酒泉地區(qū)公路鹽漬土路基病害與處治方法研究

【摘要】本文結(jié)合S314線瓜（州）敦（煌）公路、玉門市玉布路至六墩鄉(xiāng)通鄉(xiāng)公路、玉門市新能源基地公路等受鹽漬土威脅的工程，以近年來酒泉地區(qū)公路建設(shè)中遇到的鹽漬土公路為例，總結(jié)研究了鹽漬土對公路路基的危害及處治方法，可為今后酒泉地區(qū)鹽漬土公路建設(shè)提供參考依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】鹽漬土；路基；常見病害；處置方法

1.引言

鹽漬土是不同程度鹽堿化土的總稱，在公路工程中一般指地表下1.0m內(nèi)土中易溶鹽平均含量大于0.5%的土。鹽漬土對公路的影響，主要取決于鹽漬土所含易溶鹽類的成分、性質(zhì)和鹽的總含量，鹽類與水狀態(tài)的關(guān)系，以及所在地區(qū)自然條件對鹽漬土穩(wěn)定性的影響。由于鹽漬土本身與一般土不同，甚至與膨脹土、濕陷性黃土相比還要復雜。它除了具有溶陷性外，還具有鹽脹性和腐蝕性。鹽漬土在酒泉地區(qū)廣泛分布，其不良工程特性對公路建設(shè)及養(yǎng)護危害嚴重。

2.鹽漬土公路常見病害

2.1溶陷

溶陷主要是由于道路鹽漬土路基或結(jié)構(gòu)層在淡水作用下，鹽分溶解并被水分帶走，導致路基土體強度逐漸喪失。在車輛荷載或自重作用下，鹽漬土路基或結(jié)構(gòu)層出現(xiàn)沉陷、孔洞等破壞，并逐漸反映至面層。這類病害以氯鹽漬土地區(qū)較為多見。

2.2翻漿

翻漿主要是由于鹽漬土中所含易溶鹽晶體聚冰、脫水及吸濕潮化，使得路基土體飽水及承載能力下降，在車輛荷載反復作用下形成翻漿，使道路表面泥濘、濕滑，影響車輛正常通行。翻漿是由于土質(zhì)、溫度和水3個自然因素和荷載的共同作用形成的，這類病害以氯鹽漬土地區(qū)較為多見。鹽漬土地區(qū)既具有一般公路翻漿的共性，又有自身的特點。在干燥狀態(tài)時，鹽類呈晶體狀，地基土較高的強度，但鹽類浸水易溶解，呈液態(tài)后土的強度降低，壓縮性增大。含鹽量愈多，土的液塑限愈低，則可在較小的含水量時達到液性狀態(tài)，抗剪強度降低到近于零。

2.3鹽脹

鹽脹主要是由于鹽漬土中的鹽分因結(jié)晶膨脹而造成的路面局部不平、鼓起開裂，以及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，易于陷車。鹽脹主要發(fā)生在硫酸鹽漬土地區(qū)。路基土鹽脹的形成，是土體內(nèi)硫酸鈉遷移聚積、結(jié)晶體脹和土體膨脹3個過程的綜合結(jié)果，是由于土中液態(tài)或粉末狀硫酸鈉在外界條件變化時吸水結(jié)晶而產(chǎn)生體積膨脹所造成的，土體硫酸鈉的存在及遷移聚積是造成鹽脹的物質(zhì)基礎(chǔ)。

2.4腐蝕

腐蝕主要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(yīng)，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以及高等級路面結(jié)構(gòu)層損壞。

3.公路鹽漬土常用的處治方法

3.1設(shè)置隔離層法

在路基內(nèi)設(shè)置隔離層，防止水分進入路基上部。如果只是隔斷毛細水，可用粗粒滲水材料修筑，如果同時要隔斷毛細水和汽態(tài)水，則可用瀝青、土工布等不透水材料修筑。隔離層的埋置深度，對高等級公路要滿足減少鹽脹、凍脹的要求，同時考慮經(jīng)濟性和耐久性，一般以不小于1～1.5m為宜。隔斷層是處治路基鹽脹有效而簡便的措施，應(yīng)優(yōu)先考慮采用，一般應(yīng)用于中強鹽漬土地段，特別是硫酸鹽漬土地段，受地面水或地下水毛細水影響的路基，標高受限制的挖方路塹或被利用的原有路基含量超限路段。

如S314線瓜（州）敦（煌）公路，在鹽漬土處理方面，對路基填土厚度小于80㎝的地段，采用加鋪土工合成材料隔水。為防止砂礫擠破合成材料，在隔水層上、下分別鋪一層10～15㎝厚的砂或粘土保護層。

3.2提高路基高度法

提高路基填筑高度，可以減少進入路基上部的水分和鹽分，使上部路床受鹽漬土影響較小，可有效防止鹽脹。在排水不良或過濕的地帶一般采用該方法。有些鹽漬土地區(qū)地下水位較高，為了使路基不受凍害和再鹽漬化的影響，應(yīng)控制路堤高度至不再鹽漬化的最小高度。

該方法施工簡便，但只能應(yīng)用于弱、中且為非硫酸鹽漬土地段。施工中首先應(yīng)將表層的植被、鹽殼、腐殖土等清除，然后才可按規(guī)范要求分層填筑。施工中必須嚴格控制填料，確保填料為非鹽漬土且具有較好的透水性。

例如酒泉清嘉高速公路，在地基鹽漬化程度較低的一部分氯鹽弱鹽漬土路段，表層含鹽量約為0.95g，20㎝深度含量為0.65g，50cm深度含量為0.22g。處治時采用了提高路基法，路基填土高度平均為3.1m。清表后就近取用礫石土填筑，效果明顯。

3.3換填法

換填法一般應(yīng)用在路基含鹽量超過規(guī)定要求、路床過濕、壓實度達不到要求或路基標高受限制的低填淺挖地段采用。處治時，須確保所換填的土質(zhì)為非鹽漬土且具有足夠的強度。一般換填土宜就近選用砂礫或風積砂，換填厚度應(yīng)根據(jù)地質(zhì)勘探資料以及填料的試驗結(jié)果確定。從路基換填及鏟除的鹽漬土不得堆于路基兩側(cè)坡腳，應(yīng)集中拉運到距離線路不得小于30m以外，以免發(fā)生次生鹽漬化。

玉門市玉布路至六墩鄉(xiāng)通鄉(xiāng)公路主線A：K12+800至K13+300路段為軟地基鹽漬土，上層是粉細砂和亞粘土且含有易溶鹽，下層是亞砂土，且此段公路兩側(cè)經(jīng)常積水，其筑路材料飽水性強，透水性差，呈軟塑狀態(tài)，承載力低。為徹底消除路基沉陷翻漿，應(yīng)對此路段進行100cm砂礫換填，基本上將鹽漬土挖除。路基坡腳2米外開挖1.5米梯形排堿溝，保證了路基穩(wěn)定。

3.4強夯法

該方法工藝簡單、效果好、施工速度快、費用低、適合土層范圍廣。強夯法一般和浸水預溶法配合使用，浸水后進行強夯效果最佳。強夯處理的主要目的是：（1）提高路基土的干密度，減少孔隙比，以達到消除和減少溶陷沉降量；（2）滿足規(guī)范壓實度的要求；（3）提高路基土的均勻性及整體性，消除或減少差異沉降量及剩余沉降量。

3.5浸水預溶法

浸水預溶法是對路基預先浸水，在滲透過程中土中易溶鹽溶解，并滲流到較深的土層中，易溶鹽的溶解破壞了土顆粒之間的原有結(jié)構(gòu)，在土體自重應(yīng)力下產(chǎn)生壓密。浸水預溶法可使路基土鹽膠結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，并在一定程度上降低路基土的含鹽量，可提前消除鹽漬土溶陷等病害。浸水預溶法一般適用于厚度較大，滲透性較好的砂、礫石土、粉土和粘性鹽漬土。玉門市新能源基地公路在鹽漬土路段，采用了浸水預溶法和強夯法相結(jié)合的處治方法，從后期驗收的效果看，其處治方法有效的解決了本段公路鹽漬土路基病害。

3.6降低地下水位法

加強地表排水和降低地下水位，可以防止雨水浸泡路基，以減少進入路基上部的水分和鹽分，避免地下水上升引起路基土次生鹽漬化和凍害。亦可在路基上游做長大排水溝，以攔截地表水，降低地下水位。地下水位需降到一定的深度才有較好效果。如果產(chǎn)生鹽脹的水分中汽態(tài)水占有較大比重，亦不宜單純采用此法。

3.7化學處理鹽漬土法

對路基上層的硫酸鹽漬土進行化學處理，使土中的易溶鹽成分和性質(zhì)發(fā)生變化，從而不再產(chǎn)生鹽脹或減輕鹽脹。目前所用的摻加劑，效果明顯的主要有CaCl2等。

Na2SO4+CaCl2=CaSO4+2NaCl

為使化學處理的鹽漬土不受下層水分和鹽分的影響，路基底部應(yīng)設(shè)置隔離層。

4.結(jié)語

本文結(jié)合近年來酒泉地區(qū)公路建設(shè)中遇到的鹽漬土公路，S314線瓜（州）敦（煌）公路、玉門市玉布路至六墩鄉(xiāng)通鄉(xiāng)公路、玉門市新能源基地公路等工程，在鹽漬土處理中的成功經(jīng)驗，總結(jié)研究了酒泉地區(qū)公路鹽漬土處治的一些主要方法，以期為今后酒泉地區(qū)鹽漬土公路建設(shè)及養(yǎng)護工作提供參考依據(jù)。

參考文獻

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