盐渍土路基施工技术1.ppt

浅析盐渍土路基施工技术 主讲人 刘永宁 一盐渍土的定义 1 水溶盐与易溶盐盐是由金属离子 包括氨离子 和酸根离子组成的化合物 按其在水中的溶解度大小 分为易溶盐 中溶盐和难溶盐三种常见的易溶盐 Nacl Mgcl2 Cacl2 Na2SO4 MgSO4 Na2CO3 NaHCO3 KNO3 NaNO3常见的中溶盐 CaSO4常见的难溶盐 CaCO3 2 定义碱土是土壤胶体吸附代换性钠离子较多 或含有碳酸钠 重碳酸钠 因而呈碱性反应的土 而盐渍土是不同程度盐碱化土的总称 一般地 在公路工程中 一般将地表高度下1 0m深的土层内易溶盐平均含量大于0 3 的土质以及地表高度中易溶盐含量大于0 5 的土质称之为盐渍土 其广泛的分布在内陆干旱 半干旱地区以及少许滨海地区等范围内 盐渍土的存在 对道路工程的稳定性 耐久性有着非常严重的不利影响 会导致道路路基出现盐胀 翻浆 溶陷以及腐蚀等多种类型的病害 具体来讲 盐渍土道路工程会在道路的使用过程中更加容易受到外界自然环境变化的影响而产生相应的变化 导致其土质成分中的气体缝隙以及自身物理和化学性质出现变化而转化成新的形态 这种转变过程会给正常使用的道路工程造成极大的土体性质的破坏 使道路路基出现结构变形 土体滑塌等等问题 而事实上盐渍土的这些物理以及化学性质上的变化是非常不稳定的 其会随着自然环境的变化而产生不同形态与形态之间的经常转换以及体积变换 再次给使用过程中的道路路基造成严重危害 3 盐渍土路基控制要点 盐渍土路基控制要点主要有 原地面处理 含水量控制 压实度控制 构造物防腐 其他注意事项 1 原地面处理 1 严格按设计要求对原地面进行清表晾晒碾压或进行特殊处理达到设计或规范要求 2 疏通路基周围排水系统 以免路基浸泡 3 原基底土层厚度1m以内的含水量如超过液限时 必须全部换填渗水性强的土 如含水量界于液限和塑限之间时 应铺10 30cm的渗水性强的粗粒土后再填符合规定的土 4 当清除软弱土体达到地下水位以下时 换填渗水性强的粗粒土 并应高出地下水位30cm以上 再填符合规定的土 2 含水量控制盐渍土路基填料必须控制在最佳含水量 1 内 若大则应晾晒 小则洒水 洒水时应注意 1 水质选择 取路基填料作易溶盐含量试验 取水样作水质分析试验 依据试验结果 在采用非盐渍土作为路基填料时 洒淡水 采用盐渍土作为路基填料时 洒卤水 2 洒水量的控制 洒水数量和方式视填料而定 按最佳含水量 1 控制 用洒水车洒水 最好晚上洒水 上午精平 碾压 以减少蒸发的影响 3 对需补洒水分的路基土方 应综合考虑水分散失及碾压完成所需要的时间 确定洒水及碾压作业面长度 使补洒水分得到有效利用 洒水时尽量一次洒足 以减少二次洒水所造成的损失 3 压实度的控制 1 检测方法 由于盐渍土土层结构在施工中随着开挖断面及深度的变化 土质也在变化 路基的填筑过程中压实程度就会出现不同的现象 使得试验室标准击实试验的结果无法正确反映路基的用土情况 难以对施工进行有效的控制和正确的指导 因此在施工检测中应采取 现场取样击实法 方法 其步骤 首先试验室内标准击实试验确定最佳含水量 最大干密度 按规定的击实频率进行分层取样试验 并将不同断面的土样按1 1混合做为样品 以重型击实标准为准 每个取土地点应做不小于二组的平行 试验 取其平均值作为击实标准 作为对施工过程中的控制和指导施工 然后按碾压好的路基进行检测 由试验工程师和试验员对试验结果进行评定 根据路基检测点的实际情况确定 异常值点 的段落 再对 异常值点 的段落在现场处就地取样 在保证其含水量在可进行施工碾压的情况下进行击实试验 得到干密度 以此作为压实度评定使用的最大干密度 击实试验时 氯盐或硫酸盐填料 尽可能采用水质相近的水制备试件 可以减少误差 即洒水采用卤水时 用卤水作击实 反之用淡水作击实 盐渍土地区土质主要为砂类土和细粒土 路基的压实主要取决于施工工艺和含水量的控制 对此 在检测压实度时应分两步进行 首先对肉眼观察有怀疑之处先做压实度测定 每1000m2有10个点的检测结果不符合要求时 应作为不合格工程 不能局部处理 补充洒水后重新碾压 不符合要求的测点不到10个点时可作局部处理 随后进行随机检测 每2000m2不少于8点 2 压实度标准 为防止盐分转移和保证路基的稳定 路基的压实度宜适当提高 3 压实施工工艺 用振动压机碾压 每150m左右为一个碾压作业面 在碾压之前先将路基边缘稳压一遍 然后遵守 先边缘后中间 先轻压后重压 先慢压后快压 的原则 按试验段成果遍数碾压 做到轮碾要纵向平行 错1 2轮碾压 谨防碾压不到边的现象 4 构造物防腐 1 盐渍土地区水泥混凝土构造物的下部和与盐渍土接触的上部 应做防腐蚀处理 一般采取选择特种水泥 增加水泥用量 降低水灰比 使用优良外加剂 掺合料 增加混凝土保护层厚度等措施 如果仍不能满足抗腐蚀要求时 宜在混凝土构造物的表面设置防护层 2 在以氯盐为主的盐渍土中 配制钢筋混凝土基础所用水泥 应用高标号硅酸盐水泥或矿碴硅酯盐水泥 以防止对钢筋的锈蚀破坏作用 在以硫酸盐为主的盐渍土中应采用抗硫酸盐水泥 以防止硫酸盐对混凝土的物理 化学破坏作用 3 搅拌混凝土或砂浆用水 砂 应符合现行标准的有关规定 施工时对拌合用水 砂中的含盐量严格控制 当混凝土处于盐渍土环境时 混凝土拌合用水中的氯离子含量应不大于200mg L 否则应掺加钢筋阻锈剂 用于钢筋混凝土的砂 其氯离子含量应符合现行标准的有关规定 在混凝土浇注过程中加强振捣 以减少混凝土的孔隙率 减少有害物质的侵入途径 4 基础混凝土采用外加剂时 应根据盐渍土地基的侵蚀等级选用外加剂 使用含氯盐外加剂时 应符合规范及现行标准的有关规定 5 位于氯盐渍土的钢筋混凝土构造物 混凝土拌和物中因各种组成材料引入的氯离子含量 折合氯盐含量 对于预应力混凝土应不超过水泥用量的0 06 对于普通混凝土应不超过水泥用量的0 10 如大于以上数值 应采取有效的防锈措施 如掺入阻锈剂 增加保护层厚度 提高混凝土密实性等 6 需涂抹防腐层的混凝土构造物的基础表面 必须坚实平整 无裂缝及蜂窝麻面 表面要干燥 强度应符合设计要求 涂抹高度应高出接触盐渍土或矿化水的部位0 5m 1 0m 沥青防腐层宜分两层施工 厚度为2 5mm 7 对一般构筑物基础下的易溶盐含量超过0 3 的中 强盐渍土全部挖除 清除下层盐渍土后 用非盐渍土或非溶陷性盐渍土回填压实 采用低标号混凝土或水泥稳定砂砾土回填至基础底 采用混凝土扩大基础支托上部结构 8 下层盐渍土地基对构筑物的危害是由于水产生的次生灾害 如果能防好水灾害就不会或少出现 所以结合防水措施来采取盐渍土地基处理措施是比较有效的方法 在设计 施工和使用各阶段都必须引起足够的重视 采取各种行之有效的措施 使地基不受水的侵蚀 保证构筑物的安全可靠和正常使用 9 构造物均采取混凝土结构 原因是浆砌工程的孔隙远大于混凝土工程 腐蚀性介质更容易进入构造物 5 其他注意事项 1 路基施工程序安排 盐渍土路段应采取分段连续的施工方式 段落不宜太长 力求一次施工到路基设计标高 并于当年铺筑路面 如果当年不能铺筑路面时 应采取防止雨 雪水侵入路基的措施 在设置土工布隔断层的地段 要一次做到隔断层的顶部 2 分层填筑中 填料的最大粒径不得超过松铺厚度的1 3 严禁出现盐渍土块状物 必须在料场将盐渍土块清除 集中堆放 在恢复料坑时掩埋 3 盐渍土路堤应打点控制标高 挂线施工 分层填筑压实 分层松铺厚度盐渍土地段不得超过20cm 三 施工方法控制 1 原地面清表根据设计施工图纸 计算出路基中心线直线段每20m 曲线段每10m的横断面中桩坐标 根据路基设计填土高度 路基横断面设计图 计算出直线段每20m 曲线段每10m横断面清表宽度 清表宽度两边进行加宽 每边加宽30cm 对每直线段每20m 曲线段每10m横断面清表宽度控制点进行测量放样并撒白灰线标注 在原地面清表前进行原地面调查 对坑穴进行挖出表土后分层填平夯实 对沙窝进行换填处理 用推土机或装载机横向清表 对于荒漠戈壁区由低向高清表 对于农田区 由中线向两侧清表 清表厚度按设计要求控制 若清表区域内存在树根 则应将树根全部挖除 然后再将坑穴填平夯实 清表照片清表土整齐码放到路线征地界内 断面尺寸呈梯形 方量满足清表每延米方量 若表层为腐质土则用推土机清除 然后用自卸汽车运到指定地点 以备复耕或绿化用 填前碾压 清表完成后及时进行碾压 当含水量达不到最佳含水量时 应进行闷水 当含水量满足碾压要求后 进行整平碾压 压实度应达到设计要求 清表照片 2 填料准备1 确定闷料用水量根据每层的填筑厚度和面积 计算相对大于每层填筑的用料数量 用水数量 段长 宽 厚 按填料最佳含水量上调1 2个百分点 计算闷料所需的用水量 2 闷料工艺闷料场采用抽 田 字格闷料方法 根据计算的取料数量 确定准备取料的面积和深度 利用原地面地形 用挖掘机对料场进行整理 堆码土埂围挡场地 呈 田 字形布置 以便控制闷料面积 灌水闷料 闷料时设专人负责 灌水量应按所计算闷料用水量控制 闷料时间根据当地气温 填料级配和含水量试验结果确定 闷料完成后 检测闷料含水量 取料时应进行全断面开挖 保证填料含水量均匀一致 3 注意事项 1 路基施工程序安排 盐渍土路段应采取分段连续的施工方式 段落不宜太长 力求一次施工到路基设计标高 并于当年铺筑路面 如果当年不能铺筑路面时 应采取防止雨 雪水侵入路基的措施 在设置隔断层的地段 要一次做到隔断层的顶部 2 分层填筑中 填料的最大粒径不得超过松铺厚度的1 3 严禁出现盐渍土块状物 必须在料场将盐渍土块清除 集中堆放 在恢复料坑时掩埋 3 盐渍土路堤应打点控制标高 挂线施工 分层填筑压实 分层松铺厚度盐渍土地段不得超过20cm 4 春融前注意清除路基上的积雪 闷料照片 二 盐渍土的分类 1 盐渍土按含盐性质分类表 表1 注 离子的含量以100g干土内的mg当量计 注 离子的含量以100g干土内的mg当量计 盐渍土按盐渍化程度分类表表2 2 分级 按盐渍化程度分类 三 盐渍土的主要病害1 盐胀盐胀危害指的是盐渍土中的盐性土质在自然环境的变化情况下产生变化而导致道路路基出现的病害情况 例如在降温情况下盐性土体会出现体积增大 土体膨胀的情况 同时升温情况下盐性土体会出现脱水缩小 土体疏松等情况 在这两种来回的变化情况下产生的道路路基体积变化 起鼓开裂以及局部不平的问题就称之为盐胀危害 2翻浆危害翻浆危害指的是由于盐渍土自身成分中的溶盐晶体在自然环境变化的情况下产生的聚冰 脱水以及吸水特性造成的路基土体经常处于过多的水分含量环境中 同时在道路工程的正常使用过程中由于来往车辆的荷载造成道路表面出现泥泞湿滑的现象 3溶陷危害溶陷危害指的是由于盐渍土在受到外界自然降水的影响会出现盐分逐渐溶解的现象 这种情况造成土体成分内部构造中的盐性成分逐渐消失而出现土体荷载承受力下降的情况出现 直到盐渍土土体强度已经完全无法承受道路荷载之时就会出现道路孔洞 不均匀沉降 荷载作用下沉陷等多种问题 4腐蚀危害腐蚀危害指的是盐渍土在使用过程中其内部自带的盐性成分与道路工程中运用到的诸多材料出现化学上的反应以及相应的变化情况 致使道路材料逐渐出现性能劣化直到不堪使用的地步 导致道路路基出现腐蚀性的危害现象 四 盐渍土路基病害的处理措施1 路基高度提升法路基高度提升法指的是通过提升路基高度的方法 避免道路工程中路基结构受到太多结构下方盐渍土特性的影响 避免盐渍土在路基高度过低的情况下出现的对路基质量造成破坏的现象 具体来讲 路基高度提升法应该使路堤的高度大于最小填土的高度 而最小填土的高度应该根据道路工程中的地下水位的最高高度 毛细水上升的具体高度以及地下水的冻结临界深度综合决定 值得注意跌势 路基高度提升法只适宜用在盐碱性较弱或者在中等程度范围内并且不含硫酸盐的盐渍土道路工程中 2 路基土体换填法路基土体换填法指的是在道路工程的施工或者维修过程中采用其他性质的土体完成对道路路基中盐渍土土体的更换 使道路路基在正常使用的过程中再也不用估计因为盐渍土的变化情况造成的路基病害情况 路基土体换填法较为适宜用在路基含盐量确实超过规定的道路设计要求标准以及路床过湿压实度确实达不到相应的压实要求标准以及路基结构中标高受到一定因素限制的低填浅挖地段的道路工程施工过程中 同时值得注意的是路基土体换填法的应用过程必须先在实验室内做好对道路工程周围地质土体的成分试验并且确定相应的路基填土类型以后才能进行 一般来说换填厚度最小也应该大于1 0m 3 土体浸水预溶法土体浸水预溶法指的是在道路工程的施工过程中采用的预先对路基浸水以达到路基结构中盐渍土堤成分中盐碱土体成分融化的目的 使路基结构中的盐碱土体在水流的作用下产生相应的化学反应并直接融入到更深层次的土体结构中 使道路路基不再面对因为盐渍土成分结构中盐碱含量过多而受到的自然环境影响更强烈的变化影响 保证道路路基的正常使用寿命和使用性能 需要注意的是 道路路基在完成预先的浸水作业以后 需要在路基晾干之后进行表面高程观测 路基土体成分测验以及物理学指标实验等等测验 保证路基土体成分中盐渍土土体的含量确实已经达到相关设计的要求 4 路基强行夯实法路基强行夯实法指的是在路基施工过程中针对浸过水后的路基结构采取强行夯实加固处理的方法 强行路基夯实法是在土体浸水预溶法的基础上进行的一项施工技术 其不仅具有土体浸水预溶法的功能优点还能凭借强行夯实加固处理的工程作业 有效的提高路基结构的强度以及刚度 提升路基结构在施工过程中的密室程度 有效的提高道路工程施工过程中路基工程的质量 避免因为盐渍土存在而造成的路基土体易受自然环境影响的问题 路基强行夯实发施工简单 成本较低 是当前使用较为广泛的一种盐渍土路基病害处理处理方法 5 地下水位降低法地下水位降低法指的是在路基结构的施工过程中通过地表排水以及地下水位降低等一系列引水措施的施行 有效的防止自然雨水的降落过程中路基在雨水浸泡