盐渍土路基病害产生机理及防治措施

胡芝侠

摘要：本文结合新疆地区盐渍土路基设计理念及施工实际，简要地介绍盐渍土的分类及其特点，分析总结了盐渍土路基病害形成机理及其类型，并提出了相应的工程防治措施，仅供读者参考。

关键词：盐渍土；路基病害；防治措施

Abstract: This paper combine with the Xinjiang region of saline soil embankment design concept and construction practice, and briefly describes the classification of saline soil and their characteristics, analyzes and summarizes the saline soil subgrade defects formation mechanism of its type, and engineering control measures for readers'' reference.Key words: saline soil; subgrade defects; control measures

中图分类号：U216.42+1 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）05-0020-02

1 概述

盐渍土属于种特殊类土壤，它是盐土、碱土以及各种盐化、碱化土壤的总称。公路工程中规定，地表下1.0m内易溶盐含量平均大于等于0.3%的土称为盐渍土，主要分为氯盐泽土、亚氯盐泽土、亚硫酸盐渍土、硫酸盐渍土和碳酸盐渍土五种。当盐渍土作为路基填料，若处理不当，会造成路基产生各种工程病害，严重影响行车安全。

2 盐渍土路基病害机理及其类型

盐渍土路基病害产生的主要原因是盐渍土中盐分在土中的活动。路基中的地下毛细水、土颗粒的间隙水、土分子固有的结合水等溶解了盐分，由于蒸腾作用促使水分由地表挥发，盐分被保存下来，随时间的推移越聚越多。当温度降低，空气相对湿度增加时，盐分吸收了大量的水分子产生膨胀，导致路基产生盐胀、冻胀、翻浆、溶陷等工程病害。

2.1 盐胀

盐胀是指含有硫酸盐的盐渍土，降温时硫酸盐吸水结晶、体积增大、促使土体膨胀；温度升高时，硫酸盐脱水，体积变小，致使土体疏松。路基边坡及路肩表层在昼夜温度变化下，土体内部发生的盐胀现象，会导致路面局部不平、鼓起甚至开裂，在盐胀反复作用后，土体会变得疏松、多孔，易遭风蚀，并易陷车。盐胀作用已经成为盐渍地区高等级公路最突出的病害之一。

2.2 冻胀

冻胀是冬季路基土由于温度的降低，其中的水分生变成霜柱，使路面产生隆起的一种现象。当路基中的含盐量在一定范围内时，由于冰点降低、水分聚流时间加长，会加重冻胀现象。而在春融时期，路基土中的霜柱冰层从上部向下开始融化，土的密实度减小，部分土基的承载力明显降低，如果此时道路有重车通过时，对于沥青混凝土面层或者水泥混凝土板其下表面的拉应力会显著增大，进而导致路面产生网状裂缝破坏。

2.3 翻浆

翻浆主要是由于盐渍土中所含易溶盐晶体聚冰、脱水及吸湿潮化，使得土基饱水及承载力下降，在外荷载反复作用下形成翻浆。盐渍土地区的路基中的盐类浸水易溶解呈液态，土的强度降低，压缩性增大，含盐量越多，土的液塑限越低，其强度在路基达到液性状态时接近于零。对于氯盐渍土，不仅聚冰多，而且液、塑限低，蒸发缓慢，具有明显的保湿性，从而使土壤长期处于潮湿、饱和状态，易产生“液化”现象。

2.4 溶陷性

溶陷性一般与含盐量、厚度及浸水程度有关。浸水量越大，厚度、含盐量及下沉量也越大。盐渍土的含盐类型多为硫酸盐、碳酸盐和氯化物，氯盐和硫酸盐渍土均可产生溶陷。由于氯盐渍土具有较强的吸湿性，其溶陷性最为明显，随着土体的浸水，与土颗粒胶结共同起骨架作用的盐晶溶解，被土中的盐分充填的空隙在外部荷载或土体自重作用下失稳压密，从而造成路基产生不均匀沉降，路基边坡松软等工程病害的发生。

2.5 腐蚀性

氯盐对金属的腐蚀是非常强烈的。氯盐的腐蚀机理一般属于电化学腐蚀，氯离子先与铁反应生成FeCl2，由于生成的结合物不稳定性，在有氧的条件下，铁离子会与氧结合形成氧化物，进而将氯离子重新解离出来，加快了氯盐对铁的腐蚀速度。盐渍土中所含易溶盐与道路工程中所使用的腐蚀水泥、砂浆、混凝土和砖等发生化学反应，致使这些材料或制成品的工程性能发生变化，最终导致钢筋锈蚀，同时产生体积膨胀，致使水泥制品等产生粉化、剥裂，高等级路面结构层损坏。

3 盐渍土路基病害防治措施

盐渍土路段路基病害防治是近年来交通建设项目的重要课题之一。在导致盐渍土地区公路路基病害的众多因素中，含盐量、水和土质是主要因素，而且是可以加以控制的，而外界气候条件如温度、降雨等是难以控制的因素，因此，治理的关键是控制含盐量、水和土质。

3.1 地基强夯处治

强夯作用使土颗粒发生相对位移，原路基土的结构被破坏，毛细水上升通道消失，盐分移运路径受到阻碍，改变了路基位置的水循环环境。强夯作用后，路基土的强度和均匀性有较大提高，消除了湿陷性。强夯处治提前消除了在路基荷载作用下，土基的竖向横向变形，有效地减小工后沉降。

3.2 水分阻断

（1）提高路基高度，降低地下水位。主要是减少进入路基上部的水分和盐分，在积水路段一般路基高度控制在2.0m左右，一般路段路基高度控制在1.5m左右。有些盐渍土地区地下水位较高，路堤除了有再盐渍化的问题外，还有冻胀和翻浆的危害，应控制路堤的高程到不再盐渍化的的最小高度，该高度可以根据试验决定。降低地下水水位的主要方法有：控制当地地表水的渗入、减少地下水的补给来源、挖排碱渠等。

（2）设置隔离层。设置隔断层是防治盐渍土公路路基病害的重要措施之一，主要分为以下两种类型：第一种是砂石材料隔断层、变形缓冲毛细水上升通道的同时，还可以使盐胀变形得到缓冲，不破坏地基表面可以增加路基的整体强度，削弱或控制匀变形；第二种是土工布隔断层，可以为双层。如果是为了防止地表水和降水通渗，则设置在面层和基层之间；如果是为了防止水上升，则一般设置在路基和垫层之间。也可用沥青、石灰稳定土、石灰沥青膏或油料形成隔断层。

3.3 路基结构加固

在不改变道路运行环境的条件下，增强道路结构路基的强度和稳定性，同样可以达到保证道路保持良好状态的目的。目前用以加固道路结构的措施主要有半刚性基层、挤密桩加固地基、石灰（水泥、沥青）稳定土。

3.4 去除盐分

盐分是导致盐渍土具有盐胀、湿陷、腐蚀和加重翻浆等特性的根源，因此，如果能去除盐分，或者把有害的盐分转化为无害或者危害较小的盐分，同样可以达到处治盐渍土道路病害的目的，其主要方法有换填法、浸水预溶法、化学处治。

（1）换填法。换填法一般应用在路基含盐量超过规定的要求、路床过湿、压实度达不到压实要求或路基标高受限制的低填浅挖地段采用，换填一般采用砂砾或风积砂，换填厚度应根据地质勘探资料以及填料的试验结果确定，最小不应小于1.0m。

（2）浸水预溶法。浸水预溶法即对路基预先浸水，在渗透过程中土中易溶盐溶解，并渗流到较深的土层中，易溶盐的溶解破坏了土颗粒之间的原有结构，在土自重应力下产生压密。浸水预溶可使路基土盐胶结构改变，并在一定程度上降低路基土含盐量，可提前消除盐渍土溶陷等病害。浸水完成后即进入晾晒期，晾晒的目的主要是调整路基土含水率，达到满足下一步施工条件。在现场浸水及晾晒完成后，进行表面高程观测、浸水后土的常规物理力学指标试验等测试，对预溶的效果进行检验，并重新评价预溶后的场地土。浸水预溶法一般适用于渗透性较好的砂、砾石土、粉土和粘性盐渍土。

（3）化学处治。换填法、浸水预溶等方法对含盐量较高，盐渍土层较厚的地基是不太适合的，这时就可以采用化学处治的方法。化学处治应特别考虑其成本、安全和是否有毒性，否则会影响其实用性和可推广性。

4 工程实例

新疆地区的高速公路中路基比例比较大，路基长度占线路总长90%以上，而新疆全疆范围均存在盐渍土路基的问题，所以为了保证道路工程质量，新疆自治区于2001年2月专门颁布了《新疆盐渍土地区公路路基路面设计与施工技术规范》。颁布此规范的目的就是为了指导和规范盐渍土地区公路的设计和施工工作，防治、减少盐渍土地区路基的病害。

新疆奎屯至克拉玛依高速公路位于准噶尔盆地西北缘，线路全线处于盐渍土地区，土壤中主要的易溶盐为氯盐、硫酸盐、亚硫酸盐、硝酸盐及亚硝酸盐等。在路基施工过程中主要的防治措施为：铺设土工布设置隔断层、控制填料含盐量和提高压实度。

铺设土工布设置隔断层的主要目的是，阻断易溶盐的上升渠道，防止易溶盐进入路基结构层，全线所有路基及匝道均铺设了土工布。为了有效控制填料含盐量，除按设计和规范要求检测填料含盐量以外，并加大抽检频率，避免易溶盐含量超标的填料用于路基填筑。根据设计、规范和业主文件的要求，路基结构层的压实度均提高1%，现场实际施工中也按这个要求进行控制。除此之外还采取了低填浅挖和加强地表排水等措施。

5 结论

盐渍土的种类多，工程性质非常复杂，且其工程性质还会随着地貌特征、气候环境等的改变而变化，导致处于盐渍土地区的路基病害很多。因此，应根据具体病害的机理和工程要求，进行有针对性的处理。在具体实施过程中，也要根据当地自然条件、气候条件和盐渍土的类型、性质，从经济效益、防护效果、取料以及施工的难易程度等方面进行综合评价，可同时采用几种经济且有效的处治方法，以达到事半功倍的效果。

参考文献：

[1] 李旺. 盐渍土对路基路面的危害及解决措施[J]. 西部探矿工程, 2008, 33 (1): 213-214

[2] 汪双杰. 高速公路不良地基处理理论与方法[M]. 北京: 人民交通出版社, 2004

[3] 高江平， 吴家惠. 硫酸盐渍土膨胀规律的综合影响因素的试验研究[J]. 冰川冻土, 1996， 18(2): 170-177

[4] 翁同. 盐渍土地区毛细水迁移规律研究[D]. 西安: 长安大学, 2006.