盐渍土路基工程特性及施工技术分析

杨亚雄

（中交二公局第四工程有限公司 河南省洛阳市 471013）

盐渍土路基工程特性及施工技术分析

杨亚雄

（中交二公局第四工程有限公司 河南省洛阳市 471013）

我国存在大面积的盐渍土地区，特别是新疆地区，盐渍土的分布范围很广。由于盐渍土拥有盐胀性、溶陷性、腐蚀性等性质，盐渍土的存在使得公路建设的难度增加。本文首先对新疆地区盐渍土路面进行了简单分类，并对于不同的盐渍土的形成过程与对应的特性进行了分析，最后介绍了应对盐渍土路面的常见方法。

盐渍土路；路基；工程特性；施工技术

1 引言

盐渍土是由于在土中受到盐碱成分的作用，使得在土壤中含有沿途和碱土和其他烟花的物质形成的土壤的统称。盐渍土分布范围在100多个国家和地区，占陆地面积的1/4，国家标准规定当土壤中可溶性盐含量在0.3%以上时，将其列为盐渍土行列。由于盐渍土的复杂性，公路地质的灾害也层出不穷，盐渍土地基上的公路经常出现盐胀、裂缝、松散等病害，再加上盐渍土腐蚀性较强，耐磨性较弱，使得公路的养护费用相当巨大。

新疆的盐渍化极为严重，新疆盐渍土面积超过15万km2，占全区总面积的9.5%，由于新疆面积大，气候易变，不同区域盐渍土的类型也不尽相同。例如在哈密地区，由于降水量少，地质为粗粒土，以结晶体的形式存在，常规的盐渍土处理方式对其作用不大。下面将详细分析新疆盐渍土的路基特性，并基于这些分析给出施工过程中的技术性建议。

2 盐渍土路基工程特性

盐渍土的基本工程特性有以下三种：

（1）盐胀性，主要是由于盐晶体在有充足水的情况下会形成结晶水，使得体积变大，例如硫酸钠，从无水硫酸钠到生成带有10个结晶水的晶体过程中，体积可增加3.14倍之多。由于盐渍土路面上盐的含量较多，因此路基的体积膨胀高度肉眼可以看见，对路基的破坏性强，严重影响行车安全。

（2）溶陷性，盐渍土中含有的盐与土壤之间形成胶体，导致在干燥时的强度高，压缩性较小，而一旦遇水，则盐溶于水使得路基在车辆载荷或自重下出现下沉现象。

（3）腐蚀性，盐渍土对地下设施的腐蚀性较大，一般分为物理腐蚀与化学腐蚀两种，物理腐蚀一般在湿度变化较大的情况，此时由于盐的结晶导致较大的应力，使得路面脱落现象。化学腐蚀是由于酸根离子和二氧化碳、水和其他碱、盐发生化学反应，最终导致膨胀、腐蚀的现象。如果硫酸盐的含量超过1%则对混凝土路面有较强的腐蚀。

新疆的盐渍土面积大，根据行程的气候条件可以分为河流沉积类与山前冲击类两种。河流、湖泊在其周边形成湿地，在气候干旱时蒸发量较大，使得河流周围的周围发生盐渍化，比如罗布泊、塔里木河等地，盐渍化较高，盐胀和盐渍化的软土较多，因此路基的工程性能较差，经常对公路造成盐胀、腐蚀等病害。

此类地区的路基，在土中的含盐量少时，土粒与盐溶液之间作用，离子交换导致土粒的扩散层后，使得土颗粒变大，达到饱和状态后结晶。土粒的结晶会使得土颗粒排列发生变化，使得颗粒的粘结力也发生一定的改变。由于在这个过程中有固体溶解为液体和液体析出为固体的过程，会出现相变，伴随着这些相变的不断出现，土壤的性质也在发生改变。通过上面的一系列微观变化，在宏观上出现盐胀和沉陷，导致路基的软化、膨胀，使得出现翻浆等病害。从上面的分析中发现，这种特性与水位的高低和温度的大小有密切的关系。

表1 盐渍土区域路基的最小高度表

另一类盐渍土是由于天山等山脉前的平原地带。这些平原地带附近的盐渍土由岩石中沉积的矿物质组成，盐渍土的面积较大，盐分的主要存在方式是晶体形式，没有聚集性，盐分自上而下沉积，与上面河流形成的盐渍土的沉积完全不同。例如吐托鄯盆地的山前冲击平原，盐渍土的范围很广，盐渍化的程度较高，以中强盐渍土为主，盐的成分为硫酸盐和亚硫酸盐，此区域的盐渍土的自身特性有以下两个方面：①在沉积方式上，此区域的盐泽土主要是由于洪水夹带地表上的矿物质所形成，这个过程大致在数个小时到一两天之间。在沉积之后，随着水分的蒸发，盐分在土壤颗粒的缝隙中迅速结晶，而后经历一段时间，再经过一次洪水的冲击。所以此区域的盐渍土在地表上沉积，水平方向、竖直方向上没有规律性。②从表面聚集性上，此区域的盐渍土没有聚集性，主要是因为降雨量过少，没有盐渍土能移动的条件。

对于这类工程，经常采用隔断等措施可以进行处理，不过由于土质结构较为复杂，有大颗粒间的接触，也有土壤中的土体颗粒与盐晶体之间的骨架结构，这种骨架结构的强度交高。对水的敏感性则主要由占主体的结构所决定。这些微观反应下，主要宏观表现为某些路面由于盐晶体参与到了路基的骨架，从而出现溶陷，而有些大颗粒接触为主体的路基则不会出现溶陷。同样，是否出现盐胀也取决于路基的具体盐渍类型。

可见，研究盐渍土路基的基本特性，需要研究盐渍土形成的微观结构、气候、地表水量等特性，在遇到盐渍土路基时，必须针对不同的环境给出正确的盐渍土类型，并根据对应的标准进行施工。

在勘察时，需要收集施工区域的地质材料，确定盐渍土分布的大致范围，在设计线路时，首先要尽量绕避高盐渍土区域，当无法绕避或绕避的工程量过大时，才在盐渍土区域上铺设公路。在铺设公路时，需要结合盐的特性、地表水、地下水等基本情况进行分析，研究可能产生的病害，并根据具体分析结果对盐渍土地基路面施工。

3 盐渍土路基施工技术

盐渍土路基的处理需要根据含盐量、地质、水文、地形等条件，因地制宜地利用设置隔断层、提升高度、降低水位、除去盐分、加强路面等措施，以达到路床0～80cm均处在干燥或在潮湿状态下达到稳定，而不受水分、盐分的影响。下面详细介绍这些方案：

（1）设置隔断层。指在路基内利用隔断层隔断，以防止水分、盐分进入到路基的上部。隔断层主要包括土工布、薄膜隔断和风积沙、河沙隔断两种。对于中强盐渍土区域，修建高级路面以上的公路时，可采用土工布、薄膜隔断，以隔绝下层的水分、盐分与上层公路之间的联系。当盐含量小于0.3%时，可以试用风积沙隔断或河沙作为隔断层，填充厚度由具体的地理环境和公路的等级具体确定，一般二级以上的公路大于50cm。当盐渍土的地下水位较高时，可以采用20～30cm的碎石作为隔断层。

（2）提高路基高度。提高路基高度可以减少路基上的水分、盐分。如果提高的高度不高，则效果并不理想。因此，提高路基高度与排水设计应进行综合考虑。表1给出了盐渍土区域路基的最小高度标准。若冻深大于1m，则对于粉质的亚粘土硫酸盐土质，路面地基需要高出地下水6～7m才能够有效地防止盐胀。

（3）降低地下水位，与提高路基高度相类似，将地下水位降低到表1中所要求的范围，只有降低的深度较大时，才会有本质上的改变。如果气态水分在盐胀水分中所含的比重很大，则不适合采用这种方法。

（4）去除盐分。去除盐分是指将盐渍土中的能导致盐胀的硫酸盐去除掉或者用其他盐分代替的方法。主要有换填法和化学处理两种方法。换填法可用在埋深比较浅，含盐量很高的强盐渍土路段。换填的材料可以是土灰和其他非盐渍土，此法可有效消除盐渍土路基导致的病害。对路面进行换填时，最重要的是对于深度和宽度的把握。深度的总体要求是换土层的深度要超过可溶性或盐胀性盐渍土的厚度，使得溶陷或盐胀索引器的结构变形在许用范围内。换土宽度则需要保证下卧层顶面的压力小于此土层浸水之后的承载能力，同时也要保证周围的盐渍土发生沉陷时，换土部分的土体的稳定性不会有太多影响。化学方法则主要用在盐渍土层过厚而不适宜用换填法的情况。由于含有可溶性硫酸根离子的盐渍土容易发生盐胀，因此将可溶性硫酸根离子转换为沉淀即可有效防治盐胀问题。主要化学试剂由氯化钙和氯化钡，与硫酸根离子反应均出现不溶性盐。为使化学成分不受不被下层的水和盐成分所影响，在路面的底部应当设置隔断层。

（5）加强路面。此方法针对轻度盐胀老公路的养护。可以在老公路的基础上铺上砂砾垫层或者铺设半刚性的基层，使得路基的盐胀幅度减少。

4 结论

本文通过分析盐渍土的分类和不同类型盐渍土的形成原因，新疆的盐渍土类型以及这些盐渍土所能带来的病害。分析发现不同的成因导致盐渍土的土壤性质相距甚远，在处理盐渍土路面问题时，必须根据当地的具体情况进行分析。最后探讨了盐渍土路基施工的具体技术，主要包括设置断层、路基高度的提升、地下水位的降低、盐分的祛除以及路面的加强等技术。

[1]李伟华，罗 胤，王晓明，等.盐渍土引起的公路病害及防治措施[J].建筑技术开发，2006，33（11）：98～99.

[2]王海春，井浩.硫酸盐渍土盐胀机理及抑制措施[J].青海师范大学学报（自然科学版），2006（4）：80～85.

[3]武二杰，孙现锋.盐渍土路段公路路基处理的处理[J].科技信息，2007（27）：428，425.

U215

A

1004-7344（2016）11-0141-02

2016-3-26