鹽漬土軟基處理措施探討

劉明 李芳

（中交一公局 第一工程有限公司，中國 北京 102205）

1 工程概況

營雙高速K345+250-K246+100段屬洪積傾斜平原、沖洪積平原區(qū)，地勢相對較平坦，表層多以第四系坡積、沖積黃土覆蓋。地勢低洼，線路兩頭略高，中段較低，受灌溉影響，地下水位較高，穩(wěn)定水位一般在0.5m～0.7m之間，年變幅度大，K345+595排堿溝處最低，常年滲水。

該段地層表層為黃土狀粉土，呈軟塑-軟塑狀態(tài)，厚0.5～2m，其下為砂土，主要為粉細砂、中粗砂及砂礫，飽和，厚1～15m，下伏基巖為泥質(zhì)砂巖夾砂質(zhì)泥巖、砂巖。

試驗資料表明，該段的特殊性巖土為松軟土和鹽漬土。松軟土層厚 0.5～2.0m，呈流塑～軟塑狀，工程力學性質(zhì)差，承載力低。鹽漬土為亞硫酸中鹽漬土，對混凝土結構具強腐蝕性。不良地質(zhì)為砂土液化，液化等級為中等嚴重，最大液化深度14m。

2 鹽漬土軟基物理特性與形成機理

2.1 鹽漬軟土病害形成的主要原因是土中含水率高，鹽分主要來自排堿溝匯水區(qū)含鹽巖土層，具有較強腐蝕性。該段地下水位較高，一般穩(wěn)定水位在 0.5～0.7m，地表以下7m內(nèi)的平均天然含水率為 17.9%，介于平均塑限含水率為14.05%和平均液限含水率22.13%之間，呈流塑～軟塑狀態(tài)；該段地勢較洼，K345+595排堿溝處最低，常年滲水，來自排堿溝匯水區(qū)含鹽巖土層的鹽分在此聚集。據(jù)水質(zhì)分析可知地下水中含量最多，屬硫酸鹽漬土，對混凝土具有中～強腐蝕性。

2.2 該處地層淺部的土的特性基本一致，其工程特性主要受含水率大小影響，地表以下7m為含水率控制的臨界深度。

2.3 地表以下0.5～2m深度范圍為黃土狀粉土，土顆粒級配不良，且呈流塑～軟塑狀態(tài)，此類土排水性較差，承載力極低。其下為砂土，主要為粉細砂、中粗砂及礫砂，厚2～5m。由此可見，對于土層的工程處治重點應放在表層，尤其是2m以內(nèi)。

2.4 重型動力觸探反映的密實度規(guī)律與孔隙率試驗結果相互印證，表明深度處于5～10m的中間層為處于松散狀態(tài)的粉細砂和中粗砂礫。中間層巖土的松散狀態(tài)可促進地下水的上升，也為鹽分上升提供了通道，為路基次生鹽漬化發(fā)生的重要原因。因此，可通過超載預壓的方法增加6～10m深度范圍內(nèi)巖土體的密實度，以減小其孔隙比，在減少水分向上遷移量的同時降低鹽分的遷移量。

2.5 原始土層的地基承載力在表層4m范圍內(nèi)較小，約為90kPa；隨深度的增加迅速增大，在18m深度處，增加到350kPa。因此，可通過改善表層4m以上的范圍，增加原地基的承載能力。

3 鹽漬土軟基常見處理措施

3.1 片石擠淤預壓方案

根據(jù)該段巖土特性，通過用物理力學性質(zhì)較好的巖土材料置換天然地基中的部分或全部鹽漬軟土層，分層夯實并進行堆載預壓，形成低壓縮性的地基持力層并隔堵鹽漬土毛細水上升高度、加速鹽漬軟基的排水固結、減少地基的沉降量，從而達到提高路基承載力和防止次生鹽漬化的目的。具體措施如下：

地基清表30cm后再下挖50cm，換填150 cm厚片石，其主要作用是擠密下部的粉細砂，形成復合地基。填筑片石完成后，上部再填筑130cm厚的砂礫土，其做法是：先鋪筑30cm厚的砂礫土，然后鋪設雙向土工格柵，在填筑80cm厚的砂礫土，之后鋪設復合土工膜(一布一膜)，并填筑20cm厚的砂礫土。如圖1所示。

超載預壓：地基處理完畢后，進行路基填筑，并超載預壓，超載預壓應對路基進行加寬，路基坡腳兩側各加寬1.0m，路基邊坡按1:1.35填筑，填筑高度比原設計路面標高高2m。

圖1 片石擠淤預壓方案(單位：cm)

3.2 水泥灰土改良方案

對于該段鹽漬土軟基，可通過摻入水泥、粉煤灰和石灰等材料改良天然地基中的部分或全部鹽漬軟土層。摻入水泥可直接提高地基的強度和承載能力，適當摻入粉煤灰和石灰，粉煤灰中的氧化硅可以和游離石灰及高堿性水化硅酸鈣產(chǎn)生水化反應，生成強度更高、穩(wěn)定性更優(yōu)的低堿性硅酸鈣。因火山灰反應在時間上滯后于水泥的主體水化反應，它在已硬化的混凝土中較緩慢地進行，從而進一步增強水泥改良土的強度。水泥灰土改良一方面可增加路基土的強度提高其承載力，另一方面這種改良可改變原有的土質(zhì)結構使其更加密實，從而有效控制毛細水的上升高度。兩方面的改良效應共同作用即可達到提高路基承載力和防止次生鹽漬化的目的。具體措施如下：

地基清表30cm后再下挖50cm，對其下150cm鹽漬軟基添加水泥、粉煤灰和石灰等材料進行改良，施工中用重型機械分層碾壓緊密。其主要作用是改變原有的土質(zhì)結構使其更加密實，提高路基的承載能力并形成有效的次生鹽漬化阻隔層。改良處理完成后，上部再填筑130cm厚的砂礫土，其做法是：先鋪筑30cm厚的砂礫土，然后鋪設雙向土工格柵，在填筑80cm厚的砂礫土，之后鋪設復合土工膜(一布一膜)，并填筑20cm厚的砂礫土。如圖2所示。

圖2 水泥灰土改良方案

3.3 強夯置換墩方案

利用強夯夯擊成坑，在夯坑內(nèi)填入碎石等硬質(zhì)散體顆粒，坑內(nèi)填料經(jīng)過強夯，形成墩體并與周圍土體組成復合地基。此方案將強夯與碎石置換完美結合在一起，融合了散體材料的加筋、擠密、置換等特性，達到動力擠密、擠淤置換以及排水固結的目的，同時也可作為良好的排水通道。因此，強夯置換墩方案也可達到提高路基承載力和防止次生鹽漬化的目的。具體措施如下：

地基清表30cm后再下挖50cm，先用自重加激震力不小于50t的重型震動壓路機均勻碾壓2遍，然后用2250kN·m能量、直徑2.5m的夯錘進行點夯，將一定數(shù)量的碎石或塊石擊入下臥軟土中，并在夯坑內(nèi)依次填料，不斷夯擊使擊入的塊石擠開鹽漬軟基沉到150cm深度，形成強夯置換墩，置換墩中心間距4m，按正三角形布設夯點。強夯置換墩完成后，上部再填筑130cm厚的砂礫土，其做法是：先鋪筑30cm厚的砂礫土，然后鋪設雙向土工格柵，在填筑80cm厚的砂礫土，之后鋪設復合土工膜(一布一膜)，并填筑20cm厚的砂礫土。強夯置換墩方案如圖3所示，強夯碎石墩復合地基墩體如圖4所示。

圖3 強夯置換墩方案

圖4 強夯碎石墩復合地基墩體簡圖

3.4 高壓噴射注漿方案

使用較大的壓力，把水泥漿液從管路中噴射而出，漿液能夠切割破壞土體，使?jié){液和土拌和均勻，產(chǎn)生部分置換作用，通過自然凝固成為拌和樁體，與原有鹽漬軟基形成良好的復合地基。通過高壓噴射注漿可擠密、改善原有的土質(zhì)結構，提高其承載力，同時也可控制毛細水的上升高度，達到提高路基承載力和防止次生鹽漬化的目的。具體措施如下：

地基清表30cm后再下挖50cm，利用高壓噴射水泥漿處理150cm深度的鹽漬土軟基，形成直徑為250cm的固結體，鉆孔中心間距3 m，按正三角形布設。高壓噴射注漿完成后，上部再填筑130cm厚的砂礫土，其做法是：先鋪筑30cm厚的砂礫土，然后鋪設雙向土工格柵，在填筑80cm厚的砂礫土，之后鋪設復合土工膜(一布一膜)，并填筑20cm厚的砂礫土。高壓噴射注漿方案如圖5所示。

圖5 高壓噴射注漿方案

4 結論

4.1 鹽漬軟土工程特性的復雜多變性決定了在選在處理方案時，應周密考慮多方面因素的影響，對軟基含水率大、強度底、壓縮性高、滲透性弱等特點更應予以重視，因為這些特殊性常常成為一些方法成敗的關鍵。

4.2 由于各種處理方案各有其特點和適用性，而實際施工過程中施工環(huán)境、地質(zhì)條件等千差萬別，所以在實際施工中，結合各種方法，利用各自優(yōu)點，達到經(jīng)濟、有效加固地基的目的。

［1］王若愚.軟土地基工程特性與地基處理方法適用性討論[D].天津城市建設學院.

［2］高江陽.G218線尉犁縣城段公路鹽漬土處理措施探討[J].黑龍江交通科技,2013,8:64-66.