盐渍土地基处理方法研究

刘 兵 曹 剑

(湖北省城建设计院股份有限公司 武汉 430000)

新滩盐场产业园区位于滨海县北部沿海，东邻滨海港，南邻滨海港城。现状主要为盐田用地，地势平坦，可满足各类工业规模用地需求，后期将战略布局为能源、重化工、冶金、重型装备机械制造、港口仓储物流等五大产业。为尽快形成基本路网、管网框架以便为后续地块开发建设创造条件、提供交通条件相对较好的出行通道，优先建设区内黄海大道、新滩大道、东兴路3条主干道路。

1 盐渍土路基对工程的破坏

1.1 盐渍土特点

盐渍土(盐碱土)是一种土层内合有石膏、芒硝、岩盐(硫酸盐或氯化物)等易溶盐且其含量大于0.5%的土。

盐渍土[1]具有溶陷性、膨胀性和腐蚀性，其地基承载力变化大且随着季节和气候的变化而变化，在干燥时盐分呈结晶状态，地基承载力较高，一旦浸水后，晶体溶于液体，承载力降低，压缩性增大。在天然状态下，盐渍土为很好的地基，一旦自然条件改变就会产生严重的溶陷、膨胀和腐蚀，使建筑物产生裂缝、倾斜或结构腐蚀破坏。

1.2 盐渍土路基工程常见问题

通过大量实践，人们发现盐渍土用做路堤填料存在盐胀和溶陷问题[2-3]。即使采用常规方法处理，也容易发生以下问题。

1) 干缩系数和温缩系数较大，容易产生收缩裂缝，影响改性效果。

2) 遇水软化现象比较严重，水稳性相对较差，易受土料结构亲水性的影响[4]。

3) 强度和耐久性能不高，难以满足高等级公路的工程要求，而仅靠增加结合料掺量来改善强度和耐久性，又会大幅度提高成本。

4) 强度低，不利于提高施工速度和效率。

2 盐渍土地基处理

2.1 盐渍土土体分析

本次产业园中拟建的黄海大道、新滩大道、东兴路3条道路周边地势平坦，取路基段盐池不同深度处土体做土工试验。通过对物理力学指标的测试结果分层统计，各土层除液性指数变异性属中～高外，其余主要物性指标如离散程度、变异系数多较小。但②层土体中多薄层、夹层，力学指标有一定差异，与实际情况相符。岩土试验指标统计结果见表1。

表1 土的物理性质指标(平均值)

根据现场环境及水文地质资料，现场为湿润区，含水量较大，混凝土处于弱透水层，且有干湿交替作用。对试验区内0.5 m深3处不同位置土壤取样进行试验，其腐蚀性分析检测报告见表2。

表2 腐蚀性分析检测报告

注：土壤试样取至各孔地下水位以上深度。

拟建场地周边无工业污染源，根据土的易溶盐检测资料分析，Cl-含量偏高，pH值≥9.0，呈弱碱性。判别土对混凝土结构具微腐蚀，对钢筋混凝土结构中的钢筋具中腐蚀性。

2.2 盐渍土不同处置方法比较

国内处置盐渍土路基时，已经使用了多种方法[5]，各方法有其适用性，也有其局限性，综合比较见表3。

表3 盐渍土不同处置方法比选表

对表1和表2分析得出，本项目新滩盐场场地盐渍土含水量偏大，①②层均超过30%，②层液性指数较高，且区域内土壤呈弱碱性、Cl-含量偏高，有微腐蚀性。因此，针对本项目的特点，结合表3中的方法，三管齐下，全方位处置该盐渍土场地。

1) ①②层含水量偏大，液性指数较高。深层使用粉喷桩进行固化吸水处理，形成复合地基基础。

2) 土壤中Cl-含量偏高，强度低。可于粉喷桩之上铺设碎石垫层和砂垫层，再铺筑路基填土。浅层直接换填处理，在去除盐分的同时，也在一定程度阻断②层水的毛细作用。

3) 盐渍土路基容易产生收缩裂缝，水稳定性较差。可于砂垫层与碎石垫层间设钢塑双向土工格栅，控制路基的整体不均匀沉降变形，路床设防渗土工布再次阻断地基水对路基的侵蚀。

2.3 本工程盐渍土处理方案

对于该弱盐渍土地基，为满足路基整体强度和压实度的要求，综合考虑地下水位、地质条件、路基填筑高度，并结合区域内项目的经验，确定具体路基的处理方案如下。

1) 地基深层固化剂处理。本项目地基土天然含水量大于30%，pH值≥9.0，含水比(含水量与液限的比值)大于1.0，②层底离原地面高度小于10 m，宜采用水泥搅拌桩进行软土地基处理[6]，选用粉喷桩[7]不仅固化效果好，且水泥粉能与②层水充分结合。水泥搅拌桩桩径50 cm，呈等边三角形布置，桩间距1.2 m，平均桩长8 m，桩身的无侧限抗压强度为90 d龄期强度不低于1.2 MPa。

2) 地基浅层换填处理。粉喷桩桩体施工完成9 d后，在桩顶铺设20 cm厚砂垫层及20 cm厚碎石垫层，砂垫层压实度≥90%,级配碎石压实度≥92%；路基中部采用6%石灰土填筑，下路堤(>150 cm)≥92%，上路堤(80～150 cm)≥93%。80 cm路床分2层填筑，下层40 cm路床采用6%石灰土填筑，压实度≥94%；上层40 cm路床采用8%石灰土填筑，压实度≥95%。

3) 设隔离层。砂垫层与碎石垫层之间设置1层钢塑双向土工格栅，使得应力均匀扩散分布到地基层[8]，防止不均匀沉降导致路面产生各种病害。土工格栅经、纬双向张拉力标准值N>80 kN/m，最大负荷延伸率≤5%，抗拉强度≥80 kN/m，结点强度≥300 N。

路床底部铺设1层防渗土工布阻水，在保证路基稳定的同时，有效隔断地基毛细作用。防渗土工布采用高强防老化复合土工膜。膜厚0.3 mm，重600 g/m2，耐静水压≥0.5 MPa，断裂强度≥22 kN/m，CBR顶破强度≥1.9 kN，撕破强度≥0.32 kN，伸长率<50%，路基处理方案示意见图1。

图1 盐渍土路基处理方案示意图(单位：cm)

水泥搅拌桩、碎石垫层和砂垫层、钢塑土工格栅及防渗土工布组合形成的复合体系[9-10]，可有效提高路基的整体性和承载能力，最大限度减小盐渍土地基对路基路面的不利影响。工程竣工后顺利通车，验收数据见表4。

表4 新滩产业园道路工程质量检验数据表(摘录)

3 结语

采用土工合成材料、浅层换填及深层水泥搅拌桩复合地基体系加固3条主干道路盐渍土地基，能有效减少路基沉降，提高路基整体强度和稳定性，工程方法值得在滨海盐渍土地区推广应用。另外，路基处理方案的选用还应结合路堤填土高度、地基地质情况及施工成本等因素综合考虑。在路基施工过程中，应严格控制粉喷桩及土工材料的质量，保证施工工序有序进行。

[1] 新疆公路学会.盐渍土地区公路设计与施工指南[M].北京：人民交通出版社,2006.

[2] 宗旭辉，彭德贵.临海地区盐渍土路段路基处理措施[J].交通科技,2011(增刊2):19-22.

[3] 李建雄.盐渍土路基处理与探讨[J].交通科技,2013(6):60-63.

[4] 陈发明.盐渍土的毛细管水上升高度研究[J].交通科技,2013(5):74-75.

[5] 蔡德凯.滨海高速公路路基改良及其应用研究[D].天津:天津大学,2005.

[6] 安雪鹏.水泥粉喷桩加固软基施工工艺及质量控制[J].交通科技,2004(6):60-61.

[7] 梁元林.软土地基条件下碎石桩与粉喷桩加固效果对比分析[J].交通科技,2015(5):84-87.

[8] 王成祥.土工格栅在处治软土路基变形中的应用研究[J].交通科技,2015(6):105-108.

[9] 王延伟,徐慧芬,文进,等.新疆地区盐渍土的盐胀特性研究[J].武汉理工大学学报(交通科学与工程版),2006,30(3):531-534.

[10] 公路土工合成材料应用技术规范:JTG/T D32-2012[S].北京：人民交通出版社,2012.