻浆病害处理措施由于冻胀翻浆现象所产生的病害条件与盐胀现象有相似之处，对于盐胀现象的病害处理手段也可以用于冻胀与翻浆现象。除了控制填料、水，设置封闭隔断层以外，对于冻胀和翻浆要更注重压实度的控制，对于碾压方法和碾压遍数要有严格控制［4］。4结语盐渍土由于土中所含盐分较多，在与水混合下会产生一系列的物理化学变化，作为路基填土需要进行一定的处理。在西部地区进行公路建设时，经常会遇到盐渍土地区，施工过程中应当结合当地自然气候条件，判断清楚盐渍土的类型、含盐量的大小，从取料的方便性、施工的难易度、整体的经济效益等多方面综合考虑，得到较为合适的病害处理方案。参考文献【相关文献】谌文武，董兰凤.公路盐渍土路基处理与病害防治[J].天津城市建设