鹽漬土路基設計與施工方法研究

李 民，聶子涵，吳楚鋼

重慶交通大學， 重慶 400074

1 項目概況

新疆維吾爾自治區和豐工業園區位于和布克賽爾蒙古自治縣和什托洛蓋鎮以南約15 公里、國道217 的東側約4 公里處，工業園區西側距離在建克拉瑪依至阿勒泰高速公路約2 公里，工業園區東南距在建的奎北鐵路鍋布哈爾賽站約12 公里，工業園區東北邊界與工業園區相距最近的村莊昆得令村約3.5公里。規劃區南北向和東西向跨度均約4.5 公里，大體上呈規則的矩形。工業園園區道路的建設是工業園基礎設施建設的重要內容之一；和豐工業園區通往和什托洛蓋鎮連接道路的建設可以進一步方便工業園與生活區的連接。本項目位于新疆維吾爾自治區塔城地區和布克賽爾蒙古自治縣和什托洛蓋鎮以南約15 公里、國道217 的東側約4 公里處，工業園區西側距離在建克拉瑪依至阿勒泰高速公路約2 公里，工業園區東南距在建的奎北鐵路鍋布哈爾賽站約12 公里。和豐工業園區道路為城市Ⅱ級主干路，設計速度40km/h，連接線為二級公路，設計速度80km/h。工業園區道路路基寬度17.0m，連接線路基寬度15.0m。本項目鹽漬土路段長10.4km，占路線總長的78%，很有必要對鹽漬土處理方式進行分析。

2 鹽漬土成因

鹽漬土的形成以及產生是由于許多種因素的共同作用，鹽漬土形成的主要因素有：

1）水文和地質的因素

地下水的水位，水質的礦化類型以及水質的礦化程度，都會影響到水中鹽分的累積和聚集。地下水因礦化所含有的鹽分越多，由于地下徑流，就會向土壤中帶去更多的鹽分；另一方面，由于地下水水位較高，蒸發作用強，使得鹽分沉積加快，都會加快形成鹽漬土。新疆省氣候干旱少雨，地下水礦化程度高，是新疆地區鹽漬土形成的主要原因。

2）地形地貌的因素

鹽漬土多分布于局部洼地，低平地，沿海低地和內陸盆地。鹽分隨著地表和地下徑流，由高向低匯集而成，促使較為低矮的地方漸漸形成水鹽的聚集地區。

3）氣候的因素

新疆氣候較為干旱，夏季降水稀少，日照強烈，導致地下水蒸發大，土壤中沉積的鹽分不能由平時的降水稀釋分流，地下水由于蒸發大大強于降水量，使得土壤中的水分呈現上升趨勢，加之新疆水質礦化程度高，地下水含鹽量較大，從而由上升水流將鹽分帶至地表逐漸堆積，形成鹽漬土。

4）植被的因素

大量的鹽生植物的生長會加快加重土壤的中的鹽分堆積，從而加快鹽漬土的形成。新疆地區多為胡楊等深根植物，其生長的蒸騰作用強烈，使得地下水大量的消耗，會使得地下水中鹽分含有率相對增加，間接的加劇了地下水的礦化程度，鹽生植物從地下水中吸取鹽分，鹽分會在植物中堆積，直至植物死亡后鹽分會在地表沉積，一方面也加重了土壤的鹽漬化。

5）人類的活動也是鹽漬土的形成因素之一

在人類的許多工程經濟、建設活動中，工業廢料廢水的胡亂排放、不合理灌溉、化肥的過量使用等等因素，都將導致地下水的礦化程度加劇。

6）地層巖石性質的因素

鹽漬土地區多為第四系松軟地層。大顆粒碎石、砂質土和粘質土類不易產生鹽漬化作用，這兩種土質中，由于土壤毛細管孔隙過大或者過于細小，導致水沿著土壤毛細管上升困難，不易積鹽。粉砂質土土壤的毛細管孔徑大小有利于地下水上升容易積鹽。

本項目路線位于和什托洛蓋盆地西北緣中段，沿山麓分布剝蝕、堆積的山前沖洪積扇地貌，受洪流侵蝕切割，呈崎嶇梳狀垅崗。不良地質主要為洪積鹽土，其形成條件是山體中有含鹽地層，春季雪水融化形成山洪，洪水將含鹽地表土壤的鹽分帶至山前洪積地區，又由于蒸發作用鹽分沉積形成鹽漬土。

3 鹽漬土的處理方法

鹽漬土路段路容易發生病害，如凍脹、鹽脹以及翻漿。為了減輕或預防病害，常用的處理方法有：

1）將路基范圍內水分阻斷

水分會導致鹽漬土路段的路基軟化、路面翻漿破壞。硫酸鹽吸水膨脹，是導致路基路面破壞的主要原因。而另一方面，鹽分在干燥的條件下是有益于道路的，因為在沒有水的條件下鹽分會使得土基的強度有所增加?？墒褂玫奶幚矸椒楦綦x層阻斷鹽分或者提高路基高度。鹽分隔斷可以采用提高路基和設置隔離層兩種方法，其中設置隔斷層有兩種方法，設置砂石材料隔斷層、變形緩沖層和設置土工布隔斷層。

2）加強路基路面強度

增強道路路基路面結構的強度和穩定性，也可以達到減輕或預防病害發生的效果。其方法主要有：擠密樁加固地基、強夯法加固路基、浸水預溶+強夯法加固路基、設置半剛性基層等。

3）除去土壤中的鹽分

導致鹽漬土病害的根源是土壤中的鹽分。降低土壤中的鹽分或稀釋至無害程度也是處理鹽漬土的一種方法，常用方法有：化學處治法，換填法以及浸水預溶法。

4）級配材料采用大粒徑材料，可以有效的緩沖土壤中鹽脹作用產生的應力

常用的方法是緩沖層法。將大粒徑級配用以底基層，不僅有利于強度和穩定性要求，并且排水性能優良，避免水分在路基下聚集。底基層采用大粒徑級配，對于鹽脹應力有著有效的緩沖作用，可以改變路基路面結構的受力。設置大粒徑卵石緩沖層（具備一定厚度且不含砂土），設計緩沖層要考慮兩個要求：一方面考慮緩沖層應可以有效的消除鹽脹作用產生的應力，另一方面考慮承受上部結構荷載的強度要求。緩沖層一般采用礫石、砂礫以及卵石，隔斷層應埋置在基底。厚度值可以參考已有公路路基隔水土隔斷層確定。厚度大小受顆粒級配、路基高度以及地下水位深度影響。

本項目沿線局部路段分布有鹽漬土，土體含硫酸鹽、亞硫酸鹽，為弱～強鹽漬土，土質為礫類土。設計中根據鹽漬化情況在園區采取如下處理方式：

1）填方路基段落，路基高度H ≥120cm 時，在路面邊緣以下80cm 處設置兩布一膜

復合土工布，土工布鋪設坡度為向外2%。如圖1 所示：

圖1 鹽漬土處理

2）填方路基段落，路基高度120cm ≥H ≥80cm 時， 在路面邊緣以下80cm 處設置兩布一膜復合土工布，土工布鋪設坡度為向外2%。土工布以下0 ～20cm 范圍內礫類土超挖，并分層回填重新碾壓，土工布以下20 ～50cm 范圍內礫類土翻松碾壓。如圖2 所示：

圖2 鹽漬土處理

3）路基高度H ＜40cm 和挖方路段，在路面邊緣以下80cm 處設置兩布一膜復合土工布，土工布鋪設坡度為向外2%。土工布以下0～20cm范圍內礫類土超挖，并分層回填重新碾壓；土工布以下20 ～50cm 范圍內礫類土翻松碾壓，并在兩側設置50cm×50cm（底寬×高）的盲溝，且采用2 ～4cm 的礫石填充。如圖3 所示：

圖3 鹽漬土處理

本項目中鹽漬土處理采用的復合土工布為兩布一膜土工布，質量不小于400g/m2，經向撕破強度不小于0.55kN，緯向撕破強度不小于0.4kN，刺破強度不小于0.5KN，CBR 頂破強度不小于2.5kN。膜為不透水塑料薄膜，由聚乙烯或聚氯乙烯材料制作，厚度不小于0.2mm，質量不小于200g/m2，耐靜水壓力不小于0.2MPa；質量不小于100g/m2，其斷裂強度不小于35KN/m(經向)及25KN/m(緯向)，伸長率不大于35%(經向)及30%(緯向)。土工布、土工膜須滿足國家標準及交通行業標準。復合土工布必須采用布與膜之間相互緊密粘貼生產的全成品整體材料，幅寬盡可能采用較寬的品種。產品在運輸和貯存中不得玷污、雨淋和破損，不得長期曝曬，做好防凍措施，置放于干燥處，防潮防火。

復合土工布應質地均勻，編制規整，不得采用黏結、斷絲、缺經少緯的次品。復合土工布應鋪設平整，不得有折皺，連接時應根據實際情況采用縫合法或搭接法。采用縫合法連接時，縫合寬度應不小于10cm，采用搭接法連接時，搭接寬度橫向應不小于30cm，縱向應不小于50cm。土工布不得直接在陽光下曝曬，以防其老化變質抗拉強度下降，并注意防止土工布在施工過程中被刺破。

4 結論

隨著西部大開發的日益深入，我們將會面臨越來越多的特殊路段。鹽漬土路基是新疆地區存在較為普遍的特殊路基之一。鹽漬土地區筑路技術仍處在探索階段，如何消除鹽漬土地區水分的影響，從而將鹽漬土對公路的危害降到最小，也是鹽漬土地區路基路面設計的重點。本文針對新疆地區鹽漬土的成因及鹽漬土路基病害的處理方法進行討論，可供類似工程借鑒和參考。

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