老姆湖口岸老爺廟口岸三塘湖公路改建工程鹽漬土病害的處理與防治

老姆湖口岸老爺廟口岸三塘湖公路改建工程鹽漬土病害的處理與防治

一、k653號(hào)橋梁經(jīng)過老爺廟大門至三塘湖高速公路的改造工程起點(diǎn)位于沙山湖市（沙山湖k853號(hào)線）。終點(diǎn)至老爺廟邊境檢查站，全長(zhǎng)84.23公里。設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為三級(jí),路基寬度8.5m,路面寬度7.0m,3cm瀝青表處路面;橋涵設(shè)計(jì)荷載為公路—Ⅱ級(jí),橋面與路基同寬。地表多為鹽漬土,表層有鹽結(jié)皮、鹽殼等。二、方面的土壤條件本區(qū)的水系主要為少量的大氣降水及兩側(cè)山區(qū)的洪水下瀉形成,在沿線較為明顯的溝槽中僅洪水期有一定的水量,一年中的絕大部分時(shí)間為干燥狀態(tài),受該區(qū)地形、地貌、水文及氣候的影響,沿線的鹽漬化程度普遍較高,路線區(qū)域兩端地勢(shì)較高區(qū)域主要以硫酸鹽為主,至盆地中部大量沉積氯鹽,形成較厚的鹽殼,其對(duì)老路路基的危害也較大。三、老路路基處理老路總長(zhǎng)度為35km,路面砂礫路面。受鹽脹影響,大部分路段出現(xiàn)坑槽、搓板、局部不均勻沉陷及翻漿現(xiàn)象;個(gè)別路段因鹽脹而使路面出現(xiàn)了隆起、鼓包、開裂、波浪及局部不均勻沉陷現(xiàn)象。路基強(qiáng)度較低,所以對(duì)老路路基的處理應(yīng)給予足夠的重視。老路路基填料基本為含細(xì)粒土礫(或砂),由路兩側(cè)推土填料整平而形成。填料含水量低于最佳含水量3~5%,處于干燥狀態(tài)。由于沒有平常的簡(jiǎn)單養(yǎng)護(hù),車轍較深,平均在20~30cm。壓實(shí)度、回彈彎沉主要在行車道上(即車轍痕跡)檢測(cè),0~50cm內(nèi)壓實(shí)度檢測(cè)值在80~90%之間,50~100cm內(nèi)壓實(shí)度檢測(cè)值在60~80%,路肩表層檢測(cè)壓實(shí)度3處,僅73%,路表彎沉代表值在50~90(0.01mm)之間。四、老路疾病的原因1.路基土鹽漬土厚度鹽漬土病害以鹽脹為最嚴(yán)重。本工程路段地表土層1m內(nèi)的易溶鹽含量不同,而造成的危害也不同。在k31+000-k33+640段由于易溶鹽含量少,鹽漬土對(duì)路基危害也相應(yīng)較小;而在k33+640-k38+000段地表土層1m內(nèi)的易溶鹽含量較高,以硫酸鹽、亞硫酸鹽-強(qiáng)、過鹽漬土為主。鹽漬土對(duì)路基的危害相應(yīng)較大。一般情況下,地表土層1m內(nèi)含鹽量大于0.3%的土稱為鹽漬土,當(dāng)路基土中易溶鹽含量大于0.5%時(shí),就具備了鹽脹的條件。根據(jù)土的易溶鹽試驗(yàn)結(jié)果得知,k33+640-k38+000段易溶鹽含量在0.5%以上,最大含鹽量達(dá)到16.2%,所以本路段鹽脹明顯,導(dǎo)致路面出現(xiàn)了隆起、鼓包、開裂、波浪及局部不均勻沉陷現(xiàn)象,路基強(qiáng)度降低。2.該項(xiàng)目的缺點(diǎn)由于老路設(shè)計(jì)缺陷,對(duì)鹽漬土地段路基沒有作特殊設(shè)計(jì)處理,導(dǎo)致路基鹽分上升,發(fā)生鹽脹及翻漿,危害路基。3.施工缺陷由于施工缺陷,在施工中使用路基兩側(cè)含鹽土作路基填料,用含鹽堿水作施工用水,給路基埋下了病害隱患。五、鹽處理與防治1.路床底標(biāo)高與原有地面的關(guān)系(1)路基的排水及隔斷處理通過對(duì)老路狀況的調(diào)查路面鹽脹變形嚴(yán)重,必須對(duì)路基表層進(jìn)行處理。設(shè)計(jì)中主要處理措施如下:(1)路基填筑使用了透水性材料路基填料以防止鹽分因毛細(xì)作用上升;但僅僅使用透水性材料還是不夠的,雖然能隔斷毛細(xì)水上升進(jìn)入路基土體,但不能防止強(qiáng)烈蒸發(fā)所產(chǎn)生的氣態(tài)水會(huì)攜鹽上升而積聚于路面下造成路面破損;所以在路基下部設(shè)置封閉性的隔斷層是必要的。設(shè)計(jì)中在路基中部一定深度內(nèi)設(shè)置兩布一膜復(fù)合土工布做隔斷層,阻斷鹽分上升;路堤隔斷層頂面位置以路肩邊緣一下0.8m為控制,并高出邊溝流水位20cm;挖方路段隔斷層鋪設(shè)在路面底面以下30cm,并對(duì)挖方路段邊溝加深加大,確保隔斷層高出邊溝流水位。復(fù)合土工布作為隔斷層隔斷鹽分上升,可有效防止水分因氣化而把鹽分帶入路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)。(2)填方段鹽漬土處理需根據(jù)復(fù)合土工布距路基坡腳高度(路床底標(biāo)高與原地面的高差)進(jìn)行鹽漬土處理。當(dāng)復(fù)合土工布距路基坡腳高度小于30cm時(shí)(路床底標(biāo)高低于原地面),采用規(guī)范允許合格的路基填料填筑路基,路基中設(shè)置復(fù)合土工布隔斷層,路基坡腳需開挖加深邊溝,使復(fù)合土工布高出路基坡腳或加深邊溝流水位20cm以上,在加深邊溝迎水面?zhèn)仍O(shè)置擋水埝,以防止路基以外的地表徑流流入加深邊溝中;當(dāng)復(fù)合土工布距路基坡腳高度大于30cm時(shí)(路床底標(biāo)高低于原地面),采用規(guī)范允許合格的路基填料填筑路基,路基中設(shè)置復(fù)合土工布隔斷層。(3)在挖方段鹽漬土路基施工過程中,若在路床范圍內(nèi)遇到鹽殼層須整層挖除,并換填規(guī)范允許合格的路基填料;如遇處理深度有基巖出露時(shí),僅挖除基巖以上覆蓋層,不需鋪設(shè)隔斷層,在基巖頂面上填筑規(guī)范允許合格填料。(4)加強(qiáng)邊溝設(shè)計(jì):邊溝采用淺三角形,斷面尺寸依據(jù)地形、地質(zhì)條件及匯水面積確定,對(duì)排水量較大、易受水流沖刷的段落,采用C30預(yù)制混凝土板砌筑。對(duì)于低填的鹽漬土段落,為配合鹽漬土處治,保證隔斷層高出邊溝流水位20cm以上,采用加深邊溝的形式,對(duì)于鹽漬土的挖方段落,為防止邊溝水滲入路基,引發(fā)次生鹽漬,在邊溝砂礫砂礫墊層下鋪設(shè)復(fù)合土工布進(jìn)行包邊。(5)復(fù)合土工布采用兩布一膜,其關(guān)鍵指標(biāo)為單位面積總質(zhì)量≥400g/m2(布100g/膜0.2mm/布100g),膜為不透水塑料薄膜,厚度為0.2mm,質(zhì)量為200g/m2,垂直滲透系數(shù)≤5×10-11cm/s,土工布為機(jī)織有紡?fù)凉げ?其標(biāo)稱縱、橫向拉伸強(qiáng)度≥50kN/m,縱、橫向拉伸斷裂伸長(zhǎng)率≤30%,CBR頂破強(qiáng)度≥4kN,縱、橫向梯形撕破強(qiáng)度≥0.8kN;復(fù)合土工布防滲邊溝采用一布一膜,單位面積總質(zhì)量≥200g/m2(布100g/膜0.1mm),鋪設(shè)時(shí)布面朝上膜面朝下,膜為不透水塑料薄膜,厚度為0.1mm,質(zhì)量為100g/m2,垂直滲透系數(shù)≤5×10-11cm/s,土工布為機(jī)織有紡?fù)凉げ?其標(biāo)稱縱、橫向拉伸強(qiáng)度≥20kn/m,縱、橫向拉伸斷裂伸長(zhǎng)率≤30%,CBR頂破強(qiáng)度≥1.6kn,縱、橫向梯形撕破強(qiáng)度≥0.3kN。土工布的其它技術(shù)指標(biāo)應(yīng)滿足JT/T514-2004的有關(guān)要求,復(fù)合土工布幅寬盡可能采用較寬品種。(6)在19+240-K19+480段由于毛細(xì)水影響較大所以設(shè)計(jì)中在此路段相應(yīng)提高了路基高度,設(shè)計(jì)標(biāo)高一般挖制在長(zhǎng)期地面積水以上2.0m,這可有效減小毛細(xì)水影響;此段全長(zhǎng)度內(nèi)設(shè)計(jì)了護(hù)坡,不但可以保護(hù)路基,防止夏季洪水的沖刷;護(hù)坡道還對(duì)路基有隔水作用,可減輕鹽脹。另外個(gè)別路段配合橋涵還設(shè)置了擋水壩,以保證地表排水通暢,減少地表鹽分積累。路基的地下和地表排水結(jié)合了隔斷層綜合設(shè)計(jì),重點(diǎn)在于防止地下水上升和保證地表水排水通暢。(2)壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)中,壓實(shí)度采用了重型壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn),可以增大填筑土的密度以減緩阻礙鹽分上升。因?yàn)閾魧?shí)功能愈大,土的最佳含水量愈小,而最大干密度及強(qiáng)度愈高。采用重型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)后,土的壓實(shí)度可增大6%,強(qiáng)度可提高32%以上。2.復(fù)合土工布的施工(1)路基填料的選擇。嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求使用天然砂礫等透水性材料做路基填料,不得用路基兩側(cè)鹽堿土填筑路基。(2)路基填筑前對(duì)原地面進(jìn)行了清表工作。由于原地面下0~30cm內(nèi)鹽漬土含鹽量最多,地表已形成鹽結(jié)皮、鹽殼,所以清表工作是必要的。(3)施工用水的選擇。在鹽漬土地區(qū),地下水的礦化度普遍高,不宜作施工用水,避免路基發(fā)生鹽脹。(4)加強(qiáng)路基壓實(shí),使路基壓實(shí)度滿足規(guī)范要求,對(duì)抵制鹽脹及凍害影響有利。在鹽漬土地段,路基分層碾壓,每層松鋪厚度不大于20cm,碾壓時(shí)嚴(yán)格控制含水量,含水量不大于最佳含水量1個(gè)百分點(diǎn)。在本工程中,為防止鹽分轉(zhuǎn)移和保證路基穩(wěn)定性,路基壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)為:路床0~30cm壓實(shí)度95%,路床30~80cm壓實(shí)度95%,路基80~150cm壓實(shí)度93%,150以下壓實(shí)度為大于等于90%。(5)