鹽漬土路基處理與病害防治

張國科　劉子健

（甘肅恒通路橋工程有限公司，甘肅蘭州　730070）

鹽漬土路基處理與病害防治

張國科劉子健

（甘肅恒通路橋工程有限公司，甘肅蘭州730070）

我國鹽漬土分布區(qū)域廣泛，鹽漬土給路基路面工程造成很大危害。鹽漬土區(qū)的工程地質(zhì)問題的防治應根據(jù)其分布的自然和氣候環(huán)境及不同類型鹽漬土的自身特點，制定相應的處理方法和防治措施，治標與治本相結(jié)合，從而達到減災、防災并服務于工程建設的目的。本文對鹽漬土地區(qū)公路路基常見病害及病因進行了分析，并提出了主要防治技術(shù)。

鹽漬土公路路基病害防治

鹽漬土對路基的危害很大，鹽漬土路基的設計、施工、路基病害處置與防治顯得尤為重要。在我省的酒泉地區(qū)，廣泛分布著鹽漬土，經(jīng)過多年施工與學習，總結(jié)了一些設計、施工經(jīng)驗。但在施工過程中，由于地質(zhì)水文變化、投資資金限制等原因，造成處理不徹底的現(xiàn)象仍然存在。

新建項目G215線柳園至敦煌公路維修改造工程，位于酒泉市瓜州縣和敦煌市境內(nèi)，路線起點位于柳園，與現(xiàn)有G215線起點一致，途徑沙灣子、苦水井、西湖鄉(xiāng)、堿泉子、轉(zhuǎn)渠口，終點位于敦煌市，路線全長128.047公里，采用設計施工總承包模式建設與管理。

1　鹽漬土的形成與新建項目鹽漬土路基的分部情況

鹽漬土對公路工程最直接的危害主要是浸水后的溶陷、含硫酸鹽地基的鹽脹和鹽漬土地基對基礎及其它地下設施的腐蝕等造成的病害。項目位于甘肅鹽漬大區(qū)，屬于河西走廊-阿拉善沙漠堿化、戈壁氯鹽-硫酸鹽鹽漬土片區(qū)邊緣地帶，主要受地層巖性、氣候因素和水文條件控制。由于地貌單元和地下水條件不同，路線附近形成了沖洪積鹽漬土和湖沼積鹽鹽漬土兩種不同成因的鹽漬土，均屬內(nèi)陸鹽漬土。項目區(qū)地形地貌由地勢較高的山前沖洪積扇戈壁逐步過渡到地勢較低的沖洪積（湖積）平原，第四系地層由山前角礫逐漸變?yōu)榧氼w粒粉土和一般粘性土。

新建項目K 25+000～K 26+150、K 28+500～K 32+000、K 39+200～K 40+500、K 42+200～K 44+000段通過山前戈壁沖洪積傾斜平原，地勢開闊，地形相對平坦，地層巖性以上更新礫砂或角礫為主，干燥，稍密～中密，最大粒徑顆?？梢?-3cm，磨圓度和分選性均較差，細顆粒含量較多。上游低中山區(qū)出露含鹽地層在洪水沖刷攜帶下將鹽分運移至山前洪積扇，逐漸積聚形成內(nèi)陸洪積鹽漬土，分布具有不均勻性及垂向表聚性，局部可見土層中夾雜薄層鹽結(jié)晶透鏡體，地表30～50cm內(nèi)以（亞）氯鹽漬土為主，下部以（亞）硫酸鹽漬土為主，多為弱鹽漬土，局部為中鹽漬土，植被稀少，未見地下水出露，工程地質(zhì)條件較復雜。

新建項目K 67+300～K 72+800、K 75+000～K 81+000、K 83+000～K 89+300、K 99+000～K 103+000、K 111+500～K 112+500段通過疏勒河和黨河沖洪積平原及湖沼區(qū)，地形平坦，地勢開闊，路基兩側(cè)生長紅柳、駱駝草等耐堿植物，表層有鹽分泛白結(jié)皮現(xiàn)象，下部為粉土、粉質(zhì)粘土，稍濕～濕，局部夾粉細砂層，舊路路肩及路堤表面可見泛堿發(fā)白現(xiàn)象，地下水位較高，上游鹽分被流水帶來不斷積聚后形成鹽漬土，土體主要為（亞）氯鹽漬土，以弱～中鹽漬土為主，局部為強鹽漬土，低洼處可見積水痕跡，調(diào)查期間未見地下水出露，工程地質(zhì)條件較復雜。

新建項目K 72+800～K 75+000、K 81+000～K 83+000、K 89+300～K 99+000、K 103+000～K 109+000、K 109+000～K 111+500、K 112+500～K 115+000段通過疏勒河和黨河沖洪積平原及湖沼區(qū)，地形平坦，地勢開闊，路基兩側(cè)生長紅柳、駱駝草等耐堿植物，表層有較嚴重鹽分泛白結(jié)皮現(xiàn)象，局部路段地下水位出露，生長茂盛蘆葦?shù)人参?，下部為粉土、粉質(zhì)粘土，稍濕～濕，局部夾粉細砂層，路肩及路堤表面可見嚴重泛堿發(fā)白現(xiàn)象，局部路段毛細水上升強烈，毛細水上升最高處距路面僅30cm左右，路肩及路堤邊坡松散軟弱，可見深陷羊蹄、牛蹄印，地下水位較高，上游鹽分被流水帶來不斷富集后形成鹽漬土，土體主要為（亞）氯鹽漬土，以中鹽漬土為主，局部可達強～過鹽漬土，調(diào)查期間局部地下水出露，地下水位0.5～0.8m，工程地質(zhì)條件較復雜。

2　鹽漬土分類

鹽漬土按含鹽性質(zhì)分類分為氯鹽漬土、亞氯鹽漬土、亞硫酸鹽漬土、鹽酸鹽漬土、碳酸鹽漬土。

鹽漬土按鹽漬化程度分類分為弱鹽漬土、中鹽漬土、強鹽漬土、過鹽漬土。

2.1鹽漬土識別

鹽漬土除常規(guī)實驗鑒別外，還可用以下簡單方法識別：

（1）外觀：在干燥季節(jié)或干燥地區(qū)，鹽漬化表面可見一層白霜（鹽霜）。含有稀釋性的氯化物鹽漬土，在非干燥季節(jié)比無鹽土更顯潮濕，且色暗。在潮濕季節(jié)，比非鹽漬土更顯濕軟。且更易黏附在手指上。在地下水位較高且接近地表時，氯化物鹽漬土和硫酸鹽漬土都呈現(xiàn)白色或白色鹽結(jié)皮。氯化物鹽漬土表面密實，而硫酸鹽漬土表面出現(xiàn)松散現(xiàn)象。硫鹽結(jié)晶的鹽漬土沒有鹽殼。但在表層鹽皮下，有一層干而疏松的鹽土粉末。碳酸鹽漬土地表呈淡白色，表層有白色結(jié)晶鹽結(jié)皮及鹽殼。結(jié)殼背面有大量海綿狀氣孔。由于鹽漬土層下有潛育層存在，因此下層呈暗灰色或青灰色的灰結(jié)土層。

（2）根據(jù)植物生長識別鹽漬化程度：葉小、根深、多刺特點的耐鹽植物可以在鹽漬土地區(qū)生長。檉柳（紅柳）、瑣瑣、甘草、白茨一般生長在沙漠、半沙漠與鹽漬土交界地帶出現(xiàn)。鹽爪爪、芨芨草適合在含鹽重的地方生長。馬蘭適合在濕堿的地方生長。斑狀的藻類和地衣適合在漠境和半漠境地帶堿土中生長。普通鹽土生長砂蒿、豬毛菜、鈴鐺刺、鹽生草。琵琶柴、駱駝刺適合在含鹽量最大的地方生長。野麻、蒿類適合在含鹽量較大的低地生長。

2.2鹽漬土病害及產(chǎn)生原因

（1）硫酸鹽漬土病害類型為松脹，病害特征是表層0.3米范圍內(nèi)土體疏松，足踏下陷、路肩變窄、邊坡失穩(wěn)。病害產(chǎn)生的原因是硫酸鹽含量超過2%，在晝夜溫度變化影響下，時而吸水結(jié)晶，體積膨脹；時而脫水體積縮小，反復進行，致使土體密度減小，結(jié)構(gòu)破壞，產(chǎn)生松脹。

硫酸鹽漬土病害另外一種類型為臌脹，病害特征是一般距地表1.0米左右，個別0.3米甚至以下，致使路面季節(jié)性隆起，坡腳產(chǎn)生縱向裂縫。病害產(chǎn)生的原因是硫酸鹽含量超過2%，在季節(jié)性溫度變化影響下，引起路堤深部土體硫酸鹽吸水結(jié)晶，體積膨脹，一般高塑性土較低塑性土膨脹快，且膨脹量大。

（2）碳酸鹽漬土病害特征是路基土體松軟，邊坡坍塌，路基泥濘不堪。病害產(chǎn)生的原因是碳酸鹽含量超過0.5%，因吸附性鈉離子作用，使土的分散度增高，呈現(xiàn)出過高的膨脹性、塑性及遇水崩解性。

鹽漬土的病害類型還有冰脹翻漿，病害特征是土體膨脹、路面隆起、土質(zhì)松軟、路基下沉、翻漿冒泥。病害產(chǎn)生的原因是在一定的低溫條件下，鹽漬土同樣結(jié)冰。當土的含水量大于塑限，并水分補給來源充足便形成層狀冰，使土體膨脹。溫度回升后，冰層消融，土體溫度增加，碳酸鹽漬土地區(qū)因鈉離子作用，路面更加泥濘潰爛。碳酸鹽漬土地區(qū)，因鹽晶脫水，延續(xù)翻漿時間。

（3）氯鹽漬土和碳酸鹽漬土的病害類型還有溶蝕，病害特征是路肩及邊坡沖溝累累，路堤內(nèi)有大小不一的空洞，路基下沉。病害產(chǎn)生的原因是氯鹽溶解大，不受溫度的影響（除氯化鈣外），易于淋失。碳酸鹽漬土遇水易崩解，抗沖擊能力差。

表一

鹽漬土的病害類型還有基床病害，病害特征是各種形態(tài)的道渣槽、道渣囊等。病害產(chǎn)生的原因是填料中含過量的有機質(zhì)，使土的透水性降低，壓縮性提高，遇水后會長期處于軟塑狀態(tài)。

3　鹽漬土設計

3.1路基高度

中砂、細砂，弱中鹽1.0～1.2米，強鹽1.0～1.3米；砂類土，弱中鹽1.3～1.7米，強鹽1.4～1.8米；

粘質(zhì)土，弱中鹽1.8～2.3米，強鹽2.0～2.5米；粉質(zhì)土，弱中鹽2.1～2.6米，強鹽2.3～2.8米。

3.2鹽漬土作為路基填料可用性鑒定

（1）硫酸中鹽漬土中低級路面可用，硫酸鹽含量大于1%時，高級路面不可用，或采用化學改性處理后可用，中氯鹽漬土可用。（2）強硫酸鹽漬土不可用；強氯鹽漬土不可用；水文、水文地質(zhì)條件好時可用；（3）過硫酸鹽漬土不可用；過氯鹽漬土采取提高路基，設置毛細隔斷層后可用。

4　鹽漬土路基病害防治措施

鹽漬土路基病害主要有：疏松、剝落、遇水產(chǎn)生濕陷、坍塌、膨脹等。防治措施如表一。

5　鹽漬土路基施工

（1）在鹽漬土地區(qū)筑路，應盡可能的考慮當?shù)佧}漬土的水鹽狀態(tài)特點，力求在土的含水量接近于最佳含水量的時期不發(fā)生凍結(jié)，也不在積水季節(jié)進行施工。一般認為：當?shù)叵滤桓撸瑢φ承酝恋柠}漬土地區(qū)，以夏季施工為宜；對于不凍結(jié)的土，可以考慮冬季施工。鹽漬土路基的處理宜在干旱季節(jié)施工。施工前應對該段1米內(nèi)的土質(zhì)進行含鹽性質(zhì)及含鹽量的控制檢測。

（2）當鹽漬土的允許含鹽量符合《公路工程技術(shù)規(guī)范》，鹽漬土路堤應分層填筑、分層碾壓，對于粘質(zhì)鹽漬土，每層松鋪厚度不大于20cm；對于砂類鹽漬土不得大于30cm。并嚴格控制含水量不得大于最佳含水量1個百分點。干旱地區(qū)使表層20cm的土在碾壓時為最佳含水量，至少應達到最佳含水量60%～70%以上。水過大時應暴曬，或挖排水溝降水。

（3）鹽漬土路基的施工，應分段一次完成。自清除基底含鹽量較大的表土開始，連續(xù)施工，一次做到路床設計標高。在設置土工布隔水層的地段，至少一次做到隔水層的頂部。

（4）當鹽漬土含鹽量超過《公路路基施工規(guī)范》的規(guī)定時應換填滲水性土，當基底含水量超過液限的土層厚度在1m以內(nèi)時，必須全部換填滲水性土，并應在路堤下部設置封閉隔水層。

（5）對填料的含鹽量及其均勻性應加強施工控制檢測，路床以下每1000m3填料應至少做一組測試，每組取三個土樣，路床部分每500m3填料應至少做一組測試，取土不足上列數(shù)量時，也應做一組試件。

（6）無合適填料，需用易溶鹽含量特大的土、砂礫時，應根據(jù)當?shù)貧夂?，水文地質(zhì)情況，通過試驗決定。

（7）施工時應首先做好排水系統(tǒng)，不應使路基及其附近有積水。無論是填筑粘性土或換填滲水性土，其壓實路基壓度均應符合土方實度標準。

（8）鹽土地區(qū)路基施工前應測試其基底（包括護坡道）表土的含鹽量和含水量及地下水位，根據(jù)測得的結(jié)果，分別按下述規(guī)定處理：①如表土的含鹽量超過下列規(guī)定：氯鹽漬土及亞氯鹽漬土中含鹽量大于等于5%（質(zhì)量百分數(shù)）；或硫酸鹽漬土及亞硫酸鹽漬土含鹽量大于等于1%（質(zhì)量百分數(shù)）；或碳酸鹽漬土含鹽量大于等于0.5%（質(zhì)量百分數(shù)），均應在填筑路基前予以挖除，如路堤高度小于1米時，除將基底含鹽量較重的表土挖除外，應換填透水性材料.換填厚度為1.0米。②原基底土的含水量如超過液限的土層厚度在1m以內(nèi)時，必須全部換填透水性材料；如含水量介于液限和塑限之間或含水量在塑限以下時，均可直接填透水性材料。③當清除軟弱土體達到地下水位以下時，則應鋪填透水性強的粗粒土，并應高出地下水位30cm以上，再填粘性土，或填筑砂性土。④在地表為過鹽漬土的細粒土地區(qū)或有鹽結(jié)皮的松散土層時，應將其鏟除。鏟除的深度應通過試驗確定。在采用土工合成材料做隔水層時，為防止合成材料被壓擠破，應在隔水層上、下分別鋪一層10-15cm厚的砂或粘土保護層。

（9）鹽漬土地段用土工布作為隔水層時，土工布應無破損、無老化、無污染。要按設計鋪設、固定。上、下層接縫應錯開。