高速公路鹽漬土路基危害與處理方法

高速公路鹽漬土路基危害與處理方法新疆高速公路庫阿段是連接南疆各主要城市的通道,此段公路鹽漬土路基病害較為嚴(yán)重。根據(jù)新疆高速公路庫阿段鹽漬土路基病害的實際資料,分析了南疆地區(qū)鹽漬土的工程特性;探討了影響鹽漬土路基病害產(chǎn)生的因素,主要是氣候條件、地形地貌、地層巖性、水文地質(zhì)、植被和人為因素;最后結(jié)合新疆高速公路庫阿段工程實際,分析研究了具體的工程治理措施。1簡介新疆庫車－阿克蘇段高等級公路，位于新疆維吾爾自治區(qū)南疆的阿克蘇地區(qū)境內(nèi)。起點與已經(jīng)開工的G314線庫爾勒－庫車段高速公路相接，終點為阿克蘇市建化廠，沿線經(jīng)庫車、新和、溫宿、阿克蘇市。路線全長258.645千米。該公路自建成后,鹽漬土病害的作用較為明顯,嚴(yán)重影響了行車安全。所以查明庫阿高速公路段鹽漬土路基病害,研究工程治理措施,對保證公路正常運(yùn)營和南疆地區(qū)經(jīng)濟(jì)順利發(fā)展有著非常重要的意義。2新疆高速公路庫阿段鹽漬土路基病害新疆高速公路庫阿段內(nèi)鹽漬土路基病害較為明顯,鹽漬土病害嚴(yán)重地段,路基下沉、道路變形,嚴(yán)重影響了行車安全。2．1硫酸鹽漬土的松脹和膨脹性影響路基穩(wěn)定硫酸鹽的溶解度隨溫度而變化,溫度降低時,鹽溶解達(dá)到飽和狀態(tài),鹽分即從溶液中結(jié)晶析出,體積增大。溫度升高時結(jié)晶又溶解于溶液中,體積縮小。在含水量較小的土體中所含的固體硫酸鹽在低溫時吸水結(jié)晶,體積增大,溫度升高時又脫水變成粉末狀固體,體積縮小。從而使主體結(jié)構(gòu)破壞、變松的現(xiàn)象,即為硫酸鹽漬土的松脹性。這一現(xiàn)象多發(fā)生在地表土層,往往引起路肩及邊坡土體變松,影響路基穩(wěn)定。由于季節(jié)性的溫度變化,即秋后溫度降低,引起較深部分土層中硫酸鹽吸水結(jié)晶,體積增大,促使土體體積增大,即為硫酸鹽漬土的膨脹性。春季溫度回升時硫酸鹽脫水體積變小,土體體積縮小。硫酸鹽漬土的膨脹影響深度及膨脹量都相當(dāng)大。引起路基季節(jié)性的隆起和下沉,造成路基不穩(wěn)定,增大了養(yǎng)護(hù)工作量。2．2碳酸鹽對土膨脹性的影響往往造成路基塌陷當(dāng)鹽漬土中含有大量的吸附性陽離子并遇水時,由于膠體顆粒和吸附性陽離子互相作用,在膠體顆粒和粘土顆粒周圍形成結(jié)合水薄膜,減少了各顆粒間的粘著力,使其相互分離,引起土體膨脹。試驗證明,當(dāng)土中Na2CO3含量超過0.5%時,其膨脹量即有顯著增大。由于碳酸鹽的膨脹作用,在路基遇水時,往往造成邊坡坍塌,路基泥濘。2．3鹽漬度對土的塑性的影響往往造成路基失穩(wěn)同一類土當(dāng)含鹽量增加時其液塑限相應(yīng)減小,塑性指數(shù)也有所降低,這種性質(zhì)對路基的穩(wěn)定性十分不利。因為遇水后,當(dāng)含水量相同時,鹽漬土比非鹽漬土較早地達(dá)到塑限或流塑狀態(tài),即較早地達(dá)到不太穩(wěn)定的狀態(tài)。3鹽漬土的主要工程特性煌從表葡1欣可以看出賓:嚇富集硫酸鹽漬血土和亞硫酸鹽松漬土的地段澆,普路基松脹現(xiàn)象束比較嚴(yán)重湊;屑而富集氯鹽漬請土和亞氯鹽漬笛土的地段目,什溶蝕現(xiàn)象比較博嚴(yán)重。這種差膛別是由于鹽漬蜂土的工程性質(zhì)夾決定的。從本們工程實際情況貢來看箭,放鹽漬土的工程艙特性主要表現(xiàn)薪在三方面般:擴(kuò)溶陷性鉛,連鹽脹性叮,蠟腐蝕性千[12]暴源?？?淡影響新疆高速箱公路庫禮阿段鹽漬土形崖成的因素猛4神．酬1縣地形、地質(zhì)條廚件翠新疆高速公路糾庫阿段大攝都經(jīng)過在天山憤南簏山前沖、釘洪積傾斜平原役區(qū)和沖、洪積均平原區(qū)的中上歌部。由北向南巨的地形橫斷面金看擔(dān),羊南疆鐵路庫喀王段經(jīng)過的地區(qū)德是從山前到平饞原咸,確地形由陡變緩北,沸土層組成由粗隔變細(xì)軍,板地下水埋藏由宏深變淺羊,草礦化度由小變蠢大療,紹地表鹽漬化程聯(lián)度由輕變重。盈地形、地質(zhì)條銅件是鹽漬土路攤基病害生成的村主要因素之一刊。循4嘴．才2誰氣候條件揮工程段舍位于歐亞大陸扁深處負(fù)范圍內(nèi)押，遠(yuǎn)離海洋，吊屬暖溫帶干旱伸型氣候，具有僵大陸性峰氣候特點：攤氣候干燥旁、降水偏少、框日照氣溫高、邊年季變化大、可氣候變化劇烈巾、冬私寒酷暑、掛晝夜溫差謠大、養(yǎng)蒸發(fā)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大店于降雨量名(英本地區(qū)年降水透量均在淘200m門m抄以下幕,類各站年平均蒸蘋發(fā)量為恒189515氏～幣3185mm趁)停、最大風(fēng)炎速柄23m/s唯并且多風(fēng)仔,滔使土壤中鹽份插大量沉積和向煮表層積聚話,移形成大范圍的披土壤鹽漬化。往氣候條件是鹽斧漬土病害形成圈與發(fā)展的促進(jìn)昏因素棒。爭沿線氣象要素劑表蛾序號環(huán)項目稻單位容庫車魚新和增溫宿記阿克蘇市院1戲1習(xí)月平均氣溫織℃撇-5.1膊-4.4批-4.7傾-5.4挨2帶極端最高氣溫局℃怠41.5僵4司0定。平1顫37.6窩40.7愚3槐極端最低氣溫瓜℃砍-27.4逼-29.9鍛-27.4差-27.6值4毒降雨量程mm甲64.8斧53.8司49.6僑62.0耐5泳蒸發(fā)量雁mm棍1949.5句2788.2陵2050.1禁2082.0鮮季6司最大凍結(jié)深度佳cm鹿95首93序94君91貴7趨最大積雪深度虎cm膛15釋12度11叼14子8付最大風(fēng)速杏m/s況24璃22良20適23炕9濃主要風(fēng)向?qū)PNW管ENENE他NE襪NE缸4春．暴3般水文地質(zhì)條件倒水文地質(zhì)條件覺也是影響土壤宿鹽漬化的重要提因素。鹽分的土積聚腰,濫與地下水水位投、礦化度和礦董化類型有密切籌關(guān)系楊,她地下水水位越窩高煎,圈蒸發(fā)越強(qiáng)返,刮土壤的積鹽也辣越快諷。同時閘,燈地下水礦化度錢愈高直,革地下水向土壤榮輸送的鹽分越流多認(rèn),噸土壤的積鹽也的越重。新疆高呆速公路庫阿段爸強(qiáng)烈蒸發(fā)的氣甜候條件和地下戀水礦化度較高乖的水文地質(zhì)條貸件是本段土壤灑積鹽嚴(yán)重的主我要因素。悠4護(hù)．光4億批地層巖性信新疆高速公路朽庫阿段的地層娘巖性多為第四勞系松軟地層穗,喜如砂類土和粘際性土記,者大顆粒碎石類餓土不會產(chǎn)生鹽程漬化作用。一采般來說粘質(zhì)土澇的毛細(xì)管孔隙崇過于細(xì)小勿,忽毛細(xì)管水上升顛高度受到抑制糟,賞砂質(zhì)土的毛細(xì)副管孔隙直徑較培大涉,全地下水借毛細(xì)轟管引力上升的傳速度快但高度鴉較小促,思這兩種土均不駐易積鹽。粉砂總質(zhì)土如粉土?xí)?御毛細(xì)管孔徑適糠中寺,追地下水上升速繩度既快、上升把高度又高翼,悲特別易于積鹽孕,膏但當(dāng)有夾粘層儀存在時疫,位濱情況又有所不稠同。接4衛(wèi)．偏5琴烤植被挖在本工程施工功段落中有大量睜鹽生植物加劇胡了土壤的鹽漬津化。象新疆地禿區(qū)胡楊、蘆葦浸等深根植物較育多螺,貧在它生長過程箏中的蒸騰作用沙,融消耗了大量地左下水竭,手相應(yīng)加大了地則下水的礦化度升,陶間接加強(qiáng)了土鼻的鹽漬化。此品外常見的鹽土豬植物以及干旱沖地區(qū)的深根性拘植物或鹽生植弄物懂,個又能從土層深錢處及地下水中豎吸收水分和鹽紫分鏟,滑將鹽分累積于刃植物體中帽,擁植物死亡后更,泄有機(jī)殘體分解雷,印鹽分回歸土壤姻,臉逐漸積累于地吧表悉,扇具有一定的積恐鹽作用。慶4唱．宜6窩壇人為因米素塘鹽堿地開荒種脂地覆,慈必須對其進(jìn)行駱土壤的改良鋒,賺而工程段很多呢病害區(qū)地處農(nóng)葬田邊緣獻(xiàn),挺農(nóng)民為改良土徒壤濕,符對路基附近的初農(nóng)田進(jìn)行大量忘澆灌、洗鹽。議地表水通過各候種渠道進(jìn)入到密路基附近細(xì),謀增加了路基附橡近的含水量和節(jié)含鹽量。另外鏈,披施工后叉,癢路基兩側(cè)局部曾地形遭到破壞嗚,局部分涵洞高懸物,符排水不暢認(rèn),錦路基兩側(cè)積水喝,煮為鹽漬土病害爆的形成創(chuàng)造了鉤條件。所以人財為因素也是促思使鐵路路基土月鹽漬化程度加圈重的重要因素乒。率5罵鹽漬土路基僑病害處理措領(lǐng)鹽漬土路基的傾工程治理措施囑有很多壽,禮有基底處理法福、設(shè)置毛細(xì)水丘隔斷層法和提舒高路基高度、蟻浸水預(yù)溶法、具強(qiáng)夯法、化學(xué)異處理鹽漬土法趨、降低稅析違法。非對新疆庫阿高嶄速公路段而言課,蓮根據(jù)本工程的遼特點袍,們悔新疆庫阿高速幟公院路段挖處理鹽漬土路努基病害采用吳路基基底表層普處理，清除表耐層厚乏度拌30c裁m年并壓實，產(chǎn)出床后的地表應(yīng)做亮成由路中心向膊兩側(cè)叮約妖3炕%鹽的橫波，采用密礫類土回填；恰路基填料調(diào)運(yùn)洽非鹽漬化的礫夕類土；完善路勵基、路面排水嫩系統(tǒng)；路基中叨部路床頂設(shè)置雨兩布一膜復(fù)合判土工布做隔斷弓層，阻斷毛細(xì)櫻水?dāng)y帶鹽分上爬升用；挖方路段，赴采用反開挖填筒方路基形式，組對路堤采用礫柏料土填筑，并籮于上路床底鋪纏設(shè)復(fù)合土工膜腥隔斷層美等綜合處理措膽施。現(xiàn)以斷面條為例紹(氏圖央1),趴具體工程處理梨措施如徑下戀:午5隙．洽1愛?；滋幚砀鷵Q填法一般應(yīng)燒用在路基含鹽掠量超過規(guī)定的竿要求、路床過葵濕壓實度達(dá)不鳥到壓實要求或藥路基標(biāo)高受限陡制的低填淺挖塞地段采用六,拘換填一般采用沉就近砂礫或風(fēng)洋積砂慕,爛換填厚度應(yīng)根屬據(jù)地質(zhì)勘探資恩料以及填料的鐘試驗結(jié)果確定暴,禍最小不應(yīng)小于鹿1.0m濫。替必須確保所換類填的土質(zhì)為非殖鹽漬土且有足質(zhì)夠的強(qiáng)度。一怒般混地滑,唱換填土宜選用屬礫石土或風(fēng)積懲砂。從路基換沉填及鏟除的鹽平漬土不得堆于貓路基兩側(cè)坡因腳沈,算應(yīng)集中拉運(yùn)到倘距離線路不得酒小雖于恭30m侍疼以猴外柿,四以免發(fā)生次生挪鹽漬化。周5價．長2隙漏糧設(shè)置毛細(xì)水隔延斷層。程隔斷層法就是舍在路基番某一層位設(shè)置逮一定厚度的隔款斷層凈,懇其根本目的是籌隔斷毛細(xì)的上貫升橡,顯防止水分和鹽膝分進(jìn)入路基上案部竿,課從而避免路基泛或路面遭受破無壞。餅隔斷層類型按枕采用材料有土川工布維(狐膜距)展隔斷層、風(fēng)積綱砂或河砂隔斷辭層豆,錫礫乒(暑碎泊)擋石隔斷層和瀝揚(yáng)青砂滔,斑油毛氈等隔斷蓮層。土工膜、鏈瀝青砂、油毛室氈屬不透水性教隔斷層技,照可隔斷下層毛靈細(xì)水和氣態(tài)水懇上升崖,痰礫石和風(fēng)積砂厭屬透水性隔斷箏層邀,澇只可隔斷毛細(xì)箱水的上升。子設(shè)置隔斷層是餐處治路基鹽脹爬最有效、最簡膠便的措施礙,漿應(yīng)優(yōu)先考慮采白用。一般應(yīng)用目于中強(qiáng)鹽漬土韻地段希,低特別是硫酸鹽代漬土地段敗,然受地面水或地蝴下水毛細(xì)水影店響的基騰,逝標(biāo)高受限制的州挖方路塹或被周利用的原有路舅基含量超限路朽段。應(yīng)5才．抖3脾膏斷煮提高路基高度鑄。瞎提高路基填筑旨高功度旁,指可以減少進(jìn)入倒路基上部的水電分和鹽出分憲,稿使上部路床受往鹽漬影響較煤小彈,筍有效防止鹽脹破。在排水不良定或過濕的地借帶贈,雅一般采用該方掌法。有些鹽漬慰土地區(qū)地下水帶位較公高更,攔為了使路基不恭受凍害和再鹽安漬化的影愿響怖,爺應(yīng)控制路堤高愚度至不再鹽漬碑化的最小高度濃。閣該方法施工簡股便是最常用的腦措施。提高法淚只能應(yīng)用于弱責(zé)中且為非硫酸趁鹽漬土地段。澡施工中首先應(yīng)及將表層的植被公、鹽殼、腐殖聞土等清蘋除廟,舉然后才可按規(guī)計范要求分層填濱筑。施工中必任須嚴(yán)格控制填嘩料冊,昏確保填料為非聲鹽漬土且具有童較好的透水性祖。愧5改．脆4摔鋼資浸水預(yù)溶法臨浸水預(yù)溶法即界對路基預(yù)先浸旋水池,天在滲透過程中盞土中易溶鹽溶穿解賓,撥并滲流到較深球的土層病中術(shù),示易溶鹽的溶解叉破壞了土顆粒胸之間的原有結(jié)戴構(gòu)明,輛在土自重應(yīng)力移下產(chǎn)生壓密。組浸水預(yù)溶可使精路基土鹽膠結(jié)疫構(gòu)改校變素,顏并在一定程度屈上降低路基土倆含鹽照量全,堆可提前消除鹽存漬土溶陷等病捉害。鮮浸水完成后即范進(jìn)入晾曬食期味,枯晾曬的目的主精要是調(diào)整路基趨土含水辰率缺,悶達(dá)到滿足下一律步施工條件。悶在現(xiàn)場浸水及禽晾曬完成陷后婦,眨進(jìn)行表面高程遇觀測、浸水后妄土的常規(guī)物理寶力學(xué)指標(biāo)試驗父等測艙試支,棟對預(yù)溶的效果嚴(yán)進(jìn)行檢鵲驗蠟,取并重新評價預(yù)抵溶后的場地土衣。落浸水預(yù)溶法一膚般適用于厚度訓(xùn)較逮大風(fēng),必滲透性較好的善砂、礫蔥石土、粉土和券粘性鹽漬土。挎5警．危5禍俗強(qiáng)夯法公路基土在浸水比后嚼,奉強(qiáng)度會大幅降驟低孩,筑為了提高路基字土強(qiáng)蔑度頓,跳消除或降低路媽基土的溶陷岡性燥,拔對浸水后的路腔基土體采用強(qiáng)稻夯法加固處理銀。該方法工藝獸簡單、效果好跌、施工速度快筍、費(fèi)用低、適民合土層范圍廣惕。強(qiáng)夯處理的棉主要目的僅是沒:仔做①深提高路基土的布干密哥度余,扭減少孔隙冊比掃,船以達(dá)到消除和俊減少溶陷沉降殃量店;盈②凳滿足規(guī)范的壓獻(xiàn)實度要訪求李;謹(jǐn)好③韻提高路基土的礦均勻性及整體宇性澆,貸消除或減少差護(hù)異沉降量及剩木余沉降量。鐮新疆國忽道夫31雙4匠線庫車至阿克淺蘇段公路改建捧工膽程掉,箏路基由鹽漬化吐的粉土、低液曠限粘性土堆筑號形哪成動,乒經(jīng)強(qiáng)夯法處理賄后嗚,是極大地改善惠了原路基土的刷強(qiáng)度與均勻席性頸,赤滿足新建公路慈要求。硬強(qiáng)夯法一般和餡浸水預(yù)溶法配譯合使宣用群,勇浸水后強(qiáng)夯效優(yōu)果最佳。洲5業(yè)．避6真您玉化學(xué)處理鹽漬悠土法應(yīng)對路基上層的剩硫酸鹽漬土進(jìn)狂行化學(xué)處理經(jīng),筆使土中的易溶股鹽成分和性質(zhì)簡發(fā)生變化回,們從而不再產(chǎn)生豎鹽脹或減輕鹽舞脹。在硫酸鹽燥漬土中摻入氯鑄鹽可以減少鹽醫(yī)脹租,招因為硫酸鈉在錘氯鹽溶液中其準(zhǔn)溶解度隨氯鹽凝濃度增加而減皺小。當(dāng)土底中絨C(Cl站-)/薄C圓(濕SO2-耗4)送習(xí)的比值增大越到直6妹,純抑制鹽脹的效崖果最為顯著。盞這種方法對治嚴(yán)理硫酸鹽漬土皂路基的病害很旅有物效那,灣經(jīng)濟(jì)效益最為聚顯愛著拔,鋤目前所用的摻純加族劑調(diào),撒效果明顯的渣有民CaCl2敢、爪BaCl2艱蓋等隔,毛其反應(yīng)式為睜福頭Na2SO誕4+Ca篩Cl2=態(tài)2NaCl刷+CaSO倚4扣歷↓倚漫綢Na2SO麻4+Ba貢Cl2=羽2NaCl亭+BaSO去4桑游↓枝反應(yīng)生成的硫弱酸鈣僅微溶于矮水朵,推性質(zhì)穩(wěn)定。另漿外天,晴氯化鈣無仗毒沙,溪極易溶于有水諷,饒而且易于配制洲溶拒液岸,獄滲透性牧好應(yīng),湖易于灌襲注創(chuàng),扮由氯化鈣溶液沖帶入的附加水涼也少。為使化雹學(xué)處理的鹽漬能土不受下層水樓分和鹽分的影俊響坦,嫌路基底部應(yīng)設(shè)苦置隔離層。邊5賭．老7橫諷降低水位法古降低地下水位怕以減少進(jìn)入路切基上部的水分小和鹽分陽,承其效果與提高弦路基類似芽,疤需要把地下水搬位降低到一定菜深度才有較好嗎的效果裂。同樣強(qiáng),奪如果產(chǎn)生鹽脹測的水分中氣態(tài)探水占有較大比貌例蔥,撒則不宜單純采剝用降低地下水繪位的方法。柜5丈．囑8求海其他方法李路基灑水采用鞋鹵水題,謀可增加路基強(qiáng)扯度。砂礫培筑紀(jì)路肩怪,振可減少路肩培碎土的鹽脹。鹽浩漬土層較厚郵,唱含鹽量較高時圍,苦可采用樁基處效理。改良法改販良鹽漬土路基儉填料等。6結(jié)束語堡路基提高法施奴工簡刻便懂,虹當(dāng)附近滿足