鹽漬化軟弱土地基的危害與處治技術(shù)研究

楊瑤 王榮 魏義婕

摘 要：新疆自然條件特殊，鹽漬土分布范圍廣，鹽化程度和含鹽性質(zhì)各地差異較大，對公路工程危害很大。文章將針對工程方面鹽漬土的危害性提出一些處理設(shè)計方案，并通過一些檢測手段進(jìn)行監(jiān)測評估其可行性。

關(guān)鍵詞：鹽漬化軟弱土 危害 處理設(shè)計方案 檢測評估

中圖分類號：U416 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）01（a）-0016-02

西部大開發(fā)是我國長期實施的發(fā)展戰(zhàn)略，隨著一帶一路發(fā)展戰(zhàn)略的提出和發(fā)展，新疆絲綢之路經(jīng)濟帶核心區(qū)戰(zhàn)略地位更加突顯。新疆深居內(nèi)陸，地形封閉，通過公路建設(shè)加強與東部地區(qū)的經(jīng)濟往來，推動新疆經(jīng)濟的快速發(fā)展是非常有效的辦法。然而，新疆作為我國鹽漬土的主要分布地區(qū)，土質(zhì)易受侵蝕產(chǎn)生沉陷或是吸水膨脹導(dǎo)致蓬松，時常出現(xiàn)路面龜裂、翻漿等多種危害公路安全的現(xiàn)象發(fā)生，不僅增加了在公路養(yǎng)護(hù)方面的支出，也給公路建設(shè)帶來了極大的挑戰(zhàn)。因此，利用科學(xué)有效的方式解決鹽漬土土壤性質(zhì)造成的公路地基不穩(wěn)等問題是新疆經(jīng)濟建設(shè)亟待解決的問題之一。

1 鹽漬土的定義

鹽漬土指的是土壤含鹽量超過普通土壤應(yīng)有含鹽量標(biāo)準(zhǔn)的土，土壤的含鹽量一般以百分比的形式表示泥土自身所含鹽分的量。我國交通部門以3%位界限定義了土壤含鹽量的標(biāo)準(zhǔn)，通常土壤含鹽量低于3%的為一般土質(zhì)可以直接進(jìn)行帶路施工建設(shè)，反之土壤含鹽量超過3%的則為鹽漬化土質(zhì)，那么在進(jìn)行道路施工之前，就必須對該土壤進(jìn)行科學(xué)化的勘測，并根據(jù)土壤的含鹽量設(shè)計有效的方案，在對道路進(jìn)行施工，以保證道路的安全性。

2 鹽漬化軟弱土地基的危害

鹽漬土的性質(zhì)不同對道路工程的危害也大不相同，如在含鹽量較高的湖泊或海域的周邊地區(qū)，鹽漬土大多具有腐蝕性，而根據(jù)地下水位的不同，其危害又呈現(xiàn)為兩個不同的現(xiàn)象，地下水位高則鹽漬土中所含的鹽分會被溶解并逐漸侵蝕地基，從而降低地基的承載力造成路面劇烈等現(xiàn)象，這種腐蝕性主要是鹽分溶解于水與工程材料所含元素之間的化學(xué)反應(yīng)，往往會使工程材料的功能性弱化。而地下水位低，則表現(xiàn)為土壤的侵蝕沉陷；又比如含硫酸鹽的鹽漬土，這類型的土壤會吸水膨脹，泥土的體積會增大，而在水分失去之后，泥土的體積會明顯縮小，造成土壤之間的間隙增大，使土質(zhì)變得疏松，造成地基的不穩(wěn)定。

3 處理方案設(shè)計

針對鹽漬土對地基所造成的腐蝕和疏松等兩種不同的危害，僅僅選擇在施工路段改變鹽漬土的土壤性質(zhì)在周圍周邊土壤環(huán)境的影響下，并不是科學(xué)有效的方法，而通過添加加固和耐腐蝕材料來提高地基的強度也不能最為最好的方案。因此，我國道路建設(shè)部門應(yīng)當(dāng)采取更較科學(xué)有效的方式，通過天然材料的添加來增強路基以及地基的穩(wěn)固性和耐腐蝕性，并在路堤中添加隔斷層來防止因毛細(xì)水流動與表面土壤的鹽分融合所造成的公路表面的損害，而隔斷層所選用的材料可以根據(jù)路段土壤性質(zhì)的實際情況來決定。

以下是筆者根據(jù)不同土質(zhì)情況所設(shè)計的方案：（1）礫石樁方案，針對需進(jìn)行深層處置的沉積厚度在5～7 m之間的軟弱土，設(shè)計的處理方案為礫石樁方案。選擇直徑為0.5 m，長度為5 m的使用直徑小于0.05 m的砂礫石作為加固材料的礫石樁作為方案實施材料，要注意的是，礫石樁每0.05之間所含的砂礫石不少于50%，所選用填料所含的泥土量不能少于10%，并且填料要注意不能風(fēng)化。選擇工作平率為25 Hz的振動機，套管內(nèi)徑在0.385～0.45 m之間力度不低于15 m成樁直徑大于0.5 m的打樁機，通過振動沉管這種公路施工的方式，將礫石樁以每根間隔2 m的距離，布置為三角的形式。在施工時激振力要在100～150 kN之間，電流保持在80 A上下，具體以施工現(xiàn)場的實際情況來定。（2）換填方案，針對需進(jìn)行淺層處置的沉積厚度在3～4 m之間的軟弱土，設(shè)計的處理方案為換填方案。選擇含泥量在10%以下的天然礫石為換填材料，通過圍堰排水的方式出去所選路段土壤多余的水分，并挖除土壤中所含的軟土成分，以含泥量在10%以下的天然礫石換填，要注意的是換填深度要達(dá)到2 m，底寬為34 m，在40 m寬的地表礫石填鋪的頂部要至少達(dá)到90%的壓實度。（3）強夯置換的方案，針對0.7 m地下水位，含水量達(dá)到31%呈現(xiàn)為軟塑狀的低液限黏土，設(shè)計的處理方案為強夯置換的處理方案。選擇顆粒含量在60%以上的直徑在0.02～0.04 m之間的級配砂石最為強夯置換材料，以每米2 000 kN的夯擊能在間距為3.2 m的呈三角形布置的夯擊點進(jìn)行強夯置換處理，并且處理的深度要達(dá)到5 m，地基在處理后承載力要達(dá)到200 kPa。

4 實驗檢測以及評價

上述的處理方案設(shè)計主要目的是為了通過加強公路地基的強度和承載力，提高公路的安全性，因此，需要通過一定的檢測方式對處理后道路的安全性能進(jìn)行評估，筆者分別對上述3種方案進(jìn)行了荷載檢測，原位載荷檢測為了能對狐貍的效果進(jìn)行更加準(zhǔn)確的判斷，可以利用原位載荷測試對處理前后的地基強度和承載力進(jìn)行檢測。

（1）對原地基的載荷檢測，通過對原地基強度和承載力的在和測試數(shù)據(jù)表明沉積量并沒有出現(xiàn)明顯的轉(zhuǎn)折點，也沒有明顯出現(xiàn)階段性的變化，但荷載的能量達(dá)到90 kPa時，通過計算，與之相對應(yīng)的地基的沉積量約達(dá)到了0.06，已達(dá)到了停止載荷檢測的量。據(jù)有關(guān)規(guī)定當(dāng)沉積量達(dá)到2%時，其所能承受的最大承載力為40 kPa。

（2）對處理后地基的荷載檢測。①礫石樁的荷載檢測，在對礫石樁施工完成后需對每一個礫石樁進(jìn)行荷載檢測，并且對樁與樁之之間的土壤也需進(jìn)行荷載測試后認(rèn)為，針對礫石樁承載力的檢測具有明顯的線段性，線段末端所表示的承載力為250 kPa，從圖表中能夠看出，當(dāng)承載力達(dá)到190 kPa時，礫石樁將受到破壞，因而將礫石樁的最大承載力定位120 kPa；而在對礫石樁之間的土壤進(jìn)行荷載檢測時，從圖表發(fā)現(xiàn)，每kPa荷載增加，礫石樁之間的土壤都會有明顯的下沉痕跡，用規(guī)定的沉積量2%來限定，那么礫石樁之間的土壤最大承載量應(yīng)為5 kPa。②對砂礫石的荷載檢測，經(jīng)檢測砂礫石最小的承載力為100 kPa，最大承載力為400 kPa。③強夯置換的荷載檢測，針對強夯置換這種方式的荷載檢測需要對置換墩的承載力和墩與墩之間的土壤的承載力進(jìn)行檢測，在對置換墩和墩與墩之間土壤的承載力測試表中可見，曲線以一種非常緩慢的趨勢變化，沒有明顯的節(jié)點轉(zhuǎn)折，而這兩類材料的承載力最大均被350 kPa，而墩與墩之間土壤的下沉值為5 cm，而置換墩的下沉量為3.5 cm。以深度控制法的標(biāo)準(zhǔn)來看，置換墩的最大承載力應(yīng)為200 kPa，而墩與墩之間土壤的最大承載力則為150 kPa。

5 檢測簡論分析

通過原位荷載檢測對處理后公路地基的下沉量進(jìn)行檢測，并通過折現(xiàn)標(biāo)的方式表示數(shù)據(jù)得出：（1）采用礫石樁的加固、填料的置換或者是強夯置換的方式對鹽漬土進(jìn)行公路施工前的處理，在道路穩(wěn)定性和安全性方面具有明顯效果。（2）采用礫石樁的加固、填料的置換或者是強夯置換的方式對鹽漬土進(jìn)行處理后，通過圖表的對比發(fā)現(xiàn)，地基的承載力和強度明顯增強。（3）采用礫石樁的加固、填料的置換或者是強夯置換的方式對鹽漬土進(jìn)行處理后，鹽漬土地基下沉的現(xiàn)象明顯降低。（4）采用礫石樁的加固、填料的置換或者是強夯置換的方式對鹽漬土進(jìn)行處理后，施工的時間明顯減少，公路養(yǎng)護(hù)的成本明顯降低。

6 結(jié)語

文章具體介紹了礫石樁加固、填料置換、強夯置換三種方案來進(jìn)行鹽漬土的處理，并通過檢測得出對鹽漬土處理具有明顯效果，筆者期望除了對公路外，這些方案對其他類型的工程也有一定幫助。

參考文獻(xiàn)

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