王 燃
(北京華通公路橋梁監(jiān)理咨詢有限公司,北京 100000)
擬建的G575老爺廟口至巴里坤公路起始于S236老路K70+000處,經(jīng)過三塘湖與大河鎮(zhèn),路線總體呈現(xiàn)南北走向,主線全長72.8km,采用一級公路標(biāo)準(zhǔn),路基寬度為26m,部分路段位于鹽漬土區(qū)域。本文以該工程為例,對鹽漬土地區(qū)形成原因,所采取有效工程處理措施與質(zhì)量控制策略進行探討。
鹽漬土泛指鹽土與堿土,土壤中含有可溶性鹽類,且鹽分濃度較高,導(dǎo)致土壤物理性質(zhì)造成破壞。當(dāng)土壤中的中性鹽濃度超過一定指標(biāo)時,將逐漸形成為鹽漬土。同時,不同地區(qū)的中性鹽濃度變化情況有所不同。在地勢較高處,雖然土壤中會分布一定濃度的中性鹽,但在地表水持續(xù)向低處流動過程中,水體將攜帶走少量鹽分,導(dǎo)致地勢較低區(qū)域的中性鹽濃度相對較高,加劇土壤鹽漬化過程。
在不同氣候條件下,土壤中鹽分來源也有所不同。在降水量較少區(qū)域內(nèi),土壤鹽分主要受到風(fēng)力作用而持續(xù)積累。而在降雨量相對較為充足的地區(qū),土壤中的鹽分來源主要為雨水所攜帶鹽分,所積聚鹽分較少,土壤鹽漬化程度較為輕微。G575老爺廟口至巴里坤公路工程位于新疆哈密市哈薩克族自治縣內(nèi),屬于溫帶大陸性干旱氣候,干燥少雨,土壤鹽漬化程度較為嚴(yán)重。
部分地區(qū)所分布地下水流速較慢、排水難度較大,在自然蒸發(fā)過程中,地下水的礦化度逐漸提高。同時,在淤泥土區(qū)域中,由于沉積諸多動植物殘體,殘體在浸泡過程中,也將持續(xù)提高水體礦化度,并在蒸發(fā)過程中逐漸析出鹽分,加劇土壤鹽漬化過程,最終形成氯化物鹽漬土。
(1)路基沉陷及開裂。G575老爺廟口至巴里坤公路工程地處我國新疆地區(qū),具有氣候溫差大、白晝溫度高的氣候特征。在白晝期間,環(huán)境氣候溫度較高,鹽漬土中所含有鹽分的水分蒸發(fā)速度較快,土體體積出現(xiàn)縮減現(xiàn)象,進而對周邊路基結(jié)構(gòu)性能與密實度造成負(fù)面影響,出現(xiàn)路基土松散問題。在問題嚴(yán)重時,將以此為誘因引發(fā)路基沉陷變形等施工問題。同時,夜間氣候溫度過低,鹽漬土中所含鹽分持續(xù)吸收大量水分,進而出現(xiàn)鹽脹現(xiàn)象,導(dǎo)致路基土體體積變大。在土體鼓脹程度過于嚴(yán)重時,將導(dǎo)致路基結(jié)構(gòu)開裂損壞。
(2)路面翻漿。在公路工程周邊氣候溫度回升過程中,路基及周邊地層含水率將有所提升,加之受到外力因素影響,有一定可能出現(xiàn)凍溶現(xiàn)象,最終導(dǎo)致公路工程路面產(chǎn)生翻漿現(xiàn)象,縮短工程使用壽命。
(3)邊坡不穩(wěn)。當(dāng)公路路基及周邊區(qū)域地層含鹽量超過一定指標(biāo)時,在地表水、風(fēng)力等因素影響下,邊坡結(jié)構(gòu)表面將持續(xù)受到鹽分腐蝕作用,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性能下降,有較高可能出現(xiàn)邊坡失穩(wěn)、滑塌等安全事故。同時,在地下水位較高時,邊坡底部也時常產(chǎn)生鹽漬水溝,對周邊生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞。
(1)圖紙審核。企業(yè)與監(jiān)理機構(gòu)應(yīng)對施工圖紙及方案進行審核,重點檢查圖紙是否存在缺項漏項問題,及時發(fā)現(xiàn)并解決施工方案中所存在的各項問題,為后續(xù)施工活動的開展提供明確參照。
(2)場地處理。在施工準(zhǔn)備階段中,施工人員應(yīng)做好場地處理工作,清除鹽漬土路基結(jié)構(gòu)表面所分布的草皮、腐殖土以及各類雜物,確保地面清理寬度超過路基坡腳1m以上。隨后,對地面進行硬化處理,如采取壓實措施,直至地基承載性能與工程設(shè)計要求相符合為止。此外,結(jié)合實際情況,修建地面排水系統(tǒng),在適當(dāng)位置設(shè)置排水設(shè)施,排出路基底部區(qū)域積水。在必要情況下,可選擇采用砂石換填方法。
(3)科學(xué)編制施工方案。技術(shù)人員應(yīng)結(jié)合施工情況,基于工程設(shè)計要求與地質(zhì)勘察報告,科學(xué)編制鹽漬土路基處理方案,合理設(shè)定各項施工參數(shù)。例如,鹽漬土路基處理工藝流程為:基底處理——路基填筑——路基壓實——隔斷層施工——路基排水——預(yù)防鹽脹——路基防護。
(4)工程地質(zhì)勘察。企業(yè)唯有組織開展地質(zhì)勘察工作,全面掌握工程施工區(qū)域地質(zhì)條件、現(xiàn)場環(huán)境情況,方可為鹽漬土路基施工方案的編制提供有力信息支持,并結(jié)合實際情況選擇適當(dāng)?shù)柠}漬土處理方法。例如,在G575老爺廟口至巴里坤公路工程中,根據(jù)地質(zhì)勘察報告得知,編號為K80+20,K82+200路段深度在0~0.50m范圍內(nèi)的路基易溶鹽含量較低,均為弱鹽。編號為K88+100路段深度在0~1.0m范圍內(nèi)路基易溶鹽含量為中鹽。針對易溶鹽含量不同的鹽漬土路基,企業(yè)應(yīng)針對性編制鹽漬土處理方案。
(5)材料檢測。企業(yè)與管理人員對所配置填料的性能質(zhì)量、含水率以及含鹽量進行檢測,具體檢測標(biāo)準(zhǔn)視取土深度及所分布位置而定。同時,在鹽漬土路基填筑、壓實完畢后,對路基壓實度進行檢測,待檢測結(jié)果與工程設(shè)計要求相符合后,方可組織開展后續(xù)施工活動。
在出現(xiàn)鹽漬土路基泛鹽現(xiàn)象時,技術(shù)人員應(yīng)持續(xù)采集工程相關(guān)信息,分析問題成因,結(jié)合實際情況及時采取有效解決措施。在G575老爺廟口至巴里坤公路工程中,當(dāng)?shù)鼗韺映霈F(xiàn)鹽霜積聚現(xiàn)象時,施工人員及時清除路基表層鹽殼、所覆蓋制備以及表層土,清除土口度為0.3m左右;針對老路段路基,如若主線路基為填方且老路路基為非鹽漬土可利用路段時,僅對老路路基加寬部分進行處理即可。而原老路已設(shè)置土工布隔斷層時,無需對其進行處理。在老路路基為鹽漬土路段時,將路肩下方1m范圍內(nèi)老路路基進行挖除,換填為非鹽漬化礫類土,鋪設(shè)復(fù)合土工布,并對加寬部分地基進行處理即可;針對局部零填以及路塹鹽漬土路基段,應(yīng)綜合分析路基土質(zhì)情況,選擇是否采取挖除換填處理措施;在路肩以下路面結(jié)構(gòu)層下方80cm處設(shè)置隔斷層,采用兩布一膜復(fù)合土工布結(jié)構(gòu),并確保隔斷層高處邊溝流水位、地面或地表長期積水水位保持在30cm左右。
在鹽漬土路基處理環(huán)節(jié)中,企業(yè)與技術(shù)人員針對新建路基,應(yīng)優(yōu)先采取路堤形式,最大程度減少鹽漬土對公路路基性能質(zhì)量所造成的影響系數(shù);施工人員定期對鹽漬土地基表層所積聚的鹽霜進行清理;確保鹽漬土地區(qū)所分布公路路段具有完善的路面排水系統(tǒng)以及路基結(jié)構(gòu),對地表水采取攔截、排除措施;采取隔斷措施,從根本上切斷水體的主要來源,防止地下水與毛細(xì)水上升,從而實現(xiàn)降低土壤鹽分濃度、預(yù)防鹽脹、避免路基土出現(xiàn)二次鹽漬化的處理目的;企業(yè)重點控制公路路堤填料質(zhì)量與易溶鹽濃度,嚴(yán)格遵循相關(guān)施工規(guī)范,如《新疆鹽漬土地區(qū)公路路基路面設(shè)計與施工規(guī)范》等。
為有效預(yù)防鹽脹問題的出現(xiàn),實現(xiàn)強化鹽漬土路基質(zhì)量的目的,可選擇采取提高路基高度、設(shè)置隔斷層兩種方式。其中,在采取提高路基高度措施時,應(yīng)結(jié)合工程施工情況,將路基標(biāo)高進行適當(dāng)調(diào)整,直至路基高出地下水頂面6.5m左右即可。如此,在水體流動過程中,水體攜帶路基表面所積聚鹽分持續(xù)流向地勢較低區(qū)域,從而起到減少路基上部鹽分濃度的作用,在設(shè)置隔斷層時,應(yīng)在與路床頂部間隔0.7m處設(shè)置封閉性隔斷物,如土工布隔斷層,從而起到隔斷路基下部含鹽地下水與毛細(xì)水上升的作用,并起到排水效果,預(yù)防路基鹽脹、翻漿問題的出現(xiàn),這也是應(yīng)用最為常見的鹽脹預(yù)防措施。但是,應(yīng)注重優(yōu)先配置具有良好抗老化性能、耐凍性以及適當(dāng)滲透系數(shù)的土工布,或是使用砂石材料。同時,待隔斷層鋪筑完畢后,應(yīng)在其上方鋪設(shè)0.1m厚的反濾層。
綜上所述,鹽漬土路基工藝流程較為復(fù)雜,施工水平要求高,質(zhì)量管控難度大。因此,在公路工程施工中,企業(yè)應(yīng)將鹽漬土路基施工管理作為項目施工管理重點,結(jié)合實際施工情況,積極采取上述質(zhì)量控制措施,為鹽漬土路基施工質(zhì)量提供必要保障。