鹽漬土路基的危害與應對措施＊

汪旭東

(中鐵十八局集團有限公司隧道工程公司，天津300222)

鹽漬土路基的危害與應對措施＊

汪旭東

(中鐵十八局集團有限公司隧道工程公司，天津300222)

對鹽漬土的特點、性質及其對公路路基的危害進行分析，并提出對鹽漬土路基施工的相應措施。

鹽漬土;路基;危害;應對措施

一、概述

鹽漬土是鹽土和堿土以及各種鹽化、堿化土壤的總稱。新規(guī)范定義:當土層內平均易溶鹽含量大于0.3%時，一般可稱為鹽漬土。鹽漬土主要分布在內陸干旱、半干旱地區(qū)，濱海地區(qū)也有分布。我國鹽漬土面積約有20多萬平方公里，約占國土總面積的2.1%。鹽漬土在干燥狀態(tài)時，即鹽類呈結晶狀態(tài)時，地基土具有較高的強度;而當?shù)鼗畷r，易溶鹽則呈現(xiàn)液態(tài)，土體性質發(fā)生變化，地基強度降低，壓縮性增大。含鹽量越大，土的液限、塑限越低。當土的含水率等于液限時，其抗剪強度幾乎為零，即鹽漬土在較大含水率的情況下會喪失強度。

二、鹽漬土的特點

(1)鹽漬土的三相組成與一般的土不同，液相中含有鹽溶液，固相中含有鹽結晶，尤其是易溶的鹽結晶。

(2)鹽漬土中的鹽遇水溶解后，土的物理和力學性質指標均會發(fā)生變化，其強度會發(fā)生變化，強度指標明顯降低，所以鹽漬土地基不能同一般的地基一樣只考慮天然條件下的原始物理和力學性質指標。

(3)鹽漬土地基浸水后，因鹽溶解而產生地基溶陷。

(4)某些鹽漬土(如含硫酸鈉的土)地基，在溫度或濕度變化時，會產生體積膨脹，對建筑和地面設施造成危害。

(5)鹽漬土中的鹽溶液會導致建筑物和地下設施的材料腐蝕。

除了以上性質外，鹽漬土還具有其他特點。例如，在鹽漬土地區(qū)一般地表沒有植物生長或僅有衰退的植物殘體存在。又如，鹽漬土地一般具有較高的的吸濕性，所以遇水后能吸附較多的水分，使鹽漬土變軟，反之，則干縮嚴重，造成地面龜裂。

三、鹽漬土的分類

鹽漬土分類方法很多，不同專業(yè)有不同的分類方法。公路工程建設中一般這樣分類:

(1)按生成條件或者是所含鹽類的不同分類。按生成條件鹽漬土可分為鹽土、堿土、膠堿土、鹽質堿土、鹽質膠堿土。

(2)按土體的鹽漬化程度分類，可分為弱鹽漬土、中鹽漬土、強鹽漬土、過鹽漬土(見表1)。

表1 鹽漬土按鹽漬化程度分類

(3)按鹽漬土的含鹽性質分類，可分為氯鹽漬土、亞氯鹽漬土、硫酸鹽漬、亞硫酸鹽漬土和碳酸鹽漬土。

(4)按土體中所含鹽份在水中的可溶程度分類，因為鹽份在水體中的溶解度是評價鹽漬土工程穩(wěn)定性的要素之一(見表2)。

表2 鹽漬土按鹽的溶解度分類

四、鹽漬土中易溶鹽的性質

鹽漬土的主要特征與對路基的危害，是由所含溶鹽的性質決定的。例如:氯鹽漬土具有吸濕性;堿性鹽漬土具有膨脹性;硫酸鹽漬土具有松脹性;碳酸鹽漬土具有膨脹性。

五、鹽漬土對路基的危害

(1)淋溶與濕陷

這類病害主要是由于低礦化度的降雨或流動水體將土基中結晶的易溶鹽晶體溶解并被流水帶走，使土體中固相體積減小、空隙比增大，從而在自重、流水或外荷載作用下形成土基局部雨溝、洞穴、沉陷或坍塌等病害。

(2)翻漿

這類病害主要是由于鹽漬土中所含易溶鹽晶體聚水、脫水及吸濕潮化，使得土基飽水及承載能力下降，在外荷載作用下形成翻漿，使道路表面泥濘、濕滑，影響車輛正常運營。以氯鹽漬土地區(qū)較為多見。

(3)鹽脹

這類病害主要是由于鹽漬土中的鹽分因結晶膨脹而造成的路面局部不平、鼓起開裂，還會在晝夜溫度變化所引起的鹽脹反復作用下造成路基邊坡及路肩表層的疏松、多孔，致使道路易遭風蝕，易陷車。鹽脹主要發(fā)生在硫酸鹽漬土中。

(4)腐蝕

這類病害主要是由于鹽漬土中所含易溶鹽與道路工程中所使用的金屬材料、非金屬制成品發(fā)生化學反應，致使這些材料或制成品的工程性能發(fā)生劣化，最終導致道路的破壞。這類病害在道路工程中的表現(xiàn)為鋼筋銹蝕、混凝土或粘土制成品粉化開裂，高等級路面結構損壞。

六、鹽漬土地區(qū)路基處理措施

綜上所述，由于鹽漬土的這些特點、性質及危害，在路基施工中應采取如下一些措施:

(1)鹽漬土地區(qū)路堤基底和護坡道的表層土大于填料的容許含鹽量時，應將其鏟除并換填。

(2)加強地表排水和降低地下水位，可以防止雨水浸泡路基，避免地下水上升引起路基次生鹽漬土和凍害。

(3)如使路堤不受凍害和次生鹽漬化的影響，應使路堤高度大于最小填土高度，最小填土高度應以地下水最高位、毛細水上升高度以及臨界凍結深度決定。

(4)控制填料含鹽量和路基壓實度。

(5)設置毛細水隔斷層。

a.用滲水土(砂礫、碎石等)填筑路堤適當部位，構成毛細水隔斷層。

b.用碎石、砂礫等摻入土中填筑路堤適當部位增大土的密度，構成毛細水隔斷層。

c.用石灰、水泥等穩(wěn)定土填筑路堤適當部位增大土的密度和強度，構成毛細水隔斷層。

d.用不透水材料(土工膜、瀝青砂、油毛氈等)當隔斷層。當采用這些材料作隔斷層時，宜在隔斷層上、下分別鋪一層8～15cm的砂作保護層。

隔斷層材料的選擇應考慮易溶鹽含量、當?shù)夭牧?、公路等級、路基高度、材料成本等多種因素。

七、注意事項

(1)合理安排施工季節(jié)，盡量避免雨季施工。

(2)施工時應測試土壤含鹽量和含水率。

(3)鹽漬土地區(qū)應分層取樣，取樣深度為地表層下0.05m、0.25m各取一組，以下每隔0.25m各取一組，至1m深為止。

(4)各取土場應加強含鹽量均勻性的測試。

(5)由于鹽漬土地區(qū)地形一般比較平坦低洼，水溝縱坡小，排水困難，加之土中含鹽多，地下水淺，排水溝邊坡容易破壞，養(yǎng)護修復也比較困難，在采用長大排水溝時應根據(jù)當?shù)貤l件結合其他措施，慎重選擇。

(6)用各類鹽漬土填筑的路堤，路床以下填土的壓實度應滿足規(guī)范要求。

(7)鹽漬土路基施工要分段一次做成，自清除基底過鹽漬土開始，要連續(xù)施工，一次做到設計的路基高度。在采用毛細水隔斷層的地段，至少要一次做到隔斷層的頂部，以避免路基的再鹽化和形成新的鹽殼。

八、結語

總之，鹽漬土的化學成分復雜，其中氯鹽具有強烈的吸濕性和保濕性，用氯鹽漬土填筑的路基容易吸水軟化;硫酸鹽漬土具有松脹性，每年春季容易引起路基隆起和下沉，造成翻漿冒泥;堿性鹽漬土具有膨脹性，對路基的強度與穩(wěn)定不利。針對鹽漬土的這些特性，修筑路基時應分別采取合理的技術措施，主要是確定路基的最小高度，嚴格控制夯實度和在路基基底或中部設置毛細水隔斷層等，以防止路基下面的鹽分向路基土體上部轉移，避免路基表層再度鹽漬化。

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

［2］高江平，楊榮尚.含氯化鈉硫酸鹽漬土在單向降溫時水分和鹽分遷移規(guī)律的研究［J］.西安公路交通大學學報，1997.

2011－07－19

汪旭東(1977－)，男，湖北武漢人，工程師。