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為解決土基鹽脹、除冰液的腐蝕嚴(yán)重破壞了機場道面結(jié)構(gòu)，通過試驗研究了含鹽量、從理論上分析了壓實度對鹽脹的影響除冰液對路面結(jié)構(gòu)的腐蝕機理，并結(jié)合工程實踐提出了針對性的預(yù)防措施，有效提高了路面混凝土的耐久性。總結(jié)的經(jīng)驗可供類似工程借鑒。
在烏魯木齊機場改擴建工程中，飛行區(qū)土方填筑是國內(nèi)最大的高填機場工程之一，地形陡峭，南高北低；最大填筑高度60m，平均填筑高度近40m，土方量約1.86億m3，主要靠借土石方；土壤物質(zhì)主要是戈壁物質(zhì)，主要是圓礫。填料的性能是影響工程質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。而戈壁料往往摻有鹽漬土，容易產(chǎn)生高含量“鹽脹現(xiàn)象，即地面“翻堿”，會造成跑道損壞，從而影響機場運行安全，必須采取措施避免鹽脹損壞。同時，由于冬天寒冷、冰雪期長，需要噴灑除冰液，保證機場正常運行、融雪劑，但含鹽量會腐蝕水泥混凝土路面，因此應(yīng)采取防腐措施，提高混凝土路面的耐久性。
01
土基鹽脹病害
1.1鹽脹的成因及破壞形式鹽漬土地基的鹽脹一般可分為兩種，即結(jié)晶膨脹和非結(jié)晶膨脹。結(jié)晶膨脹是指鹽漬土在氣溫下降或失水后，溶解在土壤孔隙中的鹽分濃縮結(jié)晶而引起的體積膨脹，典型的例子是硫酸鹽鹽漬土；無定形膨脹是指鹽漬土中存在大量吸附的陽離子，具有較強的親水性，遇水后迅速與膠粒相互作用，在膠粒和粘粒周圍形成穩(wěn)定的結(jié)合水膜，從而降低顆粒間的內(nèi)聚力，引起土壤膨脹碳酸鹽鹽漬土就是一個典型的例子。鹽脹對路面的破壞形式主要是鼓包、不均勻變形、平整度不良。同時，由于鹽脹的反復(fù)作用，會導(dǎo)致土、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)被破壞，整體強度和穩(wěn)定性降低，導(dǎo)致不均勻沉降和路面破損。
1.2鹽脹的影響因素分析
1.2.1土基填料的土壤分類分析基礎(chǔ)：一般以主成分顆粒組定義，主成分顆粒組比例控制在50%以上是根據(jù)含鹽量百分比對特殊土壤中的鹽漬土進(jìn)行分類。土基填料從料源取樣，挖5口2 ~ 3m深的深井，在探井取6個樣品進(jìn)行顆粒分析。經(jīng)顆粒分析：2mm顆粒超過總重量70%，為粗粒土；不均勻系數(shù)Cu為29.81，曲率系數(shù)Cc為1.92，級配良好。15份可溶性鹽分析樣品：填料中含鹽量主要是硫酸鈉，含鹽量為0.2%
1.2.2鹽脹影響因素分析土基場地位于烏魯木齊河與頭屯河沖洪積傾斜平原的重疊部分地下水類型為松散巖類孔隙水，潛水含水層結(jié)構(gòu)單一，含水層巖性為礫石礫石。50m勘探深度內(nèi)未發(fā)現(xiàn)地下水。根據(jù)周邊水文觀測井資料，地下水位為80 ~ 120 m，不考慮地下水引起的鹽分遷移。土壤鹽分的存在遷移和積累是造成鹽脹的物質(zhì)條件，水汽在低溫作用下蒸發(fā)、雨水環(huán)境中的鹽水運動是促進(jìn)鹽分遷移和積累的基本條件。因此，主要研究和分析土基填土的含鹽量、壓實度對鹽脹的影響低溫下通道區(qū)土基鹽水的梯度遷移和土壤表層雨水引起的鹽水遷移。
1.2.3含鹽量對鹽脹的影響配制不同含量的硫酸鈉溶液，將土柱樣品最佳含水量的溶液加入到配制好的級配配料中，密封24小時，然后用直徑為15cm的壓機成型、高30cm的土柱試件共11組，每組3個試件。試樣的含鹽量分別為0、1%2%3%4%5%6%7%8%9%1.，將制備好的試件放置24小時，然后移入冰箱，在5℃的低溫下進(jìn)行膨脹試驗測試結(jié)果如表1所示。
結(jié)果表明，硫酸根含量為0.3%在之內(nèi)，土基的膨脹很小，一旦超過這個標(biāo)準(zhǔn)，膨脹就會迅速增加。
1.2.4壓實度對鹽脹的影響直徑15厘米、高30cm的土柱試件共6組，每組3個，試件含鹽量為0.3%每組試件的壓實度控制在83%84%85%86%87%88%，將準(zhǔn)備好的產(chǎn)品放置24小時，然后移入冰箱進(jìn)行5℃的低溫膨脹試驗測試結(jié)果如表2所示。
試件土樣為粗粒土，壓實度用固體體積比表示。結(jié)果表明，地基的膨脹量隨著固體體積比的增大而線性減小，當(dāng)固體體積比小于85時%當(dāng)固體體積比大于85時%時，鹽脹量較小。
1.2.5低溫對土壤中鹽脹的影響是水汽從溫暖的地方向寒冷的地方移動夏夜和冬季，下層土壤溫度高，表層土壤溫度低水汽從下層向上層移動，導(dǎo)致土壤中的鹽分向土基頂部堆積，導(dǎo)致含量超標(biāo)，增加了鹽脹破壞的風(fēng)險。
1.2.6降雨對土壤表層區(qū)域鹽脹的影響土壤中自由水運動的方向是從高土壤水勢到低土壤水勢。在降雨期或冰雪融化期，土壤表面區(qū)域的含水量會急劇增加土壤水勢的增加會導(dǎo)致水不斷從土壤表層流向溝道區(qū)，從而導(dǎo)致溝道區(qū)土壤含鹽量增加，增加鹽脹破壞的風(fēng)險。
02
土地基鹽脹的預(yù)防措施
2.1含鹽量控制
2.1.1含鹽量控制填料的含鹽量檢測值不應(yīng)大于0.3%，原則上應(yīng)在料源或料場堆放處進(jìn)行，以協(xié)調(diào)土方調(diào)配，避免回填后發(fā)現(xiàn)含鹽量不合格而進(jìn)行二次處理。料源含鹽量為10000m3/點，并保證每個車場至少3點。實踐證明：料源合格，但回填后可溶性鹽含量超標(biāo)。為加強對土基含鹽量的控制，路面區(qū)工作面卸載后可壓至6000m2/抽樣檢查的抽查頻率。如果發(fā)現(xiàn)檢測點含鹽量超標(biāo)，在超鹽點附近，（以超鹽點為中心，對角取兩個相鄰的小料堆）應(yīng)進(jìn)行復(fù)檢，如果復(fù)檢合格，則僅處理過鹽點（凈空10m×10m區(qū)域）土基回填后，每2000m2完工面檢測一次含鹽量如果過鹽點不合格，則按每個點代表2000m2進(jìn)行開挖。
2.1.鹽障設(shè)置在低溫條件下，由于水汽擴散導(dǎo)致鹽分在土基頂部聚集，是導(dǎo)致鹽脹造成路面損壞的重要因素之一通過設(shè)置鹽屏障，（復(fù)合土工布3cm厚細(xì)砂保護(hù)層50cm厚級配碎石）防止鹽在土基頂部高應(yīng)力區(qū)積聚，有效控制鹽脹變形。在土基和水穩(wěn)基層之間設(shè)置鹽障（圖1）它不僅能阻擋鹽分向上遷移和積累，還能提高地基的整體強度，削弱或控制土地基的不均勻變形。隔離層還可以作為緩沖層，緩沖下臥土的鹽脹變形，而不破壞結(jié)構(gòu)表面的光滑度。
2.2壓實度控制
2.2.安裝數(shù)字監(jiān)控安裝數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)可以在施工過程中采集每層填料的攤鋪厚度、壓路機碾壓遍數(shù)、對比試驗段總結(jié)的數(shù)據(jù)，施工過程參數(shù)如壓路機的行駛速度，如果施工參數(shù)不達(dá)標(biāo)會給出報警信息，在施工區(qū)域顯示紅色施工參數(shù)達(dá)標(biāo)則顯示綠色，以此為標(biāo)準(zhǔn)作為申請驗收的前提條件。通過數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)，可以保證施工過程參數(shù)達(dá)標(biāo)，保證施工過程的質(zhì)量控制，從而有效保證填料的壓實度。
2.2.2強夯加固強夯使土顆粒處于更緊密的狀態(tài)，降低了其滲透性，從而減少了鹽水的遷移。分層碾壓技術(shù)回填應(yīng)在達(dá)到路基頂面以下3m和路基頂面標(biāo)高時進(jìn)行一次回填。點擊搗固能量為1000kN·m，搗固點布置形式是d/4圈，單按3 ~ 5次。
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