鹽漬土對路基的危害與防護(hù)

尉海榮

（青海省格爾木公路總段 青海 格爾木 816000）

0 引言

鹽漬土是鹽土和堿土以及各種鹽化、堿化土壤的總稱。在公路工程中，按地表1m以內(nèi)易溶鹽類含量平均達(dá)到0.3%以上的土壤，稱之為鹽漬土。按鹽漬類型可分為：氯鹽漬土、亞氯鹽漬土、亞硫酸鹽漬土、硫酸鹽漬土和碳酸鹽漬土；按土中鹽的含量可分為、弱鹽漬土、中鹽漬土、強(qiáng)鹽漬土和超鹽漬土。鹽漬土在我國分布廣泛，不但造成農(nóng)業(yè)減產(chǎn)或不產(chǎn)，對工業(yè)建設(shè)也造成極大危害，鹽漬土地區(qū)的道路如果不進(jìn)行特殊的處理，往往會產(chǎn)生鹽脹、翻漿、凍脹、淋溶與濕陷等多種病害，嚴(yán)重影響著道路的穩(wěn)定性和耐久性。因此，針對鹽漬土的特殊性質(zhì)，研究鹽漬土地區(qū)道路病害防治方法是十分迫切和重要的。下面具體分析鹽漬土主要的對路基的主要病害進(jìn)行介紹并提出相應(yīng)的防護(hù)措施。

2 路基的主要病害

2.1 鹽脹的影響

鹽漬土中大量的硫酸鹽是引起這類病害的主要原因。土中所含的硫酸鈉俗稱無水芒硝，其溶解度對溫度的變化反應(yīng)敏感，具有隨溫度變化而劇烈變化的特點(diǎn)。硫酸鈉的結(jié)晶膨脹造成路面局部不平、鼓起、開裂。同時該地區(qū)晝夜溫差大，這又引起鹽脹的反復(fù)作用，從而破壞了土體結(jié)構(gòu)，造成路基邊坡及路肩表層的疏松、多孔，致使道路易遭風(fēng)蝕，易于陷車。

2.2 凍脹的影響

凍脹與鹽脹兩者既有相同之處，又有根本的區(qū)別。相同之處在于，都是低溫季節(jié)產(chǎn)生，都是土壤上部的混凝土面上翹而導(dǎo)致破壞。區(qū)別在于，鹽脹大多數(shù)是將土體頂松，體積膨脹向上隆起，而凍脹多半是將土體向上隆起；鹽脹則是地溫在0℃以上就已開始發(fā)生，而凍脹在氣溫0℃以下的寒冷冬季里發(fā)生。地下水位高時，凍脹較鹽脹強(qiáng)，地下水位低時，凍脹較鹽脹弱。含鹽的水往往比不含鹽水的冰點(diǎn)低，冬季溫度低于含鹽水的冰點(diǎn)就會發(fā)生凍結(jié)現(xiàn)象。格爾木地區(qū)冬季寒冷，這個季節(jié)是路基凍脹病害發(fā)生最嚴(yán)重的季節(jié)。由于溫度較低，路基受到了凍結(jié)作用，水分將由地下溫度較高的土層向地表溫度較低的土層方向移動，從而會在臨界凍結(jié)深度聚冰層附近發(fā)生水分聚集現(xiàn)象。形成冰凍的土層中具有大小不同的冰?；虮鶎?，使其體積大大超過了原有的孔隙和含水體積，這就導(dǎo)致了路基的凍脹病害。

2.3 翻漿的影響

春季融凍時，路基的上層冰粒首先融化，而下層一時尚未融化，則上層的水分無法下滲，導(dǎo)致上層填土中的含水量超過液限，在車輛等振動荷載的擠壓、沖擊作用下，路基就出現(xiàn)翻漿現(xiàn)象，導(dǎo)致路面泥濘不堪。春融時結(jié)晶的硫酸鈉脫水和氯化鈉的液、塑限低，蒸發(fā)緩慢，從而使土壤長期處于潮濕、飽和狀態(tài)，這些都可加重翻漿的作用。

2.4 腐蝕

鹽漬土對公路工程常用的鋼筋、混凝土和石料等建筑材料均具有不同程度的侵蝕和腐蝕作用。鹽漬土中以硫酸鹽鹽漬土和氯鹽鹽漬土的腐蝕性為甚。硫酸鹽與混凝土中的水化產(chǎn)物Ca(OH)2和水化氯酸鈣發(fā)生化學(xué)作用生成石膏和鈣釩石，這兩種反應(yīng)均造成體積膨脹使混凝土開裂剝落，過飽和的硫酸鹽溶液在混凝土孔隙中結(jié)晶還會對孔壁產(chǎn)生極大的應(yīng)力，使混凝土破壞。氯鹽中起主要腐蝕作用的是氯離子（Cl-），氯離子（Cl-）在水、氣的參與下，會與金屬制品中的鐵元素發(fā)生電化學(xué)腐蝕，從而生成氯化亞鐵（FeCl2）。這種氯離子與鐵離子的結(jié)合物是極不穩(wěn)定的，在有氧的條件下，鐵離子與氧結(jié)合形成氧化物，即通常的鐵銹，而氯離子重新離解出來，再度參與鐵的腐蝕過程，這樣周而復(fù)始地作用，大大加快了鐵的腐蝕速度。當(dāng)鹽漬土中同時含有硫酸鹽和氯鹽時，腐蝕性會更強(qiáng)。

3 針對病害的防護(hù)措施

3.1 采用石灰的化學(xué)方法

當(dāng)鹽漬土中，硫酸鹽的含量小于2%時，摻入14%左右的石灰，其與硫酸鹽化合生成的硫酸鈣(熟石膏)為難溶鹽類，不會帶來鹽脹病害，從而達(dá)到增強(qiáng)路基穩(wěn)定性和路面強(qiáng)度的目的，并減少由于鹽類對路面材料造成的侵蝕破壞。

3.2 提高路基法

提高路基高度以減少進(jìn)入路基上部的水分和鹽分，施工簡便，亦是最常用的措施。為了經(jīng)濟(jì)實(shí)用，注意路基提高高度要適中，這樣才能有效防治病害。

3.3 控溫

“蓋被”法防治是采用爐灰或采石場清除的表層土石把路基邊坡包裹起來。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，只要在路基上覆蓋一層0.40m～0.50m厚的爐灰或土石料，可很好地控制土體溫度隨環(huán)境氣溫變化的幅度和速度，既控制凍脹，又減輕鹽脹，還可以防止集中降雨的溶蝕沖刷，同時也可以獲得變廢為寶、保護(hù)環(huán)境的效果，是一種集經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和工程效益于一體的綜合處理措施。

3.4 換土墊層法

換填材料一般是灰土或易于夯實(shí)的非鹽漬土。一般情況下是把有效鹽脹深度范圍內(nèi)的鹽漬土挖掉，用一定厚度的非鹽漬土、灰土或砂礫料回填，從根本上消除由于鹽漬土造成的鹽脹、塌陷等病害。

3.5 設(shè)置大粒徑卵石緩沖層

設(shè)一層一定厚度的不含0.6mm以下的大粒徑卵石，使鹽脹變形得到緩沖，從而減小對路面的破壞作用。不含0.6mm以下的細(xì)粒料就能達(dá)到減緩鹽脹作用是基于兩個原因：（l）當(dāng)土中的膠體顆粒與一價鈉離子互相作用時，就使土體分散，減少顆粒間的粘聚力，故細(xì)粒料的減少就意味著可以減少膠體顆粒與鈉離子的作用，也有效降低了硫酸鹽的含量。（2）毛細(xì)水上升高度不會超過3cm，鹽分不會重新凝聚。但其難點(diǎn)是，在大蒸發(fā)量、干旱地區(qū)不能保證蒸發(fā)鹽的凝聚。若能得到這種環(huán)境下的蒸發(fā)鹽數(shù)據(jù)，我們就可有一個非常有利的、就地取材、造價較低的解決方法。

3.6 土工布隔斷層

采用土工布隔斷毛細(xì)水和下滲水也是行之有效的方法。土工布可以為單層，也可為雙層。選擇土工布時應(yīng)根據(jù)使用位置和目的，對滲透系數(shù)、頂破系數(shù)、耐凍性和耐老化性等提出具體要求。用于鹽漬土地區(qū)的土工布還應(yīng)具有長期對硫酸鹽、氯鹽等鹽類的抗腐蝕性。土工布設(shè)置位置根據(jù)需要不盡相同，為了防止地表水、降水通過面層下滲，則土工布應(yīng)設(shè)置在面層和基層之間如果是為了隔斷毛細(xì)水的上升則一般設(shè)置在路基和墊層或底基層基層之間。

3.7 強(qiáng)夯法

強(qiáng)夯法是一種將較大質(zhì)量的重錘從高處自由下落，對鹽漬土層進(jìn)行強(qiáng)力夯實(shí)的地基處理方法。該方法具有工藝簡單、效果好、施工速度快、費(fèi)用低、適用土層范圍廣在國外得到廣泛應(yīng)用。

3.8 擠密樁加固地基

對于承載力弱，且鹽漬土層厚度大的地基，可以采用碎石樁、石灰砂樁等方法進(jìn)行地基加固，以提高其強(qiáng)度和減少沉陷。對于厚度大的飽和的軟弱粘性土地基，由于土的滲透性小，加固時不能排出很多水分，砂樁擠密效果不大，有條件時可以考慮采用砂井預(yù)壓加固。

3.9 加強(qiáng)地表排水

施工中應(yīng)及時合理布置好排水系統(tǒng)，不應(yīng)使路基及其附近有積水現(xiàn)象，以免雨水侵蝕路面或下滲到路基而造成公路破壞。

4 結(jié)語

隨著西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，公路交通建設(shè)速度的加快，我們會越來越多地接觸到鹽漬土的路基問題。希望通過本文讓大家可以更好地了解鹽漬土對公路路基的負(fù)面影響，也希望本文提出的這些防治措施能對該地區(qū)今后的公路地基處理起到一定的指導(dǎo)作用。

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