新疆盐渍土地区软土路基施工技术简述
2016-07-09白子鹏
白子鹏
摘 要:新疆作为我国的重要省份,其地质情况较为复杂。由于盐渍土质是新疆总面积的6%,所以在修建公路上往往会涉及到软土盐渍土质的处理。本文主要分析了三种软土盐渍土质处理施工手段,希望可以为新疆地区软土盐渍土质的处理提供一定的参考。
关键词:新疆;软土盐渍土质;施工技术
中图分类号:TU984 文献标识码:A
1 前言
盐渍土质大约占据到新疆总面积的6%,随着新疆地区的不断发展,新疆高等公路数量正在不断增加,里程数也在不断增多,这使得在进行公路建设时经过盐渍土质的几率大大增加。盐渍土质尤其是软土盐渍土质必须要经过严格的处理之后,才可以达到公路路基的基本施工要求。因为软土盐渍土质本身存在一定的特殊性,所以一定要基于新疆地区软土盐渍土质分布情况以及工程实际情况,确定最佳的软土盐渍土质公路路基处理方法。
2 换填法应用于新疆软土盐渍公路路基中的施工技术要点
如果公路路基现有的软土盐渍土质相对较少时,可通过换填法对其进行处理。换填法能够大大提升软土盐渍土质的承载能力,大大降低其沉降量,同时使得路基的刚度更为均匀。在使用换填法时,为了防止由于盐渍土毛细水不断的上升而导致路基再次出现盐渍情况,或者是避免路基的变形以及承载力达不到公路路基的使用要求时,需对软土盐渍土层进行挖除以及排水处理,然后换填其他材料,比如说卵砾石、块石以及碎石等稳定性更强、强度更大,以及非盐渍化的材料。为了保证换填质量,应对换填垫层的厚度及使用材料进行严格。
2.1 换填垫层的厚度设定
通常换填垫层的厚度应保持在0.5m~3m,若是换填厚度超过3m,则可能会出现土层所具有地基承载力小于垫层所造成的基底压力,进而导致路基处理效果得不到保障。若是垫层厚度不超过0.5m,同样会导致路基处理下降。一般来说,在进行一级公路以及高速公路的软土盐渍土质处理时,应将换填厚度控制在1m以上,其它等级的公路可将换填厚度设置在0.5m~0.8m即可。
2.2 换填垫层的材料
换填材料的粒组情况直接决定着毛细水上升高度,在使用粗粒组材料时会导致毛细水上升高度低于细粒组材料。相关文献资料以及研究表明,粒径大小在0.05mm~0.005mm的材料直接决定着毛细水上升情况,使用粒径大小为0.05mm~0.005mm左右材料数量越多,土颗粒间则会出现更为强烈的毛细作用。另外在选择细粒土开展换填作业时,需对细粒土进行掺灰处理,以使得土颗粒间空隙有所缩小,提升毛细阻力,以防止毛细水出现上升情况,并在一定程度上保证基底换填材料稳定程度以及强度,进而大大提升公路路基的强度以及稳定性。一般来说换填材料需要由碎石、中粗砂以及砾石等材料构成,但需确定材料的高级配等级、低含泥量。另外选择粉细砂作为换填材料,则需要将卵石或者是碎石加入进粉细砂之中,并确保碎石或卵石的使用比例为总量的30%。 在使用灰土时,需选择较为新鲜的消石灰,并将体积配合比设置为3∶7或者是2∶8。最后在选择使用粉煤灰或者是矿渣时,需对其酸碱程度以及放射性进行检查,确保其达到环境保护要求以及换填性能需求。
3 压实法应用于新疆软土盐渍公路路基中的施工技术要点
在使用压实技术对软土盐渍土质进行处理时,一定要对压密度进行严格管控,从而使经过处理之后的公路路基在不同温度条件下均能够达到预定的稳定性要求以及强度要求。所以可选择分层填筑以及分层压实作业形式,并基于土质情况确定松铺厚度。一般软土盐渍路基在使用分层填筑以及压实方法进行处理时,需将松铺厚度控制在20cm以内,在对路基进行减碾压处理时,需本着一定的顺序,即为先对路基两侧进行碾压,再对路基中间进行碾压作业,碾压速度应为先慢后快,碾压力度应为先轻后重。在进行碾压作业时还需要对含水量进行有效控制。为此在进行压实作业时,需先设定松铺材料的最佳含水量,由于新疆属于干旱地区,所以需将最佳含水量设置在60%左右。
对于饱和盐水的地区,需通过以下三种手段及对其进行处理。一是将适当盐水喷洒于松铺材料上,之后再对其进行碾压处理;二是将饱和的浓盐水材料喷洒于填料上,在浓盐水慢慢蒸发之后,会形成自然结晶,从而提升填料的压密度。
4 强夯置换法应用于新疆软土盐渍公路路基中的施工技术要点
强夯置换法是基于强夯法而发展起来的,可以有效地加固软土盐渍土质公路路基。该加固手段主要是将块石等硬质材料放进夯坑中,再通过夯锤的冲切作用使得块石可以进入到软土盐渍公路路基之中,经过夯锤的多次冲切作用之后,地基内即可出现密实的碎石桩,该碎石桩对地基土具有挤压作业,可以置换同体积容量的地基土。
在使用强夯置换技术处理软土盐渍路基时,可使用脱钩设备、履带式起重设备以及夯锤等开展作业。在运行履带式起重设备时,应当将辅助门架及时放置在臂杆端部,以避免落錘时机架出现倾覆情况。在进行强夯作业之前,应当为地下水位情况进行加长,若是夯坑底积水程度过深,已经影响到正常施工时,可通过松散性材料的铺垫或者是地下水的抽取来达到排水的效果。由于强夯置换作业会产生一定的震动,所以需在所以需对施工现场进行隔振或者是防震处理,以避免震动作用影响到周围建筑物或者是设备。
为了保证施工质量,应对夯击能量、次数以及间隔时间进行严格控制。首先需基于公路路基的土质情况、荷载大小以及需要处理的深度确定单位夯击能量,同时在正式施工之前,需开展试夯作业。若是单击夯击即可以产生有效加固深度,则在单位夯击能不断提升的同时有效加固深度也会不断的增强。就此需对单位夯击能进行控制,若是单位夯击能过大反而会减小饱和粘土的实际强度,达不到预期的加固效果。经过是经过实验证明,在对粗颗粒土进行夯击作业时,应将夯击能量控制在 1000kNm/m2~3000kNm/m2,在对细颗粒土进行夯击作业时,应将夯击能量控制在1500kNm/m2~4000kNm/m2左右。在确定行夯击次数时,应基于工程成本角度确定夯击次数。这是由于尽管夯击次数的增加,会增强强夯加固程度,但与此同时工程成本也会不断的提升,所以需科学衡量夯击次数以及工程成本之间的关系,在确保软土盐渍路基加固质量达标的情况下,减少的夯击遍数。通常在是在使用强夯置换法对粘性土进行夯击处理时,夯击次数应控制的2~4次左右,在对粘性土进行最后两次夯击处理时,应确保平均夯沉量不超过50mm,同时单击夯沉量不超过100mm。在进行夯击作业时,必然会导致夯坑周围地面出现隆起情况,但需避免地面过度隆起。另外还需要对夯坑深度进行严格控制,这是由于如果夯坑过深,则会导致起锤难度大大增加;为了提升强夯置换效果应对点夯作业间歇时间进行有效控制。点夯作业的间隔时间应基于上一次夯机作业结束之后,土中所存在的孔隙水压力变化情况以及消散时间确定。通常来说两次点夯作业的间隔时间应在七天以上。
5 隔断层在新疆软土盐渍公路路基中的使用技术要点
隔断层主要应安装于挖方路段路床或者是路堤中较为深层区域内,主要用于防止盐分或者是水分渗透至公路路面底层或者是路基上层之中。现常用的隔断层材料为砂、砂砾以及土工膜等。其中土工膜隔断层主要应用于过盐渍土的软土路基之中,主要用于将水分以及盐分和公路路基及隔断开,从而避免公路路基的水盐出现出现过度增加情况。由于盐渍土质具有一定的腐蚀性,再加上新疆地区日夜温差过大,所以一定要选择具有高耐冻性以及高耐腐蚀性的土工膜作为新疆软土盐渍路基的隔断层,并要求土工膜的抗拉强度在12MPa以上,膜厚超过0.35mm。通常需要于公路路肩边缘之下大约0.8m~1.5m的深层安放土工膜隔断层,同时为了降低排水难度,在安装土工膜隔断层时,需倾斜一定的角度,通常为1.5%~5%的横坡。
砂或砂砾隔断层一般需安置于公路路面的垫层下面,并基于路基土质情况确定隔断层的厚度,通常砂或砂砾隔断层的厚度需要超过40cm,同时隔断层地面以及边沟流水位之间的距离必须超过20cm。另外在使用砾石断层时,应将其最大粒径控制在60mm以内,同时还需将其粉粘粒含量控制在5%以下。在使用砂隔断层时,需将其腐殖质含量控制在1%以下,总盐含量控制在0.3%以内。
结语
尽管盐渍土质占据新疆总面积的比例较大,是影响公路路基强度的重要因素,但只要做到因地制宜,合理应用加固技术对软土盐渍土质进行处理,必然能够在保证经济性的条件下,使软土盐渍土质达到最佳优化。
参考文献
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