鹽漬土地基處理方法研究

劉 兵 曹 劍

(湖北省城建設計院股份有限公司 武漢 430000)

新灘鹽場產業園區位于濱海縣北部沿海，東鄰濱海港，南鄰濱海港城。現狀主要為鹽田用地，地勢平坦，可滿足各類工業規模用地需求，后期將戰略布局為能源、重化工、冶金、重型裝備機械制造、港口倉儲物流等五大產業。為盡快形成基本路網、管網框架以便為后續地塊開發建設創造條件、提供交通條件相對較好的出行通道，優先建設區內黃海大道、新灘大道、東興路3條主干道路。

1 鹽漬土路基對工程的破壞

1.1 鹽漬土特點

鹽漬土(鹽堿土)是一種土層內合有石膏、芒硝、巖鹽(硫酸鹽或氯化物)等易溶鹽且其含量大于0.5%的土。

鹽漬土[1]具有溶陷性、膨脹性和腐蝕性，其地基承載力變化大且隨著季節和氣候的變化而變化，在干燥時鹽分呈結晶狀態，地基承載力較高，一旦浸水后，晶體溶于液體，承載力降低，壓縮性增大。在天然狀態下，鹽漬土為很好的地基，一旦自然條件改變就會產生嚴重的溶陷、膨脹和腐蝕，使建筑物產生裂縫、傾斜或結構腐蝕破壞。

1.2 鹽漬土路基工程常見問題

通過大量實踐，人們發現鹽漬土用做路堤填料存在鹽脹和溶陷問題[2-3]。即使采用常規方法處理，也容易發生以下問題。

1) 干縮系數和溫縮系數較大，容易產生收縮裂縫，影響改性效果。

2) 遇水軟化現象比較嚴重，水穩性相對較差，易受土料結構親水性的影響[4]。

3) 強度和耐久性能不高，難以滿足高等級公路的工程要求，而僅靠增加結合料摻量來改善強度和耐久性，又會大幅度提高成本。

4) 強度低，不利于提高施工速度和效率。

2 鹽漬土地基處理

2.1 鹽漬土土體分析

本次產業園中擬建的黃海大道、新灘大道、東興路3條道路周邊地勢平坦，取路基段鹽池不同深度處土體做土工試驗。通過對物理力學指標的測試結果分層統計，各土層除液性指數變異性屬中～高外，其余主要物性指標如離散程度、變異系數多較小。但②層土體中多薄層、夾層，力學指標有一定差異，與實際情況相符。巖土試驗指標統計結果見表1。

表1 土的物理性質指標(平均值)

根據現場環境及水文地質資料，現場為濕潤區，含水量較大，混凝土處于弱透水層，且有干濕交替作用。對試驗區內0.5 m深3處不同位置土壤取樣進行試驗，其腐蝕性分析檢測報告見表2。

表2 腐蝕性分析檢測報告

注：土壤試樣取至各孔地下水位以上深度。

擬建場地周邊無工業污染源，根據土的易溶鹽檢測資料分析，Cl-含量偏高，pH值≥9.0，呈弱堿性。判別土對混凝土結構具微腐蝕，對鋼筋混凝土結構中的鋼筋具中腐蝕性。

2.2 鹽漬土不同處置方法比較

國內處置鹽漬土路基時，已經使用了多種方法[5]，各方法有其適用性，也有其局限性，綜合比較見表3。

表3 鹽漬土不同處置方法比選表

對表1和表2分析得出，本項目新灘鹽場場地鹽漬土含水量偏大，①②層均超過30%，②層液性指數較高，且區域內土壤呈弱堿性、Cl-含量偏高，有微腐蝕性。因此，針對本項目的特點，結合表3中的方法，三管齊下，全方位處置該鹽漬土場地。

1) ①②層含水量偏大，液性指數較高。深層使用粉噴樁進行固化吸水處理，形成復合地基基礎。

2) 土壤中Cl-含量偏高，強度低。可于粉噴樁之上鋪設碎石墊層和砂墊層，再鋪筑路基填土。淺層直接換填處理，在去除鹽分的同時，也在一定程度阻斷②層水的毛細作用。

3) 鹽漬土路基容易產生收縮裂縫，水穩定性較差。可于砂墊層與碎石墊層間設鋼塑雙向土工格柵，控制路基的整體不均勻沉降變形，路床設防滲土工布再次阻斷地基水對路基的侵蝕。

2.3 本工程鹽漬土處理方案

對于該弱鹽漬土地基，為滿足路基整體強度和壓實度的要求，綜合考慮地下水位、地質條件、路基填筑高度，并結合區域內項目的經驗，確定具體路基的處理方案如下。

1) 地基深層固化劑處理。本項目地基土天然含水量大于30%，pH值≥9.0，含水比(含水量與液限的比值)大于1.0，②層底離原地面高度小于10 m，宜采用水泥攪拌樁進行軟土地基處理[6]，選用粉噴樁[7]不僅固化效果好，且水泥粉能與②層水充分結合。水泥攪拌樁樁徑50 cm，呈等邊三角形布置，樁間距1.2 m，平均樁長8 m，樁身的無側限抗壓強度為90 d齡期強度不低于1.2 MPa。

2) 地基淺層換填處理。粉噴樁樁體施工完成9 d后，在樁頂鋪設20 cm厚砂墊層及20 cm厚碎石墊層，砂墊層壓實度≥90%,級配碎石壓實度≥92%；路基中部采用6%石灰土填筑，下路堤(>150 cm)≥92%，上路堤(80～150 cm)≥93%。80 cm路床分2層填筑，下層40 cm路床采用6%石灰土填筑，壓實度≥94%；上層40 cm路床采用8%石灰土填筑，壓實度≥95%。

3) 設隔離層。砂墊層與碎石墊層之間設置1層鋼塑雙向土工格柵，使得應力均勻擴散分布到地基層[8]，防止不均勻沉降導致路面產生各種病害。土工格柵經、緯雙向張拉力標準值N>80 kN/m，最大負荷延伸率≤5%，抗拉強度≥80 kN/m，結點強度≥300 N。

路床底部鋪設1層防滲土工布阻水，在保證路基穩定的同時，有效隔斷地基毛細作用。防滲土工布采用高強防老化復合土工膜。膜厚0.3 mm，重600 g/m2，耐靜水壓≥0.5 MPa，斷裂強度≥22 kN/m，CBR頂破強度≥1.9 kN，撕破強度≥0.32 kN，伸長率<50%，路基處理方案示意見圖1。

圖1 鹽漬土路基處理方案示意圖(單位：cm)

水泥攪拌樁、碎石墊層和砂墊層、鋼塑土工格柵及防滲土工布組合形成的復合體系[9-10]，可有效提高路基的整體性和承載能力，最大限度減小鹽漬土地基對路基路面的不利影響。工程竣工后順利通車，驗收數據見表4。

表4 新灘產業園道路工程質量檢驗數據表(摘錄)

3 結語

采用土工合成材料、淺層換填及深層水泥攪拌樁復合地基體系加固3條主干道路鹽漬土地基，能有效減少路基沉降，提高路基整體強度和穩定性，工程方法值得在濱海鹽漬土地區推廣應用。另外，路基處理方案的選用還應結合路堤填土高度、地基地質情況及施工成本等因素綜合考慮。在路基施工過程中，應嚴格控制粉噴樁及土工材料的質量，保證施工工序有序進行。

[1] 新疆公路學會.鹽漬土地區公路設計與施工指南[M].北京：人民交通出版社,2006.

[2] 宗旭輝，彭德貴.臨海地區鹽漬土路段路基處理措施[J].交通科技,2011(增刊2):19-22.

[3] 李建雄.鹽漬土路基處理與探討[J].交通科技,2013(6):60-63.

[4] 陳發明.鹽漬土的毛細管水上升高度研究[J].交通科技,2013(5):74-75.

[5] 蔡德凱.濱海高速公路路基改良及其應用研究[D].天津:天津大學,2005.

[6] 安雪鵬.水泥粉噴樁加固軟基施工工藝及質量控制[J].交通科技,2004(6):60-61.

[7] 梁元林.軟土地基條件下碎石樁與粉噴樁加固效果對比分析[J].交通科技,2015(5):84-87.

[8] 王成祥.土工格柵在處治軟土路基變形中的應用研究[J].交通科技,2015(6):105-108.

[9] 王延偉,徐慧芬,文進,等.新疆地區鹽漬土的鹽脹特性研究[J].武漢理工大學學報(交通科學與工程版),2006,30(3):531-534.

[10] 公路土工合成材料應用技術規范:JTG/T D32-2012[S].北京：人民交通出版社,2012.