濱海鹽漬土的處治與利用

朱 亮 ，馬正好 ，楊 戈

（1.海門南黃海建設發展有限公司，江蘇海門 226000；2.同濟大學，上海市 200092；3.上海同科交通科技有限公司，上海市 200092）

0 引言

濱海地區受海水浸潤和退移影響，地下水體礦化度較高，在毛細作用與蒸發作用下鹽份凝聚于地表或地表下不深的土層中形成濱海鹽漬土[1]。濱海鹽漬土具有較強的環境敏感性，其工程性質隨水、熱環境而異，將其直接用作路基填料會引發諸多公路病害，如溶陷、翻漿、凍脹等[2,3]。

然而，濱海地區優質路基填料匱乏，采用砂石料對路基、基層、底基層進行處理將大幅度增加公路建設成本。若能就地取材，將濱海鹽漬土改良后作為資源用于道路工程建設，則可避免毀壞耕地、縮短工期。因此，如何從技術、經濟以及環保的角度出發，充分利用鹽漬土料源充足的優勢，同時又保證路基的良好使用性能，成為濱海地區道路工程建設所迫切需要解決的一個問題。

鑒于此，本文通過南黃海地區濱海鹽漬土處治試驗研究，使其滿足公路工程建設需求，并設計相應的路基結構，對今后的濱海鹽漬土的利用具有積極的工程意義。

1 濱海鹽漬土基本工程特性

試驗用土取自江蘇南通東灶港港區，地處原黃海灘地，表層由海水吹填而成。經室內試驗，測得濱海鹽漬土的主要物理力學性質參數見表1。

表1 濱海鹽漬土物理力學性質參數

分析可知該濱海鹽漬土具有以下特性：（1）天然含水量大、稠度小、液限高、塑性指數大，屬于高液限弱氯鹽漬黏土；（2）CBR值小，不滿足公路路基規范[4]對高速和一級公路路基填料CBR大于5%～8%的要求；（3）回彈模量小，不滿足公路規范對重交通、特種交通下公路土路基回彈模量不低于40 MPa的要求。因此該濱海鹽漬土不可直接用作路基填料，可考慮對其進行處治以滿足路基設計要求。

2 處治濱海鹽漬土工程特性

2.1 濱海鹽漬土處治試驗

目前對于高液限鹽漬黏土的加固多采用石灰處治、水泥石灰綜合處治等[5,6]，相關研究表明：石灰處治能有效降低濱海鹽漬土的塑性指數、液限，同時提高強度及水穩性；水泥石灰綜合處治塑性指數較高的土，其強度往往要比單純用水泥或單純用石灰穩定的強度高得多，而且受水分變化影響不大，水穩性較好。

因此選用消石灰（一等品）、#325普通硅酸鹽水泥為處治劑，進行配合比（石灰∶水泥：素土）為6:0∶94、5∶3∶92、4∶4∶92的處治濱海鹽漬土研究，各配合比下的處治濱海鹽漬土的主要強度指標見表2。

2.2 處治濱海鹽漬土性能評價

（1）6∶0∶94的石灰處治鹽漬土

配合比為6∶0∶94的石灰處治鹽漬土的7 d浸水無側限抗壓強度為0.616 MPa，水穩定性系數K為46.7%，較未經處治的素鹽漬土浸水松散來說，強度和水穩性有很大提高；96%壓實度下的養生7 d的處治鹽漬土試件的CBR值30.2%，回彈模量為391.7 MPa，均滿足規范對路基填料的強度要求。

表2 處治濱海鹽漬土強度特性

（2）5∶3∶92的石灰水泥處治鹽漬土

配合比為5∶3∶92的石灰水泥處治鹽漬土的7 d浸水無側限抗壓強度為0.791 MPa，水穩定性系數K為59.2%，強度和水穩性都有相應提高；96%壓實度下的養生7 d、28 d的處治鹽漬土試件的CBR為 62.0%、78.5%，回彈模量為 595.8MPa、987.5MPa，均滿足規范對路基填料的強度要求。該處治鹽漬土強度、水穩定性增長明顯，有較好的路用性能。

（3）4∶4∶92的石灰水泥處治鹽漬土

配合比為4∶4∶92的石灰水泥處治鹽漬土的7 d浸水無側限抗壓強度為0.831 MPa，水穩定性系數K為61.2%；96%壓實度下的養生7 d、28 d的處治鹽漬土試件的CBR為83.1%、96.2%，回彈模量為876.2 MPa、1180.4 MPa，均滿足規范對路基填料的強度要求。該處治鹽漬土強度高、水穩定性好，有很好的路用性能。

2.3 濱海鹽漬土處治方案推薦

綜合考慮處治效果與處治成本，推薦的濱海鹽漬土處治方案見表3。

表3 濱海鹽漬土處治方案評價與推薦

3 處治濱海鹽漬土路基結構設計

在滿足規范要求的前提下，充分利用濱海鹽漬土料源充足的優勢，同時兼顧濱海水鹽環境對路基的影響，將處治濱海鹽漬土用作路基填料，對路基結構進行設計。對于濱海新區較高填方區域，上路床填料可采用5%+3%和4%+4%石灰水泥處治鹽漬土，上路床以下的路基部分可考慮使用6%石灰處治鹽漬土作為填料。對于地下水位較高的區域，考慮鹽分和地下水對路基的影響，可設置防滲土工膜和碎石墊層，由此提出兩種路基結構設計方案。

（1）路基結構方案一

地基處理后地面，鋪設一層防滲土工膜，回填6%石灰處治鹽漬土至路基頂面30 cm，再鋪設一層防滲土工膜，然后回填4%石灰+4%水泥處治鹽漬土（或5%石灰+3%水泥處治鹽漬土）至路基頂面，見圖1。

（2）路基結構方案二

地基處理后地面，鋪設一層土工布，回填一層15 cm碎石墊層后鋪設一層防滲土工膜，再回填一層15 cm碎石墊層，然后頂面鋪設一層土工布，采用6%石灰穩定土（鹽漬土）填高至路床頂面以下30 cm，然后回填4%石灰+4%水泥處治鹽漬土（或5%石灰+3%水泥處治鹽漬土）至路基頂面，見圖2。

圖2 方案二示意圖

路基處治效益對比分析（按80 cm計）：

對上述兩種路基結構設計方案和原設計方案（級配碎石換填）進行效益對比分析，見表3。與原設計方案相比，兩個處治鹽漬土路基設計方案充分利用了現有鹽漬土源，通過摻入水泥、石灰，改善鹽漬土的特性，基本滿足路基強度和穩定性的要求，且大大降低了工程造價。同時，方案二設計了碎石墊層，在地下水位較高的區域能更有效地降低地下水和鹽份對路基的影響。

表3 各路基結構效益對比

4 結論

本文從工程應用的角度出發，對濱海鹽漬土進行了處治研究，并給出了相應的處治方案和路基結構推薦，得到以下認識：

（1）該濱海鹽漬土天然含水量大、稠度小、液限高、塑性指數高、CBR值小、回彈模量小，不能直接用作路基填料，必須進行處治才能滿足路基路面設計要求。

（2）石灰處治、石灰水泥綜合處治的濱海鹽漬土的強度和水穩性都有明顯增強，均滿足高速公路和一級公路對路基填料強度的要求。進行處治配比選擇時應綜合考慮強度、水穩性和經濟性。

（3）路基結構設計可充分利用濱海處治鹽漬土，同時考慮設置防滲土工膜和碎石墊層以降低鹽分和地下水對路基的影響。

[1]周琦,韓文峰,鄧安,等.濱海鹽漬土作公路路基填料試驗研究[J].巖土工程學報,2006(9):1177-1180.

[2]王小生,章洪慶,薛明,等.鹽漬土地區道路病害與防治[J].同濟大學學報,2003,31(10):1178-1182.

[3]劉紅兵.鹽漬土作為路基填料的常見病害及治理方法[J].上海建設科技,2011(3):18-20.

[4]JTG D30-2004,公路路基設計規范[S].

[5]陳雪峰.濱海地區水泥改良鹽漬土強度特性及其機理研究[J].交通標準化,2012(6):51-54.

[6]黃維蓉.道路建筑材料[M].北京:北京交通出版社,2011.