淺析鹽漬土對(duì)公路改建中的危害及處理措施

袁文金

摘 要：河西地區(qū)項(xiàng)目改建過程中經(jīng)常伴隨著不同區(qū)域產(chǎn)生的鹽漬土等病害，不同程度影響改建過程中工程質(zhì)量、工期等。首當(dāng)其沖是對(duì)鹽漬土進(jìn)行研究，改善其物理力學(xué)性質(zhì)，確保路基的穩(wěn)固，對(duì)該區(qū)域路基提出科學(xué)合理的處置措施是本文研究的重要內(nèi)容。本文研究項(xiàng)目路線布設(shè)于金昌市北側(cè)的戈壁與永昌縣平川之間，山地、戈壁、綠洲等自然景觀交相輝映。其中部龍首山矗立于北部戈壁之中，形成本項(xiàng)目研究區(qū)域內(nèi)南部隆起帶和殘丘戈壁荒漠區(qū)，沿線大部分處于山地前沖洪平原，地勢(shì)相對(duì)開闊平坦。工程區(qū)屬于寒冷、干旱區(qū)；該項(xiàng)目在建設(shè)過程中沿線特殊性巖土較發(fā)育，鹽漬土等不良地質(zhì)分布較廣，工程地質(zhì)、水文情況復(fù)雜。

關(guān)鍵詞：鹽漬土；溶蝕；鹽脹；處置措施；溶陷

中圖分類號(hào)：U416.166 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）05-0123-02

1 鹽漬土特點(diǎn)

鹽漬土是各種不良土質(zhì)的總稱，如鹽土、堿土、和多種鹽化、堿化的土壤。鹽土其實(shí)是對(duì)作物有生長風(fēng)險(xiǎn)，并且其中的可溶性鹽含量達(dá)到一定程度的土壤。鹽土中鹽分增量是隨著地殼表層發(fā)生的運(yùn)動(dòng)而得，來自于自然界和人為的活動(dòng)。土壤鹽漬化包括鹽化和堿化。不同鹽分組成不同鹽分含量指標(biāo)。泥土中對(duì)植物生長有負(fù)面影響和改變土壤性質(zhì)的的多量交換性鈉稱為堿土[1]。

2 鹽漬土路基病害形成的主要原因

鹽漬土的形成是由于在臨海的沿岸海水的浸入或大陸內(nèi)盆地或凹地中，易溶鹽隨水流由高到低，或易溶鹽地下水位在沖擊平原上上升，在經(jīng)過毛細(xì)和蒸發(fā)的影響，最后殘留累積凝聚在地面。鹽漬土往往位于不深的近地表，土壤越深含量越小，具體分布多是在地表或是地面以下1.5m，偶爾能達(dá)到4.0m；同時(shí)，鹽漬土受到季節(jié)的影響，在雨季由于降雨地表的鹽含量隨著雨水流走，從而降低了鹽含量。相反地，在旱季地表面的鹽分聚集，鹽含量增多。根據(jù)水文條件和地質(zhì)的不同，形成了多種不同的種類的鹽漬土。

其中該項(xiàng)目：AK120+120～AK120+320位于路線下穿金川公司鐵路段，鐵路兩側(cè)地表分布有鹽霜，局部鹽漲現(xiàn)象明顯，蓬松土體厚2-3cm，土體鹽漬化嚴(yán)重，由于鐵路運(yùn)輸化學(xué)物品，局部化學(xué)物品漏出，鐵路兩側(cè)礫砂層鹽分膠結(jié)，在雨水淋濾作用下形成鹽漬土；AK145+800～AK145 +900和AK146+280～AK146+320段地表分布有鹽霜，分布不均勻，鹽漬化程度不高。現(xiàn)場(chǎng)初判由于地表積水在蒸發(fā)作用下，鹽分在毛細(xì)作用下析出地表形成鹽霜。鹽漬土危害主要為逢冬季路基發(fā)生凍脹現(xiàn)象，使路基不規(guī)則隆起，春夏季路基下沉，每年10月上旬開始至次年1月膨脹程度最為嚴(yán)重，3月下旬回落。造成路基凍脹、下沉、路肩及邊坡松脹開裂、腐蝕等不良工程地質(zhì)病害[2]。

依據(jù)野外調(diào)查和室內(nèi)取樣測(cè)試分析，大多地段鹽漬土基本特征為：上部為沖洪積和湖沼沉積形成的鹽漬土，以（亞）硫酸鹽鹽漬土為主，局部地段為氯鹽鹽漬土，鹽漬化程度以弱為主[3]（圖1分別為沿線不同深度多組樣品中硫酸根和氯離子的含量分布情況）。參照不同環(huán)境類型，土層對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕等級(jí)為弱～中腐蝕，局部含鹽量高地段為強(qiáng)腐蝕，對(duì)鋼筋腐蝕等級(jí)為弱～中腐蝕。

3 鹽漬土地區(qū)的公路路基處理措施

為了克服本項(xiàng)目鹽漬土區(qū)域路基施工溶蝕、凍脹、鹽脹、翻漿等病害，必要改善土的物理力學(xué)性質(zhì)，確保路基的穩(wěn)固，對(duì)該區(qū)域路基處置措施如下：

3.1 控制填料的含鹽量和壓實(shí)密度

以天然鹽漬土作為填料，含鹽量必須控制在規(guī)定的范圍內(nèi)。同時(shí)，路基應(yīng)該保證含鹽量的均勻性，以免產(chǎn)生路基病害，對(duì)以后的壓實(shí)產(chǎn)生不良的影響。對(duì)于必須采取上表填料小于含鹽量時(shí)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合當(dāng)?shù)沫h(huán)境條件進(jìn)行試驗(yàn)來確定所采用的穩(wěn)定加固措施。西北內(nèi)陸盆地60mm的年降水量，干燥區(qū)干燥度大于50，有很少的鹽分溶解，可采用大含量氯鹽鹽漬土作為路基填料和基底土層。路堤下路基填土壓實(shí)系數(shù)應(yīng)大于0.9%。

3.2 控制路堤高度

確保鹽漬土地區(qū)道路穩(wěn)定性的必要條件是有適當(dāng)?shù)穆坊叨取Ｑ芯堪l(fā)現(xiàn)，當(dāng)路基高度越高時(shí)，路基中鹽分和水分可進(jìn)入越少。鹽漬土路段的路基，當(dāng)鹽含量超出填料的規(guī)定的允許值且地下水位不高時(shí)，路肩高程應(yīng)>在地下水位冷凍之前（或最高地下水位）+強(qiáng)烈的毛細(xì)管水上升高度+臨界冰凍深度（或最大蒸發(fā)深度）+0.5m。

臨界凍結(jié)深度對(duì)路基的高度有很大的影響，但如何通過一般的凍結(jié)深度和鹽膨脹的深度兩個(gè)因素來考慮確定。不同地區(qū)氣溫、水文條件和含鹽量不同。因此，依據(jù)具體情況進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查分析確定。

3.3 隔斷毛細(xì)水

地下水位較高或路堤較低時(shí)，路基容易產(chǎn)生翻漿、凍脹、鹽脹和鹽漬化。為了消除病害，一般采取降低路基地下水位、提高路堤高度措施。但考慮到經(jīng)濟(jì)各方面的條件，可在路堤下部設(shè)置毛細(xì)水隔斷層。分隔層通常可以由粗粒材料制成，也可用瀝青，土工膜等不透水材料[4]。為了防止粗粒材料分層的失效，分隔層的頂層和地面應(yīng)鋪上一層防濾層。另外為了使車輛的震動(dòng)不會(huì)影響分隔層的穩(wěn)定性，要填充毛細(xì)管水分隔層應(yīng)具有一定的厚度的填土（一般要求≥1.5m），隔離層也應(yīng)高于地面兩側(cè)20cm，防止地表水滲入并滯留在路基隔離層，路基失穩(wěn)，出現(xiàn)鹽脹。

3.4 降低地下水位和排水

在明白地下水活動(dòng)規(guī)律的前提下，如有利的地形排水路徑，在路基旁布置排水溝，以減少地下水位，將水排至路堤影響范圍以外的區(qū)域。這樣就降低了路堤的高度，填方工程的數(shù)量也有所減少。

鹽漬土地區(qū)排水設(shè)施應(yīng)能夠保持暢通，不能因排不出去水導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)不良。通常情況下，地下水排水系統(tǒng)可以與排水系統(tǒng)相結(jié)合。但是地表水流量比較大，應(yīng)該分開布置，以免徑流太大超出排水設(shè)施的排水流量，導(dǎo)致路基失穩(wěn)。

3.5 防止溶蝕的措施

在降雨量多或較多的地區(qū)，為了防止溶蝕，路基表面可覆蓋有一定厚度的爐灰或路基床面表層（如0.25m）的雙灰填料，以防止雨水滲入路基體。

3.6 地基換填處措施

當(dāng)鹽漬土地區(qū)公路分布區(qū)域有過濕路段或水坑池塘等軟弱地基，且厚度小于3米時(shí)，可進(jìn)行淺層換填處理。對(duì)于溶陷性較高，但不很厚的鹽漬土采用換土墊層法消除其溶陷性是較為可靠的，即把基礎(chǔ)下一定深度范圍內(nèi)的鹽漬土挖除，如果鹽漬土層較薄，可全部挖除，然后回填不含鹽漬土的砂石、灰土等，根據(jù)設(shè)計(jì)要求分層壓實(shí)；如果清除全部鹽漬土層難以實(shí)現(xiàn)，也可以只將部分鹽漬土層清除，鋪設(shè)灰土墊層。

3.7 強(qiáng)夯法加固鹽漬土地基措施

鹽漬土地區(qū)有舊路改建時(shí)，有以下情況時(shí)，可采取強(qiáng)夯法進(jìn)行地基加固：路堤路基壓實(shí)度不高、不便采用挖出換填和加固路基的措施。其適用范圍：對(duì)于含結(jié)晶鹽不多，非飽和低塑性鹽漬土，采用強(qiáng)夯法的處理可有效改良地基土的土體結(jié)構(gòu)，減少孔隙率，從而達(dá)到減少溶陷沉降量的目的。

4 結(jié)語

綜上所述，本項(xiàng)目結(jié)合具體地形、地貌、地質(zhì)、氣候、水文條件，對(duì)項(xiàng)目沿線不良地質(zhì)分布情況進(jìn)行詳細(xì)勘察設(shè)計(jì)，收集大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)，參照經(jīng)驗(yàn)資料，借鑒相似地質(zhì)條件的處置措施，合理提出了項(xiàng)目沿線存在的鹽漬土等特殊地質(zhì)條件下的公路改建處理方法與措施。

參考文獻(xiàn)

[1]張先富.蘇打鹽堿土對(duì)氮轉(zhuǎn)化影響實(shí)驗(yàn)研究[D].吉林大學(xué)，2011.

[2]劉允中.談白明高速公路裝配式涵洞設(shè)計(jì)[J].山西建筑，2012，38（35）：210-212.

[3]魏晉攀.河西高速公路鹽漬土特性研究及路基處理[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用， 2015（11）：202-203.

[4]吳忠芳，易紅義.淺談鹽漬土地區(qū)路基設(shè)計(jì)[J].黑龍江交通科技，2009，32（4）：71.