曹 鵬
(甘肅公航旅路業有限公司,甘肅蘭州 730000)
在公路工程作業過程中,鹽漬土的危害性非常大。鹽漬土是一種有機鹽含量超過0.5%的土壤,若不能對此類土壤進行合理處理,在長期運營過程中,會導致路基硬化病害的加重,同時也會影響公路工程的耐久性和安全性。基于此,需要采用合理方法對其進行處理,提升公路工程施工質量。
鹽漬土泛指鹽土與堿土,土壤中含有可溶性鹽類,且鹽分濃度較高,導致土壤物理性質受到破壞。土壤中的中性鹽濃度超過一定指標時,逐漸形成為鹽漬土,不同地區的中性鹽濃度變化情況有所不同。在地勢較高處,雖然土壤中會分布一定濃度的中性鹽,但在地表水持續向低處流動過程中,水體將攜帶走少量鹽分,導致地勢較低區域的中性鹽濃度相對較高,加劇土壤鹽漬化過程。
基于以往的應用經驗可以了解到,在氣候條件影響下,鹽漬土中的有機鹽來源也存在較大差異。例如,在降水量相對較少的區域,土壤中的有機鹽主要來源于外界風力所產生的積聚效應;而降水量比較充沛的地區,土壤中的有機鹽主要來源于降水中攜帶的有機鹽,但是降水中含有的鹽分相對較少,其鹽漬化狀態較低,對公路工程路基的影響程度較低。由此可見,一般出現鹽漬化問題的土壤多集中于干旱或半干旱地區,這也是該區域作業時需要著重關注的內容。
除了上述影響因素外,地下水礦化也是導致土壤鹽漬化的主要原因,在地下水流速相對較慢的地區,排水難度也有所增加,這樣在地下水自然蒸發的過程中,會造成地下水礦化情況不斷提升。在淤泥土堆積的區域,其內部聚集了數量眾多的動植物殘骸,殘骸中也包含了許多的有機鹽,進一步加劇土壤鹽漬化的情況,影響公路工程作業活動的進行。
(1)導致路基溶陷。
在土層含水量不斷增加的情況下,水溶性鹽也會逐漸溶解到土壤中,表現出很強的遷移性,鹽類物質隨著水分完成遷移后,土壤的自重也會下降,此時遇到車輛荷載作用,會加快路基的沉降速度,導致路面坑洼問題。
(2)路基出現翻漿問題。
在干燥情況下,其鹽類一直處于結晶的狀態,此時路基的強度較大,可以達到既定的強度標準。但是土層中的鹽類很容易溶解在水中,在鹽含量不斷下降時,土層強度也會處于下降狀態,含鹽量越大,土壤的抗剪強度越低,同時還會導致土壤液化的情況(即翻漿)。
(3)路基出現次生鹽漬化。
在路基工程作業期間,地下水的補給過程也會受到較大影響,導致次生鹽漬化的情況。在新路基的施工過程中,也會增加土壤中毛細水含量,土壤中的鹽分在蒸騰作用下會不斷累積,使得二次鹽漬化情況不斷加重,威脅到路基應用狀態的穩定性。
在對鹽漬化土壤進行處理時,常用的處理方法是提高路基的基礎高度,可以有效降低路基中的鹽沉積總量,降低鹽脹問題的發生概率。在具體實踐過程中,需要對作業區域的基礎條件進行了解,包括臨界上升的凍結位置、地下水水位峰值、毛細水的上升極限值等,根據此類數據信息確定最佳的路基高度,以提升修建路基的實用性在路基鋪設材料的選擇過程中,需要考慮當地有機鹽種類、含量等參數,基于此參數選擇相應抗性的材料,提升土體病害的治理效果。需在鋪設路基材料時,需要提前將路基基底的硅酸鹽外殼、動植物殘體、其他廢棄物清理干凈,以確保技術的應用效果。
(1)做好基層的清理工作。
基于以往的作業經驗,在公路工程施工過程中,位于表面下30 cm的土壤對于地基基礎的影響性最大,因此如果表面下方30 cm處都是鹽漬化土壤,那么需要將標高位置處的土壤清理干凈,以提升基礎作業環境的安全性。
(2)地基的滲濾置換。
鹽漬化問題的出現,和區域水資源分布情況也有著密切關聯性,因此在路基處理過程中,也需要考慮地基的滲濾置換問題,需要做好混凝土用水問題管理,降低不合規水資源帶來的影響。
(3)做好材料換填和壓實處理。
在實際應用中,多采用分層填筑的方式進行處理,還需要根據公路工程作業規模選擇合適的壓實設備,按照初壓、復壓、終壓的順序,完成基層材料的壓實工作,同時做好壓實度檢測,待滿足要求后可以進入下一作業環節。
對鹽漬化土壤進行合理化處理時,也需要合理設置隔斷層,即在基底處鋪設相應厚度的隔離膜,起到阻擋地下毛細水上升、隔絕鹽水入侵的作用。在目前常用的涂層材料中,土工布、砂土、礫石等都是常用的鋪設材料,需要結合區域條件來進行合理篩選,提升所選材料的適用性。
在鋪設隔離層材料前,需要做好基底雜物的清理工作,如果區域地下水活躍度較高,在實際應用中還需要做好降水工程,將承壓水壓力適當降低后再進行隔斷層鋪設,借此提升隔斷層的阻隔效果。現階段,該處理方法在一些強制性鹽漬土公路段路非常適用,可以有效避免鹽脹問題的出現。
在公路工程鹽漬化問題的處理過程中,換填法也是經常使用到的處理技術,其施工原理在于利用具備一定基礎強度的填料,對該區域原土壤進行替換,借此起到提升基礎強度的作用。此類工藝主要應用于一些大型公路工程中鹽漬化相對較低的區域,能夠對工程基礎強度進行提升,提高公路工程運營過程的穩定性。
在實踐過程中,具體的換填高度需要結合區位資料進行計算,常規狀態下,換填高度不低于1 m,在換填期間需要采用分層填筑的方式進行作業,每層填筑厚度不超過25 cm,單層碾壓次數不低于5次,以提高填筑效果。除此之外,針對開挖出的鹽漬土需要做好集中處理,堆放位置遠離作業區域,避免土壤對區域含鹽量產生影響[1]。
在鹽漬化土壤產生的病害問題中,泛鹽現象屬于較難處理的病害問題。在對其進行處理時,需要采集充足的基礎資料,對問題成因進行分析,針對性擬定處理措施,提高問題處理結果的可靠性。在具體處理過程中,需要及時清除掉路基表面的鹽殼,并沿著鹽殼所在標高繼續下挖30 cm,換填此厚度土層,降低區域土層含鹽量[2]。如果該路段已經布設了隔斷層,在處理過程中,需要對遺漏位置或不足位置進行補強處理,提高路基的耐久性。此外,如果待處理區域為老路路基,在處理過程中,需要將路肩下方1 m范圍內的路基清理干凈,隨后換填抗性較強的礫類土,起到路基補強和處理鹽漬化的作用。
除了上述提到的處理方法外,還需要做好路基鹽脹問題的預防處理,在具體的處理過程中,采用設置高差的方式來對其進行處理。在具體的應用過程中,需要對地下水頂面所在位置進行確定,以此為基礎來設置高度差在5.0~6.5 m的路基。地表水流動時,會攜帶表面鹽分向著較低地勢轉移,降低了公路工程路基內部的含鹽量,避免了鹽脹問題。
除此之外,對此類問題進行處理時,也會使用一些抗性較強的土工布或砂石鋪設在路基底部,作為隔斷層來阻擋地下水涌出(即設置隔斷層),同時還會在隔斷層上鋪設厚度不小于0.1 m的砂石作為反濾層,進一步提升路基的抗滲性能,降低了路基鹽脹問題的發生概率[3]。
在鹽漬土區域進行作業活動時,需要提前做好相應的排水措施,營造良好的工程作業環境。在具體的作業過程中,需要根據要求設置臨時排水系統和永久性排水系統。臨時排水系統主要包括臨時管道、盲溝等,用于基層臨時排水,降低土層中的含水量,部分臨時排水設施也會在工程結束后轉換為永久性排水設施。永久性排水設施在地基作業過程中同步進行作業,地下多使用管道進行排水,地上設置排水渠或盲溝輔助排水。需要對基坑大小進行考量,選擇合適的排水高度,若施工區域的地下水水位較高,在實際應用中需要利用降水井降低地下水位,同時還需要在地表做好引水工作,以加快排水速度。
除此之外,在作業區域內不允許堆放開挖土或地表土,作業現場的路基填料也應定期進行壓實處理,確保材料本身的密實度。設置的橫坡拱度需要保持在1.5%以內,以確保地基作業期間能夠順利將多余水分排出,提高結構的綜合性能。
除了上述提到的處理方法外,還可以利用強夯法完成基層強化處理,提升地基的壓實度,起到降低土壤沉降量的作用。在具體作業環節中,需要對作業面做好清掃工作,將待作業區域表面的雜物清理干凈,以梅花型進行夯擊點的確定地面,第一次夯擊點的間距控制在2.5 m左右。利用落錘結構開始進行夯擊操作,每一次夯擊勢能保持在1 000 kN·m,結束第一次夯擊處理后,對不平整位置進行平整處理,第二次夯擊時,位置選擇在第一次夯擊點之間的間隙處,重復多次后達到既定的夯擊效果。
綜上所述,在公路工程施工過程中,鹽漬土屬于比較棘手的作業難題,施工質量的管控難度較大,對施工水平的要求較多。結合作業區域的實際情況,選擇相匹配的作業方法進行鹽漬土處理,不僅可以加快問題處理速度,而且對于延長公路工程使用壽命也具有積極意義。