公路工程盐渍土路基处理方法及施工技术研究.pdf
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1、总657期2023年第27期(9月 下)0 引言在我国半干旱和干旱地区分布大面积盐渍土,盐渍土与一般土的工程性质存在明显差异,具有较强的盐胀性、溶陷性和腐蚀性。由于部分公路工程的施工路段沿线处于盐渍土区域,而盐渍土路基易出现纵向裂缝、网裂、坑槽、沉陷等病害,影响公路寿命及行车安全性。因此,为保证路基施工质量,需对盐渍土路基进行特殊处理,抑制公路早期病害的发生。1 工程概况某三级公路工程全长48 km,工程所在地降水量较小,气候干燥,夏季气温最高达40 以上,蒸发量远大于降水量。冬季气温最低在-27 以下,最大冻土深度为1.2 m。工程沿线区域无常年流水,当雨季到来时出现表面积水。沿线分布粉土、
2、粉质黏土、角砾等第四纪冲洪积物,划分为风积沙路段、戈壁路段、盐渍土路段。其中,盐渍土路段主要分布粉土、粉质黏土,表土无承载力,深入土层 30 cm 以上有承载力,30100 cm处、100170 cm处的地基承载力分别为80 kPa、180 kPa。盐渍土路段以亚硫酸、硫酸、氯盐渍土为主,盐渍化程度强,需采用有效的盐渍土路基处理方法。2 公路工程盐渍土路基处理方法及施工工艺2.1 盐渍土路基病害分析盐渍土具有盐胀性、腐蚀性、溶陷性的工程特性,在完工通车的盐渍土路基路段中常见以下病害:2.1.1 纵向裂缝在气温较低的秋冬季节,盐渍土路基纵向裂缝逐步扩大,当气温回暖后,纵向裂缝逐步收缩。如此循环多
3、年,盐渍土路基纵向裂缝不断延伸扩展,影响车辆行驶安全。2.1.2 沉陷工程所在地的年蒸发量远超出年降雨量,当盐渍土路基受到盐胀和冻融的循环作用时,易使路基土处于饱和状态,降低路基承载力和抗变形能力。随着路段交通量的增大,盐渍土路基出现严重程度不同的隆起、沉陷病害1。2.1.3 网裂工程所在地的昼夜温差大,降低了沥青混凝土路面的路用性能,加速沥青混合料结构性破坏,减小沥青与集料的黏结性,导致网裂病害。加之,盐渍土路基中的盐分不断向路面聚集,破坏路面混合料高温稳定性和低温抗裂性,加速网裂病害的扩展。2.2 盐渍土路基处理方法为延缓本工程新建盐渍土路基路段发生上述早期病害,需对盐渍土路基进行特殊处理
4、。在公路施工中,常用的盐渍土路基处理方法为换填砂砾石、换填河沙、提高路基、设隔断层等,这些处理方法是通过降低盐渍土盐分、隔断水分、改良土质等方式达到加固路基的目的。本工程在盐渍土路基施工结合不同路段盐渍化程度和水文地质特点,采用相应的处理方法,达到最佳的路基加固效果。2.2.1 盐渍土中盐分处理方法盐渍土中的含盐量过高,导致盐渍土具有较强的腐蚀性、溶陷性特点,为有效处治盐渍土对路基路面带来的病害,需降低盐渍土路基中的盐分,改善路基土体性能2。1)换填法。该处理方法适用于强盐渍土或埋深较浅的盐渍土路基施工,当沿线附近缺水时,换填法是收稿日期:2023-05-11作者简介:曹红雷(1986),男,
5、工程师,从事公路施工工作。公路工程盐渍土路基处理方法及施工技术研究曹红雷(邢台路桥建设集团有限公司,河北 邢台 054001)摘要:以某公路工程为依托,分析盐渍土路基处理方法及相关施工技术的应用。首先介绍了该工程的工程概况,然后从盐渍土路基病害分析、盐渍土路基处理方法、盐渍土改良施工技术、盐渍土路基相关施工工艺等方面进行了深入研究。研究结果表明,在盐渍土路基施工中,通过处理其盐分及水分、实施基底处理、铺设隔断层、路肩防护等措施,能够改善盐渍土路基性能,提高路基结构承载力。关键词:公路工程;盐渍土路基;施工工艺中图分类号:U416.1文献标识码:B46交通世界TRANSPOWORLD最为有效的处
6、治方法;换填深度要超过溶陷性土层厚度,三级公路换填深度不小于80 mm;换填宽度要保证下卧层顶面处压力不超过土层浸水后承载力;换填材料采用砂砾类填料,换填时结合隔断层处治方法,提高路基防渗水能力。2)预溶法。该处理方法适用于渗透性好、厚度不大的盐渍土处理,向盐渍土洒入足够量的水,使盐渍土中的易溶盐分渗流到较深的土层,当盐渍土浸水后会降低空隙率,发生自重溶陷现象;根据盐渍土施工现场的实际情况确定浸水时间和预溶深度,盐渍土溶陷后碾压,当处治后的盐渍土再次遇水后会明显减少路基变形3。3)化学处置。该方法适用于处置土层较厚、含盐量较高的硫酸盐盐渍土。在盐渍土中撒入化学药品,促使硫酸盐发生化学反应,降低
7、硫酸盐浓度,改善盐渍土的膨胀性。但在实际施工中,考虑到化学处治方法可能会带来环境污染问题,所以必须慎重采用此方法。2.2.2 盐渍土中水分处理方法盐渍土路基浸水后发生盐胀现象,导致路基土体软化,结构稳定性下降。为降低盐渍土中的水分,减少路基病害发生,在盐渍土路基施工中采用水分隔断处理方法消除水分影响4。1)提高路基。该处理方法适用于排水不良的过湿盐渍土路基处理。本工程中部分地段盐渍土地下水位较高,存在翻浆、冻胀病害,在施工中提高路堤高度,使高度达到技术规范要求的不再盐渍化的最小高度,避免路堤受到冻害破坏。2)砂石材料隔断层。此处理方法适用于硫酸盐含量较高的盐渍土路基施工,能够起到隔断毛细水上升
8、、提高路基强度、控制路基土变形的作用。根据实际工程地质条件确定隔断层砂石材料和厚度,有效缓冲下面土变形,保持地基表面平整。3)土工布隔断层。在面层与盐渍土路基之间设置土工布隔断层,阻断路基中的毛细水上升,保证路面不受浸水破坏。土工布根据实际施工需要选择单层或双层,试验检测土工布的渗透系数、耐冻性、顶破系数和耐老化性等指标,要求土工布具备良好的抗腐蚀性,尤其要抵抗氯盐、硫酸盐等盐类物质的腐蚀5。2.2.3 结构加固盐渍土路基处理可以通过改变路基土的结构提高路基的稳定性,使路基在长时间内保持稳定状态,达到路基压实度要求。1)强夯法。从高处放下重锤强夯地基土,促使地基土固结,提高软弱地基承载力。强夯
9、法适用于粉土、砂土、黏性土、湿陷性黄土等地基土处治,需根据施工现场条件制定强夯方案,确定强夯施工参数。2)预溶法+强夯法。在盐渍土处理中,先采用浸水预溶法降低盐渍土的溶陷性,当溶陷性下降幅度未能达到路基填料技术指标要求时,可配合采用强夯法对盐渍土路基补强处理。具体施工步骤为:地基土浸水预溶,搁置一段时间,检测地基土含水量,当达到最佳含水量时,采用强夯设备夯击地基土,保证强夯影响深度达到浸水深度6。3)挤密桩加固。在软基中按照施工方案布置挖孔位置,成孔后向孔内填入材料,再用夯实机械夯击填料,保证填料与周围土体结合密实,形成共同承受荷载的桩体结构。本工程中部分路段的盐渍土层较厚,可采用设置碎石挤密
10、桩、石灰砂桩的加固处理方法提高地基承载力。如果路基土中分布较厚的饱和性软弱黏性土,则要采用砂井预压加固处理方法。4)半刚性基层。在重载车辆交通量较大的盐渍土路段施工中,采用半刚性路基材料能够提高路面抗变形能力,增强基层对盐渍土不均匀盐胀的抵抗力,使基层路面保持良好的抗弯强度7。本工程在部分盐渍土路段施工中采用水泥稳定砂砾层或级配砾石掺石灰作为半刚性基层材料。5)石灰稳定土。对沿线无法获取砂砾材料的路段,可采用石灰稳定土或水泥土增加盐渍土路基的密实度。在施工中,先挖除含盐量较大的地表土,用拌和均匀的石灰土或水泥土回填,控制石灰土或水泥土的闷灰时间和含水量,含水量要略高于最佳含水量3%左右,回填后
11、将石灰稳定土碾压密实并洒水养生。2.3 盐渍土改良施工技术改良盐渍土路基施工不得在低温状态下施工,避免盐渍土中的盐分受到低温影响产生相态变化。盐渍土的改良技术如下:2.3.1 洒水湿润向盐渍土均匀洒水,使水分均匀分布于盐渍土中,节省改良剂洒布加工时间,在洒入改良剂后直接拌和盐渍土;当盐渍土的天然含水量较高时,要摊铺晾晒盐渍土。2.3.2 干拌撒入改良剂后干拌盐渍土2遍,确保改良剂均匀分布于盐渍土内;之后采用拌和机械干拌,拌和机械可以选用旋耕机或平地机,干拌不要求达到完全拌和8。2.3.3 湿拌干拌后用洒水车向盐渍土上洒水,拌和机械跟随在洒水车后边洒水边拌和,进入湿拌工序;在拌和过程中检查盐渍土
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