淺談新疆鹽漬土對公路路基的病害及處理措施

雷竣杰

（四川路橋建設(shè)股份有限公司機械化施工分公司 四川雙流 610200）

淺談新疆鹽漬土對公路路基的病害及處理措施

雷竣杰

（四川路橋建設(shè)股份有限公司機械化施工分公司 四川雙流 610200）

介紹鹽漬土的形成及分類，簡要論述新疆鹽漬土對公路路基工程的危害，重點分析了鹽漬土地區(qū)公路路基病害的處理措施，對鹽漬土路基處理施工工法進(jìn)行了比較。

鹽漬土；成因；路基病害；處理措施

1 引言

鹽漬土在我國西北地區(qū)分布面積較廣，以新疆G217國道沿線克拉瑪依市至烏爾禾高速公路第KW-1標(biāo)段為例，整個施工區(qū)處于新疆準(zhǔn)噶爾盆地，項目區(qū)域深處歐亞大陸腹地，屬典型的大陸性干旱氣候。夏季炎熱，冬季嚴(yán)寒，氣溫變化劇烈，年最大降水量在200mm以下，年最大蒸發(fā)量2741.8mm，最大風(fēng)速34m/s并且多風(fēng)，使土壤中鹽份大量沉積和向表面積聚，形成大范圍的土壤鹽漬化。路基大部分處于鹽漬土地區(qū)，鹽漬土類別主要為硫酸鹽和亞硫酸鹽，鹽漬化程度以弱、中為主，局部為強鹽漬土。施工必須采取合理的施工工藝，加強施工質(zhì)量控制，并針對鹽漬土地區(qū)可能出現(xiàn)的病害，采取合理有效的質(zhì)量治理措施，否則會影響公路路基的整體強度和穩(wěn)定性。

2 新疆鹽漬土（內(nèi)陸鹽漬土）對路基工程的病害

新疆鹽漬土主要是氯鹽漬土和硫酸鹽漬土。由于各類鹽漬土的工程特性不同，因而產(chǎn)生路基病害的特點不同。氯鹽漬土的病害特點是路堤內(nèi)有大小不一的空洞，溶蝕、板結(jié)現(xiàn)象較普遍，路肩松軟，路基沉陷，邊坡多有塌垮等現(xiàn)象。硫酸鹽漬土路基病害特點為路基表層0.3m范圍內(nèi)土層松脹及疏松，路肩出現(xiàn)云朵狀凸起的松軟層，其松軟厚度一般為2～3cm，最厚可達(dá)5～10cm，足踩下陷。由于路肩及邊坡塌垮，路肩變窄，路基下沉現(xiàn)象比較突出。新疆鹽漬土對公路路基產(chǎn)生的病害主要有以下幾個方面：

2.1 溶陷

在氯化物鹽漬土區(qū)域，公路產(chǎn)生的一大病害就是溶陷。其是因為道路鹽漬路基或者架構(gòu)層在淡水影響下，鹽分分解且伴隨水的蒸發(fā)而逐漸減少，造成土體強度逐步變?nèi)?。在?fù)載或者自重影響下，此種公路的路基或者架構(gòu)層產(chǎn)生塌陷、孔洞等損壞，且逐步體現(xiàn)到表層，部分鹽漬土道路因為濕陷會形成溶洞，給車輛通行造成不便（如圖1）。

2.2 翻漿

此種病害大部分是因為鹽漬土中含有比較容易溶解的鹽晶體聚冰、水分蒸發(fā)及吸入空氣后潮化，導(dǎo)致路基土體吸納水分和承重的水平降低，在外面負(fù)載的長期影響下構(gòu)成的，讓公路表層充滿泥漿，給行車造成不便。此種病害是因為氣溫、水與土質(zhì)3個自然要素與行車負(fù)載的一同作用造成的（如圖2）。

2.3 鹽脹

圖1

圖2

此種病害大多出現(xiàn)在硫酸鹽含量較高的鹽漬土公路上，此種病害大部分是因為氣溫降低時鹽漬土中的硫酸鹽和水結(jié)合為結(jié)晶、體積變大、導(dǎo)致土體脹裂；氣溫回升時，硫酸鹽中的水分蒸發(fā)，體積縮小，導(dǎo)致土體松軟。此種病害大部分是隨氣溫的變化而產(chǎn)生體積上的不同，以及在白天與晚上溫差的作用下所形成的鹽脹長期影響下，導(dǎo)致路基邊坡和路基表層強度降低、多孔或者路基表面出現(xiàn)裂縫、坑洼，以致公路容易受到風(fēng)的侵蝕，導(dǎo)致車輛無法正常通過。

圖3

2.4 腐蝕

此種病害大部分是因為鹽漬土中含有的較易溶解的鹽和公路建造過程中所所用的金屬物料、其他性質(zhì)的建造材料產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致此些金屬物料或者其他物料的根本性質(zhì)產(chǎn)生變化，最后造成公路的損壞。腐蝕在公路項目中大多體現(xiàn)為鋼筋生銹、混凝土或者粘土為原料的材料出現(xiàn)裂縫，高級別路表架構(gòu)層破壞。

3 新疆鹽漬土公路路基病害的處理方法

3.1 提升路基高度法

提升路基的建造高度，能夠讓進(jìn)到路基上的水與鹽大幅度降低，讓上面部分的路床基本不受鹽漬的作用，一定程度上避免鹽脹。在水分排出不理想或者過于潮濕的地段，通常運用此種方式。部分鹽漬土區(qū)域地下表較多，為了讓路基免受氣溫降低與再鹽漬化的作用，應(yīng)當(dāng)讓路堤高度達(dá)到避免產(chǎn)生鹽漬化問題的最低限度，最低限度應(yīng)當(dāng)取決于地下水的最高位置，毛細(xì)水上漲位置，臨界凍結(jié)位置。此種措施實施簡單，是運用率較高的處理方法，可是實際運用時應(yīng)當(dāng)注意先把最上面的植物、雜土等清理干凈，之后才能夠依照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)分層填埋，填埋過程中一定要把控好填埋的物質(zhì)，保證填埋的物質(zhì)是非鹽漬土并且有優(yōu)良的透水性能。

采用范圍：此種措施通常適合在弱中并且是非硫酸根鹽漬土的公路，和水分排出不理想或者水分超出正常水平的地段使用。

3.2 換填法

此種方法通常使用在溶陷性較強，路基鹽分含有量高于指定標(biāo)準(zhǔn)、路床水分含有量過大從而壓實度無法達(dá)到規(guī)定程度或者路基高度受到低填淺挖的限制的公路，使用此方法降低其溶陷性是比較合理的。換填法就是將基礎(chǔ)下一定深度范圍中的鹽漬土清除，假如鹽漬土深度較淺，可以將所有的鹽漬土挖出，之后填埋其他性質(zhì)的土或者風(fēng)積砂等，填埋后壓實。重新填埋的厚度應(yīng)當(dāng)依據(jù)地質(zhì)勘探材料和填充物的試驗結(jié)果明確。不管是路基重新填埋還是挖出的鹽漬土，都不可放置在路基兩邊的坡腳處，應(yīng)當(dāng)將其運輸?shù)礁€路相隔30m以外的地方，防止產(chǎn)生再次鹽漬化。

3.3 浸水預(yù)溶法

此種方法指的是針對處理路基提前浸水，在浸透時易溶鹽遇水融化，且滲透到很深的土層中，易溶鹽的融化損壞了原來的土顆粒之間的架構(gòu)，在土的重量作用下壓實。對于主要成分是礫石、砂與滲漏性優(yōu)良的非飽和粘性土的鹽漬土，其土體架構(gòu)不緊密，有較多、較大的縫隙架構(gòu)特點，在遇水以后，膠結(jié)土顆粒的鹽分被融化，土體中部分比孔隙小的土顆粒落到孔隙中，土層出現(xiàn)塌陷。對于主要成分是砂土的鹽漬土，自然狀況下砂顆粒半徑大部分在50μm以上，可是此些砂顆粒中許多是由較小的顆粒經(jīng)鹽膠結(jié)構(gòu)成的集粒，浸水以后鹽分溶于水，造成由鹽膠結(jié)構(gòu)成的集粒變回成原來的直徑很小的土粒，將孔隙填滿，所以土體出現(xiàn)塌陷。此種方法能夠讓路基土鹽膠架構(gòu)產(chǎn)生變化，且在一定水平上減小路基鹽分的含有量，能夠預(yù)先預(yù)防鹽漬土塌陷等病害。依據(jù)有關(guān)材料此種方法能夠消除溶陷量的60～70%，利用此種方式能夠改變地基塌陷級別，具有效果明顯，作業(yè)便利，花費較少等優(yōu)勢。

此種方法通常在厚度很大，滲漏性優(yōu)良的粉土、砂礫石土、粘性鹽漬土中使用。對于滲漏性不強的粘性土不適合使用此種方式，此種方法需要大量的水，場地應(yīng)當(dāng)取水方便。

3.4 強夯法

路基土遇水以后，強度會變?nèi)?，為了增強其的強度，避免或者減少路基土塌陷的概率，對水滲透以后的路基土體運用此種方法加以固定。此種方法施工簡便、成效顯著、需要的工期短、成本少，適用土層多。此種方法通常與浸水預(yù)溶法一起適用，水滲透以后實行強夯成效更加明顯。

此種方法通常適合在結(jié)晶鹽含量較少，非飽和低塑性鹽漬土中使用，運用此種方法能夠很大程度上改變地基土的土體架構(gòu)，進(jìn)而達(dá)成降低塌陷程度的目標(biāo)。此種方法的顯著優(yōu)勢是能夠提升路基土的干密度，降低孔隙比例，合乎有關(guān)壓實標(biāo)準(zhǔn)，提升路基土的總體性與均勻性，避免或者降低差異溶陷量或者剩余溶陷量。新疆國道201線克拉瑪依到榆樹溝此端道路改造項目，路基由鹽漬化的低液限粘性土、粉土填筑構(gòu)成，采用強夯法處置以后，很大程度上改變了以前路基土的均勻性與強度，達(dá)到了新建設(shè)道路的標(biāo)準(zhǔn)。

3.5 設(shè)置隔斷層法

此種方法指的是在路基的某個層級設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)厚度的隔斷層，其本質(zhì)目標(biāo)是防止毛細(xì)水的上升，避免鹽與水侵入到路基的上半部分，進(jìn)而防止路基或者路表受到損壞。隔斷層類別依照使用的物料分類，有河砂或者風(fēng)積砂隔斷層、土工布隔斷層、瀝青砂隔斷層、碎石隔斷層等。其中，土工布、油毛氈、瀝青砂等是滲透性很差的隔斷層，能夠阻隔下面部分毛細(xì)水與氣態(tài)水上漲，風(fēng)積砂與碎石是滲透性較強的隔斷性，僅能阻隔毛細(xì)水的上升。

建造隔斷層是處理鹽脹效果最明顯、施工最方便的方法，應(yīng)當(dāng)作為重要方法運用。通常使用在中強鹽漬土路段，尤其是硫酸鹽含量較高的路段，在地表水與地下水雙重作用下的路基，高度受到阻礙的挖方路塹或者被運用的以前路基含鹽量超過標(biāo)準(zhǔn)水平的地段。

3.6 降低地下水位

利用地面的集水槽、水井、排水溝等讓地下水位下降，能夠避免地表水浸濕路基，能夠有效阻隔水分與鹽水入侵路基，防止因為地下水位上漲導(dǎo)致路基土產(chǎn)生再次鹽漬化與冰凍病害。地下水位必須下降較大水平方才有明顯的成效，假如造成鹽脹的水分中有很大比例的氣態(tài)水，不適宜只運用此種方法。

4 總結(jié)

路基提升法作業(yè)便捷，當(dāng)周邊有使用此方法需要的豐富的填埋物料時，能夠運用在弱、中不含有硫酸鹽的鹽漬土路段，可是部分時候為了達(dá)到避免產(chǎn)生再次鹽漬化的最小填埋限度時，會讓路基臨空面變大，導(dǎo)致車輛無法正常通行；換填法能夠改變路基土的屬性，可是挖土數(shù)量、填埋土數(shù)量巨大，處置不妥便會產(chǎn)生再次鹽漬化，填埋土方應(yīng)當(dāng)嚴(yán)控鹽分含有量，由于大部分情形下需要從較遠(yuǎn)的地方運輸，因此此種方式需要花費大量的資金；強夯法技術(shù)要求較低，成效明顯，需要的工期短，成本低，適用范圍廣泛，且對自然的污染小，可是此種方法通常要和浸水預(yù)溶法一起運用，在新疆水分不足的地方無法適用；隔斷層法能夠阻隔毛細(xì)水水位的上漲，保障路床上半部分的穩(wěn)固，建設(shè)過程中應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格選擇所用物料，此種方法成本較低，是新疆地區(qū)使用較多的一種方法。

[1]《新疆鹽漬土地區(qū)公路路基路面設(shè)計與施工規(guī)范》（XJTJ01-2001）.

[2]《沙漠地區(qū)公路設(shè)計與施工指南》（JTG/TD31-20080）.

[3]《公路路基設(shè)計規(guī)范》（JTGD20-2004）.

[4]張宏煒.鹽漬土公路路基的處理[J].黑龍江交通科技.

U416.16

：A

：1673-0038（2015）05-0157-03

2014-12-8

雷竣杰（1983-），男，助理工程師，大專，從事公路工程項目施工管理工作。