鹽漬土地區(qū)路基施工與質(zhì)量控制

鹽漬土地區(qū)路基施工與質(zhì)量控制筆者2005年調(diào)往新疆工作，有幸接觸到鹽漬土地區(qū)路基工程的施工監(jiān)理。我公司所監(jiān)理的工程為312國(guó)道紅山口-鄯善高速公路建設(shè)項(xiàng)目的一段。該工程地處吐魯番與哈密交界處的百里風(fēng)區(qū)，氣候條件惡劣，土壤里含鹽量較高，而且不穩(wěn)定。筆者結(jié)合理論所學(xué)及工程中的實(shí)際體會(huì)，簡(jiǎn)要論述鹽漬土地區(qū)路基工程施工與控制。一、鹽漬土的概念眾所周知，鹽是由金屬離子（包括鈉離子）和酸根離子組成的化合物。當(dāng)土壤中的離子結(jié)合、鹽分積聚，便使得土壤鹽漬化。公路工程中，地表以下1.0m范圍內(nèi)易溶鹽平均含量大于或等于0.3%的土稱謂鹽漬土。二、鹽漬土分類1、按含鹽性質(zhì)分類（表1）鹽漬土名稱離子含量比值Cl—/SO44—2CO3—+HCO3—/Cll—+SO4—2氯鹽漬土＞2—亞氯鹽漬土1～2—亞硫酸鹽漬土0.3～＜1..0—硫酸鹽漬土＜0.3—碳酸鹽漬土—＞0.32、按總含鹽量分類（1）細(xì)粒土（表2）鹽漬土名稱土層的平均含鹽鹽量（%）氯鹽漬土及亞氯氯鹽漬土硫酸鹽漬土與亞亞硫酸鹽漬漬土弱鹽漬土0.3～＜1..00.3～＜0..5中鹽漬土1.0～＜5..00.5～＜2..0強(qiáng)鹽漬土5.0～8.002.0～5.00過(guò)鹽漬土＞8.0＞5.0（2）粗粒土（表3）鹽漬土名稱通過(guò)1mm篩孔孔土的平均均含鹽量（%）氯鹽漬土及亞氯氯鹽漬土硫酸鹽漬土與亞亞硫酸鹽漬漬土弱鹽漬土2.0～＜5..00.5～＜1..5中鹽漬土5.0～＜8..01.5～＜3..0強(qiáng)鹽漬土8.0～10..03.0～6.00過(guò)鹽漬土＞10.0＞6.0三、鹽漬土的主要病害1、溫度降低，鹽分吸水結(jié)晶，體積膨脹，致使路基、路面出現(xiàn)開(kāi)裂，路肩、邊坡松散；2、溫度升高，結(jié)晶體失去水分，體積減小，路基密實(shí)度減小，在荷載的作用下，路基、路面易出現(xiàn)塌陷變形；3、遇有降雨，土基中的易溶鹽溶解在水里，路基結(jié)構(gòu)受到破壞，嚴(yán)重的可能出現(xiàn)坑洞；4、路面、路基開(kāi)裂，春季地下水位上升，極易產(chǎn)生凍溶，在荷載的作用下，道路翻漿，正常營(yíng)運(yùn)受到影響，使用壽命變短，造成資源的浪費(fèi)。四、鹽漬土地區(qū)路基施工與控制（一）、料場(chǎng)的選擇1、選擇料場(chǎng)時(shí)，對(duì)料場(chǎng)進(jìn)行初步勘察，擬選料場(chǎng)儲(chǔ)量要豐富，滿足路基填筑需要，避免料場(chǎng)數(shù)量過(guò)多，材料性能差異過(guò)大，造成施工控制困難；各層材料的含鹽量要相對(duì)穩(wěn)定；料場(chǎng)所處位置合理，施工時(shí)運(yùn)料距離經(jīng)濟(jì)，同時(shí)滿足施工排水及環(huán)境保護(hù)的需要；2、對(duì)初步選定的料場(chǎng)進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)（1）有機(jī)質(zhì)含量檢測(cè)根據(jù)《公路土工試驗(yàn)規(guī)程JTJ051-93》的規(guī)定，檢測(cè)土料中有機(jī)質(zhì)的含量，其含量不能大于1%。（2）含鹽量檢測(cè)按照《公路土工試驗(yàn)規(guī)程JTJ051-93》的規(guī)定，檢測(cè)土料的總含鹽量、以及總鹽中Cl—/SO4—2的比值，從而依據(jù)表1、表2（或表3）的判定標(biāo)準(zhǔn)確定鹽漬土的類型（弱鹽漬土、中鹽漬土、強(qiáng)鹽漬土、過(guò)鹽漬土）。（3）料場(chǎng)材料取樣時(shí)，取樣點(diǎn)不但在平面位置上有代表性，而且不同的深度位置，都必須進(jìn)行取樣檢測(cè)，才能夠全面了解擬選料場(chǎng)的整體情況。3、料場(chǎng)確定（1）對(duì)于路堤沒(méi)有設(shè)置土工布或其他材料隔斷層的，應(yīng)根據(jù)公路等級(jí)、路堤填筑部位來(lái)確定。見(jiàn)表4（本表僅列高速公路和一級(jí)公路部分）：（2）對(duì)于設(shè)置土工布或其他材料隔斷層的路基，隔斷層以上的路基填料按表4中0～80cm的規(guī)定控制；隔斷層以下的部分，按表4中150cm以下的規(guī)定控制。表4：公路等級(jí)

填土部位鹽漬土類別高速公路、一級(jí)級(jí)公路0～80cm80～150cm150cm以下下硫酸鹽漬土及亞亞硫酸鹽漬漬土粗粒土弱鹽漬土不可用可用可用中鹽漬土不可用不可用可用強(qiáng)鹽漬土不可用不可用不可用過(guò)鹽漬土不可用不可用不可用細(xì)粒土弱鹽漬土不可用不可用可用中鹽漬土不可用不可用不可用強(qiáng)鹽漬土不可用不可用不可用過(guò)鹽漬土不可用不可用不可用氯鹽漬土及亞氯氯鹽漬土粗粒土弱鹽漬土不可用可用可用中鹽漬土不可用可用可用強(qiáng)鹽漬土不可用不可用可用過(guò)鹽漬土不可用不可用不可用細(xì)粒土弱鹽漬土不可用可用可用中鹽漬土不可用不可用可用強(qiáng)鹽漬土不可用不可用不可用過(guò)鹽漬土不可用不可用不可用（3）含水量、最大干密度測(cè)定對(duì)于可以使用的料場(chǎng)，按照《公路土工試驗(yàn)規(guī)程JTJ051-93》的規(guī)定，應(yīng)用烘干法測(cè)定填料的含水量，應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)確定填料的最佳含水量和最大干密度。（二）原地面含鹽量檢測(cè)按照《公路土工試驗(yàn)規(guī)程JTJ051-93》的規(guī)定，檢測(cè)原地面含鹽量，其目的有：1、對(duì)于挖方路段，確定挖方是否可以利用；2、對(duì)于填方路段，依據(jù)表4的規(guī)定，確定土基是否進(jìn)行換填等處理。（三）填前碾壓1、地表的植被、鹽殼、腐質(zhì)土必須嚴(yán)格清除后再壓實(shí)，清表厚度一般不小于30cm。2、過(guò)濕地段應(yīng)排除積水，挖除表層濕土后換填透水性良好的材料，且換填厚度不小于30cm。（四）選擇路基試驗(yàn)段對(duì)于高速、一級(jí)公路路基施工，針對(duì)鹽漬土的地基處理、路基填筑、隔斷層鋪設(shè)等施工工藝問(wèn)題鋪筑試驗(yàn)路段。試驗(yàn)路段應(yīng)選擇在有代表性的鹽漬土地段，該試驗(yàn)路段最好包括合同段的大部分施工工藝，否則要增加試驗(yàn)段，以全面反映路基的施工情況。試驗(yàn)段長(zhǎng)度在200m左右為宜，試驗(yàn)段過(guò)短，不利于安排機(jī)械化施工，不能真實(shí)反映施工情況，試驗(yàn)段過(guò)長(zhǎng)，會(huì)增加試驗(yàn)段的施工時(shí)間，影響整個(gè)施工進(jìn)度。試驗(yàn)段施工，做好各項(xiàng)施工記錄，施工準(zhǔn)備工作要充分，目的是確定最佳的施工機(jī)械組合、松鋪厚度、碾壓遍數(shù)、碾壓程序、填料中水分的損失、灑水方法等。試驗(yàn)路段完成后，編制總結(jié)報(bào)告，以指導(dǎo)路基工程大面積施工。（五）路基施工與控制1、悶料根據(jù)測(cè)定的填料的天然含水量和最佳含水量，在料場(chǎng)進(jìn)行灑水、拌和、悶料，悶料時(shí)間一般不小于24小時(shí)。料場(chǎng)悶料有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）填料集中灑水、拌和，含水量相對(duì)容易控制，填料的質(zhì)量有保證。因?yàn)橥鹿貐^(qū)氣溫高，水分散失快，考慮到材料運(yùn)輸以及碾壓期間水分的損失，料場(chǎng)悶料的含水量比最佳含水量高3%為宜；（2）吐哈地區(qū)氣溫高，施工可用水緊缺，集中悶料用水經(jīng)濟(jì)。2、路基填筑（1）填料運(yùn)輸為保證每層壓實(shí)后大面的平整度，剔除超粒徑填料，在運(yùn)輸車上安置用Φ20鋼筋焊成的脊形篩。利用脊形篩剔除超粒徑材料，可減少現(xiàn)場(chǎng)清撿人員的數(shù)量，又加快施工速度。（2）填料攤鋪推土機(jī)配合平地機(jī)攤鋪填料。運(yùn)料車與攤鋪機(jī)械數(shù)量配置要合理，確保填料能夠及時(shí)攤鋪及時(shí)碾壓，防止水分過(guò)多散失。水分的散失容易造成不良影響：a：含水量損失過(guò)多，低于最佳含水量，在干燥地區(qū)壓實(shí)困難，增加碾壓遍數(shù)，而且壓實(shí)度不容易保證；b：水分在蒸發(fā)損失的過(guò)程中，會(huì)將鹽份帶到土基的頂面，容易在頂面形成鹽殼。頂層遇水后強(qiáng)度會(huì)明顯降低。（3）路基壓實(shí)a：在碾壓之前，先將路基邊緣穩(wěn)壓兩遍，再分別由兩邊向中間穩(wěn)壓一遍，然后遵照“先邊后中、先輕后重、先慢后快、先靜壓后振動(dòng)”的原則進(jìn)行碾壓。b：路基填土應(yīng)分層攤鋪、分層碾壓，松鋪厚度不得超過(guò)30cm。c：為防止鹽分的轉(zhuǎn)移，路基不宜采用提漿碾壓，灑水車灑水必須均勻，不允許有過(guò)濕地方，主要目的是補(bǔ)充在施工中表面散失的水分。d：為防止鹽分的轉(zhuǎn)移和保證路基的穩(wěn)定，路基壓實(shí)工作安排要緊湊，壓實(shí)度應(yīng)盡量高些。（4）隔斷層施工隔斷層是為了防止水分和鹽分進(jìn)入路基上層或路面基層，其種類有土工布等人造材料及透水性好的粒料。a：土工布等人造材料鋪設(shè)隔斷層時(shí)，土基頂面必須平整，且橫坡符合設(shè)計(jì)及規(guī)范的要求，仔細(xì)檢查路基的表面，清除堅(jiān)硬凸出的碎礫石，特別是帶有尖角的碎礫石。當(dāng)隔斷層的底面或頂面填料為粗粒土?xí)r，其相應(yīng)的部位鋪設(shè)保護(hù)層，防止土工布類合成等材料破壞。土工布類材料應(yīng)全路基斷面鋪設(shè)，不得有折皺，接頭處搭接不得小于20cm。鋪設(shè)完成后，要仔細(xì)檢查有無(wú)破損的地方。頂層保護(hù)層鋪筑時(shí)，運(yùn)料車應(yīng)采取倒卸料，慢慢推進(jìn)，或者人工倒運(yùn)攤鋪的方法，嚴(yán)禁車輛直接在隔斷層上行駛。保護(hù)層碾壓時(shí)，嚴(yán)禁車輛掉頭，以免造成隔斷層材料的損壞。b：粒料類隔斷層粒料類隔斷層有碎（礫）石隔斷層和沙隔斷層。隔斷層頂面距離路肩邊緣不得小于80cm，同時(shí)底高程應(yīng)高出路邊長(zhǎng)期積水或邊溝水面20cm以上，并設(shè)置雙向橫坡，坡度不得小于1.5%。隔斷層厚度不小于30cm，上下設(shè)置反濾層（碎礫石隔斷層）。反濾層以中、粗砂為宜，含泥量不大于3%，厚度在10—15cm。采用具有滲濾功能的土工織物效果更好。隔斷層碎石最大粒徑5cm，小于0.5mm的土含量不大于5%。（5）路基排水鹽漬土地區(qū)路基的破壞與水有著直接的關(guān)系，因此路基排水對(duì)于路基的強(qiáng)度、穩(wěn)定性、耐久性有著重要的作用。a：施工排水與路基設(shè)計(jì)排水相結(jié)合，路基兩側(cè)不設(shè)置取土坑，以免造成積水。b：橋梁、涵洞位置與天然排水溝渠位置相匹配，使水流通暢，路基上游不得有積水現(xiàn)象，更不能使上游路基遭到?jīng)_刷。c：在地形較為平坦的地區(qū)，天然溝渠形成不明顯，上游設(shè)置導(dǎo)流設(shè)施（導(dǎo)流壩），將地面水引入設(shè)計(jì)橋涵。橋涵入口處的導(dǎo)流壩，需用漿砌護(hù)坡。d：當(dāng)?shù)孛媾潘щy，地下水位較高或路基旁有農(nóng)田灌溉水渠，設(shè)置排水溝或截水溝，以降低地下水位或阻截農(nóng)田排灌跑水。排水溝、截水溝距離路基坡腳不小于2m。e：如果用排水溝排水困難，在占地允許的情況下，設(shè)置蒸發(fā)池，以排除地表流水。f：當(dāng)路基所處位置有潛水或泉眼時(shí)，可設(shè)置縱、橫盲溝將水引出路基范圍。g：當(dāng)路基底為軟弱土層時(shí)，排水達(dá)不到預(yù)期的效果，則可采用拋填片石，或換填的處理方式。（6）施工中的檢測(cè)a：填料的檢測(cè)路基施工過(guò)程中，隨著取土位置的不同，深度的變化，填料的含水量、含鹽量、最大干密度將可能發(fā)生變化，因此在施工中要重視料場(chǎng)材料的檢測(cè)。對(duì)于路床以下的填料，每1000m3隨機(jī)抽查1組；路床部分填筑，每500m3隨機(jī)抽查1組。每組取3個(gè)土樣進(jìn)行分析。在路基壓實(shí)度檢測(cè)時(shí)，如果出現(xiàn)超百或按即定的方法（已經(jīng)適當(dāng)增加碾壓遍數(shù)）壓實(shí)度無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)及規(guī)范要求時(shí)，有兩種可能，一是材料已經(jīng)發(fā)生變化，二是標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)需要重新驗(yàn)證。需要對(duì)填料的組成進(jìn)行分析，并重新進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)，確定當(dāng)前材料的最大干密度。b：壓實(shí)度檢測(cè)路基壓實(shí)度的檢測(cè)按試驗(yàn)檢查規(guī)程進(jìn)行，檢測(cè)頻率不得小于質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。由于項(xiàng)目處于百里風(fēng)區(qū)，填料的含水量在現(xiàn)場(chǎng)基本無(wú)法進(jìn)行測(cè)定，即使勉強(qiáng)完成，結(jié)果也不夠準(zhǔn)確。為了解決此問(wèn)題，現(xiàn)場(chǎng)取出土樣后，馬上用塑料袋將土樣包裹，并在盡快的時(shí)間將土樣運(yùn)往工地試驗(yàn)室，以防止水分損失。試驗(yàn)室結(jié)果出來(lái)后，以電話的方式通知施工現(xiàn)場(chǎng)，這樣既能保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，又不影響現(xiàn)場(chǎng)的施工進(jìn)度。五、施工中常見(jiàn)的泛鹽問(wèn)題及處理（1）當(dāng)路基填筑高度較低時(shí)，由于路基范圍內(nèi)排水不暢，導(dǎo)致地下水位上升，當(dāng)水位降低，易溶鹽結(jié)晶，出現(xiàn)泛鹽。在此情況下，做好路基范圍內(nèi)的排水工作。（2）當(dāng)路基填筑高度較高時(shí)，由于碾壓不及時(shí)，填料中水分蒸發(fā)損失，將鹽分帶到填筑頂面出現(xiàn)泛鹽。（3）路基碾壓時(shí)灑水補(bǔ)水，灑水過(guò)量，受毛細(xì)水的影響，鹽分轉(zhuǎn)移，造成頂面出現(xiàn)泛鹽。（4）料場(chǎng)填料含鹽量發(fā)生變化，含鹽量超標(biāo)，因此出現(xiàn)泛鹽。此時(shí)要加強(qiáng)路基填料的檢查，不合格材料不得填筑。否則工程返工既影響施工進(jìn)度又造成資源浪費(fèi)。（5）路基填筑碾壓完成后，未及時(shí)進(jìn)行路面工程施工，路基長(zhǎng)期暴露在空氣中，水分在慢慢蒸發(fā)的過(guò)程中，在表面出現(xiàn)泛鹽。當(dāng)遇到次情況，將路基頂面鋪筑一層30cm厚填料，只需要初壓即可，或在路基頂面鋪設(shè)一層塑料薄膜，并在頂面覆蓋20cm厚填料，效果更好鹽漬土的主要特征與危害鹽漬土是土層鹽漬化過(guò)程的產(chǎn)物。在公路工程中，是指地表土層1m厚度內(nèi)，易溶鹽含量大于0.3%的含鹽土層。鹽漬土的主要特征與對(duì)路基的危害，由所含易溶鹽的性質(zhì)決定。本合同段為氯鹽漬土。氯鹽漬土具有強(qiáng)烈的吸濕性與保濕性。用氯鹽漬土的路堤，易吸水軟化，降低路堤土體強(qiáng)度。如路堤填料含鹽量過(guò)高，土中鹽粒不能為最佳含水量所溶解，土粒之間就夾有鹽粒，當(dāng)吸收較多水份后，鹽粒被溶，土體孔隙增大，密度降低，影響路堤穩(wěn)定。最終導(dǎo)致瀝青路面產(chǎn)生擁抱、開(kāi)裂等病害。鹽漬土對(duì)公路工程常用的磚、石、混凝土、鋼鐵等建筑材料均具有不同的侵蝕和腐蝕作用。典型鹽漬土以地表有白色或灰白色的鹽結(jié)皮、鹽霜或鹽結(jié)殼為剖面特征，味咸、苦或無(wú)味。所以在鹽漬土地段施工，一定要了解鹽漬土的特性，才能據(jù)此指導(dǎo)施工。下面以新疆國(guó)道314線庫(kù)爾勒至阿克蘇段公路改建工程的鹽漬土施工為例說(shuō)明。工程實(shí)例1、概況路線位于xx與xx山脈的xx南x(chóng)x前洪積、沖積平原地帶，局部地段有山前漫流，地形起伏不大，土質(zhì)為砂類土。鹽漬土段為K936+700～K937+300，共計(jì)600m。表1鹽漬土的分類（M0101－93）名稱被利用的土層中中平均總鹽鹽量（以質(zhì)質(zhì)量％計(jì)）氯化物和硫酸氯氯化物氯化物硫酸鹽和和硫酸鹽弱鹽漬土0.3～1.000.3～0.55中鹽漬土3～50.5～2強(qiáng)鹽漬土5～82～5過(guò)鹽漬土＞8＞5注：表中所指含鹽種類名稱的定性區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)為：氯化物Cl－/SO42－＞2硫酸鹽氯化物Cl－/SO42－＝2～1氯化物硫酸鹽Cl－/SO42－＝1～0.3硫酸鹽Cl－/SO42－＜0.3K936＋700處路基土工試驗(yàn)資料：各檢驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)據(jù)：CO32-0.000％HCO3-0.078％Cl-0.046％SO42-0.129％陰離子總和：0.253％總鹽含量：0.304％摩爾比Cl－/2SO42－：0.48，為弱鹽漬土；Cl－/SO42－＝0.36，為氯化物硫酸鹽漬土。硫酸鹽漬土特性性：密度隨隨含鹽量增增加而降低低，當(dāng)其含含鹽量接近近20％時(shí)，密密度顯著下下降。其液液塑限隨含含鹽量增大大而增大。在在干燥時(shí)鹽鹽分對(duì)土的的粘固性作作用很小。鹽鹽脹與膨脹脹：體積隨隨溫度顯著著變化，鹽鹽脹作用嚴(yán)嚴(yán)重，造成成土體表層層結(jié)構(gòu)破壞壞和疏松，鹽鹽脹作用所所涉及的深深度，隨強(qiáng)強(qiáng)度不同而而有所差異異，可達(dá)1～2m。容易引引起泥濘。加加重翻漿和和凍脹。鹽鹽脹所引起起的病害：：最嚴(yán)重，在在路面底層層附近有過(guò)過(guò)量硫酸鹽鹽時(shí)，會(huì)造造成路面鼓鼓包、破裂裂；鹽分體體積變化使使路基表層層疏松，邊邊坡呈蜂窩窩狀，邊坡坡及路肩疏疏松，且土土粉末容易易被風(fēng)吹蝕蝕。鹽溶病病害：受水水時(shí)，易溶溶解，含鹽鹽量多時(shí)，產(chǎn)產(chǎn)生濕陷、塌塌陷等病害害。該段路基施工所所用的取土土場(chǎng)土工試試驗(yàn)資料如如下頁(yè)表。表2K936＋＋600左100m取土場(chǎng)檢檢驗(yàn)報(bào)告檢驗(yàn)項(xiàng)目K-+Na-Ca2+Mg2+Cl-SO42-HCO3-CO3-易溶鹽總量％PH摩爾比定名Mmol/kgg113.890.140.7085.7110.299.270.000.727.94.16氯弱鹽漬土%0.2850.0010.0020.3040.0990.0570.000最佳含水量為66％，最大大干密度為為2.099g/ccm3，據(jù)此來(lái)來(lái)控制施工工。K936+6000取土場(chǎng)易易溶鹽總量量為0.72％＜5％，其中Cl-為0.3004％＜5％，SO42-＜2％，因此此可用作路路基填料。2、鹽漬土地區(qū)路路基斷面鹽漬土地區(qū)的公公路線路，一一般以路堤堤通過(guò)。見(jiàn)圖3：鹽漬土路基斷斷面圖。3、施工安排鹽漬路基處理集集中安排在在1個(gè)月內(nèi)完完成。4、鹽漬路基處理理4.1、主要施施工技術(shù)要要求1）施工前應(yīng)對(duì)地表表土層1m內(nèi)的土質(zhì)質(zhì)的含鹽量量及含鹽性性質(zhì)進(jìn)行控控制檢查。2）鹽漬路堤應(yīng)分層層填筑，分分層碾壓，每每層松鋪厚厚度不大于于200mmm，并嚴(yán)格格控制含水水量，含水水量不得小小于最佳含含水量的1%。3）鹽漬路基的施工工，分段一一次完成，自自清除基底底含鹽量較較大的表土土開(kāi)始，連連續(xù)施工，一一次做到路路床設(shè)計(jì)標(biāo)標(biāo)高。4）施工中做好排水水系統(tǒng)，避避免路基及及附近積水水，無(wú)論是是填筑粘土土或填筑滲滲水性土均均應(yīng)符合土土方路基壓壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)。4.2、施工方方法據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，本本合同段鹽鹽漬地段K9366+7000～K9377+3000地段，地地表0.25以上為鹽鹽漬土，以以下均為非非鹽漬土，按按設(shè)計(jì)要求求施工采取取清除地表表以下0.300m鹽漬土的的處理措施施，采用推推土機(jī)推挖挖，裝裁機(jī)機(jī)裝車，自自卸汽車運(yùn)運(yùn)輸至指定定棄土坑。其其填筑方法法同一般路路