高速鐵路路基在鹽湖內(nèi)鹽漬土地基的處理方法分析

摘 要：文章介紹了伊朗鹽湖內(nèi)鹽漬土的地層情況與鹽漬土類型，并對(duì)鹽漬土地基采用了換填、土工膜與護(hù)道、復(fù)合地基等措施進(jìn)行處理，以滿足高速鐵路路基的設(shè)計(jì)要求。

關(guān)鍵詞：高速鐵路；路基；鹽漬土；換填；復(fù)合地基

引言

鹽漬土作為地區(qū)性特殊巖土，在世界各國均有分布。由于鹽漬土在鹽的膠結(jié)作用下具有其獨(dú)特的工程特性，天然狀態(tài)下，強(qiáng)度較高；但遇水后，易溶鹽的溶解，土體結(jié)構(gòu)容易破壞，造成承載力與沉降性能顯著降低；另外鹽漬土的腐蝕性、溶陷性及鹽脹性對(duì)高速鐵路路基設(shè)計(jì)提出了更高的要求。本文結(jié)合伊朗高鐵項(xiàng)目闡述對(duì)鹽湖內(nèi)鹽漬土地基處理方法，以供參考。

1 工程概況

本項(xiàng)目線位穿越干涸的鹽湖，屬湖積平原，地形平坦、開闊，表層土為鹽漬土，屬現(xiàn)代鹽漬土，現(xiàn)代積鹽過程仍在進(jìn)行，鹽漬化明顯，具鹽殼、松脹等現(xiàn)象。根據(jù)地勘資料顯示上覆第四系全新統(tǒng)沖積層含黏土級(jí)配不良砂、含黏土級(jí)配不良礫，一般厚度11～24m；湖積層低液限黏土等，覆蓋層厚度大于70m。地下水位埋深0.65～11m之間，具有強(qiáng)腐蝕性。地震動(dòng)峰值加速度為0.30g，場地類別為Ⅲ類。

2 場地性質(zhì)

鹽湖段鹽漬土以氯鹽、亞氯鹽為主，其次為亞硫酸鹽～硫酸鹽。土層中均含有鹽的結(jié)晶，特別是表層0.3～0.5m為鹽殼層，表面硬，下部比較松散。易溶鹽平均含鹽量在0.83%～3.57%，屬于中～強(qiáng)鹽漬土。地下水對(duì)混凝土具有強(qiáng)侵蝕性，地下水位較低的細(xì)砂層地段考慮液化影響。

3 主要地層簡介

根據(jù)地質(zhì)鉆探顯示鹽湖段一般是礫質(zhì)沖積-沖積扇土上有石膏的積累；其下的湖積-湖積層有易溶鹽性鹽類的積累[1]。鹽湖段主要地層指標(biāo)如表1所示。

4 設(shè)計(jì)要求

為滿足高速鐵路有砟300km/h的要求，路基穩(wěn)定性及地基條件需滿足表2設(shè)計(jì)要求[2]。

經(jīng)計(jì)算分析，鹽湖段路基穩(wěn)定性能滿足設(shè)計(jì)要求，含鹽團(tuán)地層<2-2-1>與<5-2-1>雖然承載力滿足要求，但遇水后會(huì)產(chǎn)生崩解，不滿足沉降要求；低液限黏土<9-2>承載力與沉降均不滿足設(shè)計(jì)要求，因此需對(duì)以上地層進(jìn)行地基處理。

5 鹽湖地基處理方案

對(duì)于鹽漬土地基處理，首先在線位方案選取過程中，優(yōu)先考慮繞避方案，因即使采用相應(yīng)工程對(duì)其進(jìn)行防護(hù)，考慮鹽漬土的腐蝕性，對(duì)工程的長期耐久性仍會(huì)有影響；另外鹽漬土地段路基應(yīng)盡量以路堤的形式通過，減少水對(duì)路基基床填土浸蝕的影響，并保證不發(fā)生次生鹽漬化的要求。結(jié)合鹽漬土的類型及特性與高速鐵路對(duì)地基承載力與沉降的要求，本項(xiàng)目主要采用以下措施對(duì)鹽漬土地基進(jìn)行處理。

5.1 換填法

對(duì)地表鹽殼層，具有高溶陷性的含鹽團(tuán)地層，將其挖除換填含鹽量相對(duì)較小的粗顆粒土或非鹽漬土填筑，并在施工過程嚴(yán)格控制壓實(shí)質(zhì)量。換填深度一般控制在0.5～3.0m[3]，否則工程造價(jià)太高，不經(jīng)濟(jì)。

5.2 隔斷層與護(hù)道

水是危害路基路面強(qiáng)度和穩(wěn)定性的最直接最重要的因素，鹽分的遷移積聚，都是水直接影響的結(jié)果，因而排水設(shè)計(jì)尤為重要[4]。本項(xiàng)目沿線填料匱乏，完全采用非鹽漬土填料填筑，幾乎不可能，另外高速鐵路對(duì)沉降變形控制要求嚴(yán)格，因此對(duì)基地土進(jìn)行換填的同時(shí)，在原地面以上0.6m與基床表面底面設(shè)置了兩道復(fù)合土工膜（兩布一膜）隔斷層，并在兩側(cè)路堤邊坡設(shè)置3m寬，1m高護(hù)道；從橫向及縱向上做好防水措施，并加強(qiáng)排水設(shè)計(jì)，形成完整的排水系統(tǒng)將，以盡可能減少水對(duì)基底影響范圍填料的危害。當(dāng)換填填料為非鹽漬土?xí)r，可不用設(shè)置隔斷層與護(hù)道。

5.3 復(fù)合地基

對(duì)于深厚松軟土、細(xì)砂液化層含鹽量較高，屬于中～強(qiáng)鹽漬土，且地下水位高，強(qiáng)腐蝕性，采用常規(guī)的地基處理方法無法滿足承載力、沉降及長期耐久性的要求，因此針對(duì)以上不良地質(zhì)段落，分段采用了預(yù)制方樁與振動(dòng)沉管碎石樁法進(jìn)行地基處理。對(duì)于深厚軟土采用C50混凝土預(yù)制方樁處理，樁間距橫向2.5m，縱向2.8m，并設(shè)置樁帽，混凝土采用抗侵蝕水泥拌制，樁端進(jìn)入壓縮模量相對(duì)較大的硬塑狀粘土或中粗砂持力層；在此需要說明的是，考慮鹽湖地質(zhì)條件與侵蝕環(huán)境的特性性，CFG樁的成樁與抗侵蝕性效果可能不理想而沒采用。對(duì)于砂土液化地層，主要采用振動(dòng)沉管碎石樁進(jìn)行處理，通過強(qiáng)大的振動(dòng)，可以給地基土以振動(dòng)擠密、排水減壓、置換加固和預(yù)振效應(yīng)，從而提高砂土的抗液化能力和承載力，樁間距1.1～1.3m。

鹽漬土地基還可采用預(yù)浸水法、化學(xué)治理法[5]、強(qiáng)夯法、強(qiáng)夯置換法、水泥攪拌樁及樁板結(jié)構(gòu)等進(jìn)行處理，具體工程措施的選取應(yīng)結(jié)合工程性質(zhì)、技術(shù)要求及工程造價(jià)綜合考慮。

6 結(jié)束語

本文依托此高鐵項(xiàng)目，對(duì)鹽湖段地層進(jìn)行了闡述，提出了不同鹽漬土類型地基處理的設(shè)計(jì)思路及工程措施，以供類似工程參考。

參考文獻(xiàn)

[1]張洪萍.鹽漬土的工程性質(zhì)及防治[M].北京：國防工業(yè)出版社，2012，2.

[2]TB10621-2014（J 1942-2014）高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國鐵道出版社，2014.

[3]王國欣，謝雄姐，黃宏偉.公路隧道洞口滑坡的機(jī)制分析及監(jiān)控預(yù)報(bào)[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2006，25（2）：268-274.

[4]TB10106-2010（J 1078-2010）鐵路工程地基處理技術(shù)規(guī)程[S].北京：中國鐵道出版社，2010.

[5]仲德春.西寧地區(qū)鹽漬土的分布特征及地基處理研究[J].青海大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，29（2）：30-33.

作者簡介：胡超（1986-），男，工程師。