運城市鹽池環(huán)湖路地基處理方案

黃霄峰

運城市鹽池環(huán)湖路是環(huán)繞山西運城鹽湖的一條鹽化交通運輸兼顧鹽池旅游的綜合性道路。整個道路工程擬分三期實施,一期實施段西起運城市區(qū)解放路,東至韓信路,全長5.2 km,本路段距鹽湖較近,局部地基濕軟,承載力較低,同時土質(zhì)為中鹽漬土,對地基危害較大,環(huán)湖路的地基處理是一個復(fù)雜的技術(shù)問題,在環(huán)湖路的施工圖設(shè)計當(dāng)中,必須采取相應(yīng)處理措施,使地基處理后滿足道路使用要求。

1 地質(zhì)狀況簡介

根據(jù)運城市環(huán)湖路巖土工程地質(zhì)勘察報告揭露,深度10 m左右,該路段地基土地層結(jié)構(gòu)及巖性特性大致可分為三層:

第①層人工填土,以粉土碎石填層為主,層厚在0.9m～2.8m。

第②層硫酸鹽漬粉土,灰黃色,局部顏色發(fā)白,稍濕～濕,稍密,中壓縮性,含有大量分布不均勻的芒硝、石膏顆粒,局部富集成薄層,局部夾有薄層粉質(zhì)粘土,厚2.8 m～7.5m,地基承載力110 kPa。

第③層粉土,淺黃色,顏色發(fā)青,濕,稍密～中密,中壓縮性,含少量分布不均勻的芒硝、石膏顆粒,局部富集成薄層。

在勘察深度范圍內(nèi),該場地除地表為近期人工填土外,其余地基土的地質(zhì)年代為第四紀(jì)全新世和上更新世,巖性以硫酸鹽漬粉土和粉土為主。

鹽漬土評價:根據(jù)易溶鹽檢驗結(jié)果,該場地第②,③層地基土易溶鹽含量為0.65%～1.74%,含鹽化學(xué)成分以為主,按含鹽量劃分屬中鹽漬土。對混凝土有強腐蝕性,對混凝土內(nèi)鋼筋有微腐蝕性。

2 鹽漬土在道路建設(shè)中的危害

環(huán)湖路承載層主要分布在第二層地基土層,該層主要為硫酸鹽漬土,其總含鹽量多達(dá)1.74%,硫酸鹽漬土對路基危害表現(xiàn)為:

1)當(dāng)?shù)缆放潘疂B入含鹽土體內(nèi)部,會將結(jié)晶的易溶鹽溶解,造成土體沉陷或掏空后形成局部塌陷。2)鹽漬土濕化后在車輛荷載的反復(fù)作用下,容易使道路出現(xiàn)泥濘、濕滑,形成翻漿,影響車輛正常運行。3)鹽漬土中的鹽分硫酸鈉吸水結(jié)晶后,會造成土體膨脹,最高可達(dá)300%,會導(dǎo)致路面局部不平,鼓起,開裂等。4)鹽分對建筑材料的影響。對瀝青材料的影響:硫酸鹽類可使瀝青隨著含鹽量增加而出現(xiàn)延度下降,一般鋪筑黑色路面時,路基土的硫酸鹽含量限制在2%以下。對水泥構(gòu)筑物及青磚砌體的影響:水泥混凝土和青磚在易溶硫酸鹽環(huán)境中,易引起化學(xué)反應(yīng)生成新相或結(jié)晶,產(chǎn)生體積膨脹,導(dǎo)致構(gòu)筑物破碎和軟化,降低工程強度。對鋼筋材料的影響的存在增加土體的導(dǎo)電性,從而促進(jìn)鋼筋的腐蝕,特別是易還原成S2-對鋼筋的腐蝕性更強。

3 道路施工設(shè)計中采取的措施

鹽漬土地區(qū)路基設(shè)計,除遵循一般路基設(shè)計的要求外,應(yīng)著重處理好路基隔斷層、排水設(shè)施、路基高度、原有公路利用和處理問題。關(guān)鍵應(yīng)在路基設(shè)計前認(rèn)真做好鹽漬土地段的自然條件、水文地質(zhì)調(diào)查,以及原有公路使用狀況的觀測、試驗工作。

地下水位高的地段,路基高度應(yīng)考慮毛細(xì)水強烈上升高度和鹽脹深度等作用,可能發(fā)生次生鹽漬化路基,還要考慮蒸發(fā)深度。

3.1 加強防水和排水措施

在道路兩側(cè)修建排水明溝,截住鹽池龍崗來的雨水,同時排除路面雨水并降低地下水位,使地下水位降至路基以下1.5 m～2 m,并每隔300左右埋設(shè)一道橫穿道路排水管道,將水引至道路南側(cè),泄入鹽池。結(jié)合地形和道路測量成果,適當(dāng)?shù)靥Ц呗返谈叨?保證在路面大于地下水位2 m以上),放緩路堤邊坡,以利于排水且保持路堤穩(wěn)定。

3.2 路基設(shè)計中的應(yīng)對措施

對地下水位埋深較淺路段,路基開挖后處于地下水位以下,且地基濕軟,屬潮濕或過濕性土壤,采用級配砂礫擠密措施,并用重型機械反復(fù)壓實,使砂礫層最終頂面高度高出地下水位以上30 cm～50 cm,對于地下水位以上的軟土路基,屬中濕性土壤,土壤液性指數(shù)一般在0.5～0.75之間,疏松土壤25 cm摻5%白灰或3%水泥拌和均勻,用重型機械反復(fù)壓實,使地基密實度達(dá)到96%。

其余路段,地下水埋深均在1.5 m～2m以下,對局部富集成薄層芒硝、石膏顆粒地段,采取換土方式,加強路基土料選擇用龍崗附近的低礦化度土料,未換土地段采用圓盤耙耙松30 cm厚土層,摻3%水泥碾壓密實,以改良土壤性質(zhì),防止鹽漬土膨脹破壞路基,同時在土基上部回填30 cm厚粒徑為1mm～50mm的砂礫石,一方面加強路基強度,另一方面截斷毛吸管,防止軟化路基,其上做水泥穩(wěn)定層,厚度適當(dāng)加大,在強度達(dá)80%后,方可進(jìn)行下一步工序。

3.3 綠化隔離帶處理措施

本路段地處鹽湖岸邊,土質(zhì)含鹽量較高,為保證花草樹木的成活率,隔離帶內(nèi),樹坑應(yīng)全部換土,土種選用低礦化度的土壤,隔離帶兩側(cè)及行道樹坑四周均用土工布包封至下層路基的透水層,以防澆水侵蝕軟化路基。

3.4 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計

本路段硫酸鹽含量較高,對水泥混凝土有強腐蝕性,根據(jù)綜合分析,路面結(jié)構(gòu)設(shè)計采用瀝青混凝土,首先在水穩(wěn)層上面鋪設(shè)一層土工布,防止路基下毛吸管水上升侵蝕瀝青混凝土,又可防止路面雨水下滲侵蝕軟化路基,同時可減少瀝青混凝土反射裂縫。

4 建筑材料選擇

1)構(gòu)筑物建筑材料盡量選用礦物質(zhì)為堿性物質(zhì),少用或不用礦物質(zhì)為酸性的材料,雨水口、檢查井等構(gòu)筑物采用石灰?guī)r料石或片石砌筑,不再用青磚砌筑。2)水泥選擇用抗硫酸硅酸鹽水泥。3)瀝青混凝土路面瀝青宜選用延性較高的道路瀝青。4)本地區(qū)地下水硫酸鹽成分較高,施工中不宜使用,拌合砂漿或水泥混凝土,選用生活用自來水。5)排水管材選用耐腐蝕玻璃鋼加砂管或HDPE塑鋼纏繞管。

[1] 孫曉杰.佛山市順德區(qū)高贊立交工程軟土路基處理設(shè)計[J].山西建筑,2009,35(5):251-252.

[2] 新疆公路學(xué)會.鹽漬土地區(qū)公路設(shè)計與施工指南[M].北京:人民交通出版社,2006:35-38.