工程巖土的防護(hù)與病害處治-鹽漬土的防治

鹽漬土的防治措施鹽漬土是指易溶鹽平均含量大于0.3%的土，且具有溶陷、鹽賬、腐蝕特性的土。鹽漬土是鹽土和堿土以及各種鹽化、堿化土壤的總稱。一、鹽漬土的概述1、鹽漬土的定義一、鹽漬土的概述1、鹽漬土的定義鹽土是指土壤中可溶性鹽含量達(dá)到對作物生長有顯著危害的土類，如圖1。圖2堿土一、鹽漬土的概述1、鹽漬土的定義堿土是指土壤中含有危害植物生長和改變土壤性質(zhì)的多量交換性鈉，如圖2。圖1鹽土一、鹽漬土的概述2、鹽漬土的分布鹽漬土分布在內(nèi)陸干旱、半干旱地、濱海地區(qū)也有分布。在我國分布較廣，如江蘇北部、渤海沿岸、松遼平原、河南、山西、內(nèi)蒙、甘肅、青海、新疆等地均有所分布。一、鹽漬土的概述3、鹽漬土的形成鹽漬土是由于地層母質(zhì)含有過量可溶鹽，在較高氣溫和較高地下水位的作用下，利用毛細(xì)水將地層母質(zhì)的鹽分帶到土壤表面，形成土壤表層鹽漬化。一、鹽漬土的概述3、鹽漬土的形成由于土壤中的鹽分隨水和溫度的變化，不斷發(fā)生著結(jié)晶——溶解——轉(zhuǎn)移——吸濕的變化過程，自然物理特性極不穩(wěn)定，常給地面構(gòu)筑物造成許多工程病害，給工程建設(shè)帶來巨大經(jīng)濟(jì)損失。二、鹽漬土的工程力學(xué)性質(zhì)1、硫酸鹽漬土的松脹性在含水量較小的土體中所含的固體硫酸鹽在低溫時吸水結(jié)晶,體積增大;溫度升高時又脫水變成粉末狀固體,體積縮小。二、鹽漬土的工程力學(xué)性質(zhì)1、硫酸鹽漬土的松脹性從而出現(xiàn)使土體結(jié)構(gòu)破壞、變松的現(xiàn)象,即硫酸鹽漬土的松脹性。二、鹽漬土的工程力學(xué)性質(zhì)2、鹽漬土對土的塑性影響鹽漬土的三相組成由氣（空氣）、液（溶液）、固（土與鹽結(jié)晶的混合體）所構(gòu)成。二、鹽漬土的工程力學(xué)性質(zhì)2、鹽漬土對土的塑性影響鹽漬土中所含鹽的種類與含量影響著土體的塑性指標(biāo)，因此鹽漬土具有相對變化的、不穩(wěn)定的液限、塑限、塑性指數(shù)及液性指數(shù)；二、鹽漬土的工程力學(xué)性質(zhì)2、鹽漬土對土的塑性影響同一類土,當(dāng)含鹽量增加時其液塑限相應(yīng)減小，塑性指數(shù)也有所降低，這種性質(zhì)對路基的穩(wěn)定性十分不利。二、鹽漬土的工程力學(xué)性質(zhì)2、鹽漬土對土的塑性影響因為遇水后，當(dāng)含水量相同時，鹽漬土比非鹽漬土較早地達(dá)到塑限或流塑狀態(tài)，即較早地達(dá)到不太穩(wěn)定的狀態(tài)。二、鹽漬土的工程力學(xué)性質(zhì)3、鹽漬土的夯實性和壓縮性鹽漬土中氯鹽的存在使土的細(xì)粒分散部分起脫水作用,使土的最佳含水量降低。二、鹽漬土的工程力學(xué)性質(zhì)3、鹽漬土的夯實性和壓縮性同時氯鹽有強(qiáng)烈的吸濕性和保濕性,可使土體長期保持在最佳含水量附近的狀態(tài),經(jīng)過汽車反復(fù)行駛,可以進(jìn)一步得到壓實,對在干旱缺水地區(qū)施工有利。但填土中不得有鹽結(jié)晶。二、鹽漬土的工程力學(xué)性質(zhì)4、鹽漬土的強(qiáng)度與水穩(wěn)性含有不同鹽類的鹽漬土具有不同的工程特性,在干旱缺水的情況下,可以用超氯鹽漬土修路基。二、鹽漬土的工程力學(xué)性質(zhì)4、鹽漬土的強(qiáng)度與水穩(wěn)性但路基土體中硫酸鹽和碳酸鹽的含量不能過大,否則由于松脹作用和膨脹作用,將破壞土的結(jié)構(gòu),降低其密度和強(qiáng)度。二、鹽漬土的工程力學(xué)性質(zhì)5、鹽漬土的溶陷性和退鹽作用鹽漬土路基受雨水沖刷,表層鹽分將被溶解沖走,溶去易溶鹽后路基變松,結(jié)果使土體由鹽土變?yōu)閴A土,增加土的膨脹性和不透水性,降低路基的穩(wěn)定性。二、鹽漬土的工程力學(xué)性質(zhì)5、鹽漬土的溶陷性和退鹽作用氯鹽漬土易溶于水,含鹽量多時,會產(chǎn)生濕陷、塌陷等路基病害。土中少量含水和土分子結(jié)合水對路基的危害，是干旱鹽漬土的特殊性。主要病害有鹽脹、溶蝕、翻漿、沉陷和降水后發(fā)生溶淋而泥濘，造成路面坎坷不平等。三、鹽漬土對公路工程的危害三、鹽漬土對公路工程的危害1、公路鹽脹鹽漬土在降溫時都會吸水結(jié)晶，體積增大，使路基土體膨脹，導(dǎo)致路面凸起。三、鹽漬土對公路工程的危害1、公路鹽脹氣溫升高時鹽類脫水，體積變小，導(dǎo)致路基疏松、下凹。路面變形較大部分在車輛重力作用下，出現(xiàn)地面開裂松散，如不及時處理很快形成坑槽，如圖3。圖3堿土三、鹽漬土對公路工程的危害2、公路沉陷地表水或地下水對鹽漬土中可溶鹽的溶解，在水位的變化過程中，鹽類隨著水流而轉(zhuǎn)移它處，引起路基疏松下沉，路面塌陷。三、鹽漬土對公路工程的危害3、路面翻漿在冰凍季節(jié)，路基上部土體在凍結(jié)過程中聚冰現(xiàn)象顯著增加，鹽漬土中水分的過飽和，鹽份出現(xiàn)結(jié)晶，導(dǎo)致路基鼓起。三、鹽漬土對公路工程的危害3、路面翻漿至春融時節(jié)，上層冰粒首先融化，而下層尚未融化，上層水分無法下滲，致使上層土中的含水量超過液限值，加之車輛通過時的擠壓、沖擊作用，導(dǎo)致路基翻漿，如圖4。圖4翻漿路基三、鹽漬土對公路工程的危害4、公路邊坡易受沖刷遇有小雨，邊坡沖刷強(qiáng)烈，造成邊坡土大量流失，中、大雨經(jīng)常造成沖毀路基的嚴(yán)重事件。三、鹽漬土對公路工程的危害4、公路邊坡易受沖刷每年要進(jìn)行大量的邊坡補土，給公路養(yǎng)護(hù)造成很大困難。三、鹽漬土對公路工程的危害5、橋涵侵蝕混凝土表面受鹽分侵蝕形成松散、剝落、一層一層向內(nèi)侵蝕大大縮短了工程使用壽命，并產(chǎn)生較大的安全隱患。四、鹽漬土病害的防治措施（一）、加強(qiáng)地表排水和降低地下水位在鹽漬土地區(qū)修建公路，必須切斷下層土中的鹽源。加強(qiáng)地表排水和降低地下水位,可以防止雨水浸泡路基,避免地下水上升引起路基土次生鹽漬化和凍害。四、鹽漬土病害的防治措施（一）、加強(qiáng)地表排水和降低地下水位當(dāng)鹽湖地表下有飽和鹽水時,應(yīng)采用設(shè)有取土坑及護(hù)坡道的路基橫斷面。四、鹽漬土病害的防治措施（一）、加強(qiáng)地表排水和降低地下水位可以結(jié)合取土,在路基上游擴(kuò)大取土坑平面面積,使之起到蒸發(fā)池的作用,蒸發(fā)路基附近的地表水。四、鹽漬土病害的防治措施（一）、加強(qiáng)地表排水和降低地下水位亦可在路基上游做長大排水溝,以攔截地表水,降低地下水位,迅速疏干土中的水。四、鹽漬土病害的防治措施（一）、加強(qiáng)地表排水和降低地下水位做砂礫隔斷層,最大限度提高路基,加厚砂礫墊層,排擋地表水侵入路基等等。四、鹽漬土病害的防治措施（一）、加強(qiáng)地表排水和降低地下水位四、鹽漬土病害的防治措施（二）、填土高度如要路堤不受凍害和次生鹽漬化的影響，應(yīng)使路堤高度大于最小填土高度，最小填土高度應(yīng)由地下水最高位、毛細(xì)水上升高度、臨界凍結(jié)深度決定。干涸鹽湖地段的高速公路、一級公路應(yīng)分期修建，其他等級公路,可采用低路堤的路基橫斷面形式，可利用巖鹽作為填料，路堤高度不宜小于0.3m，路堤邊坡坡度可采用1∶1.5。四、鹽漬土病害的防治措施（二）、填土高度為了阻止毛細(xì)水上升攜鹽積聚,設(shè)置封閉型隔斷層。四、鹽漬土病害的防治措施(三)、設(shè)置毛細(xì)水隔斷層當(dāng)采用提高路基高度或降低地下水等措施有困難或不經(jīng)濟(jì)時,用滲水土填筑路堤適當(dāng)部位,構(gòu)成毛細(xì)水隔斷層,其位置以設(shè)在路堤底部較好,厚度視所選用滲水土的顆粒大小而定,即相當(dāng)于毛細(xì)水在該滲水土中的上升高度加安全高度。四、鹽漬土病害的防治措施(三)、設(shè)置毛細(xì)水隔斷層在路基頂面下,80mm以下鋪設(shè)不透氣不滲漏的封閉型隔斷層,不僅阻斷毛細(xì)水?dāng)y鹽上升,也切斷氣態(tài)水?dāng)y鹽上升。四、鹽漬土病害的防治措施(三)、設(shè)置毛細(xì)水隔斷層當(dāng)淺部地基土含鹽量大于容許含鹽量時，宜予鏟除，并進(jìn)行換填，但嚴(yán)格控制填料含鹽量和夯實密度。四、鹽漬土病害的防治措施(四)、地基處理1、換填法對于含鹽量不高的土，可采用重錘擊實及強(qiáng)夯法處理淺部地層，可消除地基土的濕陷量，提高其密實度及承載力，降低透水性，阻擋水流下滲。同時破壞土的原有毛細(xì)結(jié)構(gòu)，阻隔土中鹽分上升。四、鹽漬土病害的防治措施(四)、地基處理2、強(qiáng)夯法對于溶陷性高，土層厚及荷載很大或重要建筑物上部地層軟弱的鹽沼地，可采用樁基或復(fù)合地基，將基礎(chǔ)放在非鹽漬土地基上。四、鹽漬土病害的防治措施(四)、地基處理3、樁基或復(fù)合地基五、鹽漬土病害處治案例烏魯木齊西山聯(lián)接線全長4.2km，地處天山北坡烏魯木齊橋西南，是烏魯木齊橋與西口的主要聯(lián)接通道，因雨水相對較多，引起老路嚴(yán)重翻漿凍脹，導(dǎo)致無法正常使用。1、工程概況五、鹽漬土病害處治案例在改建過程中，共計挖探坑68個，深1.8m，每個探坑分上中下取樣3個，經(jīng)檢測此路段均屬中鹽漬土和強(qiáng)鹽漬土，且表土部分更為嚴(yán)重。2、工程條件分析五、鹽漬土病害處治案例同時，附近均為鹽漬土區(qū)域，無合格填料且此段路基屬城市道路，處理方式受較大限制，無法大規(guī)模換填和