新疆鹽漬土公路路基病害及處理措施

張宏煒

(新疆公路規劃勘察設計研究院)

1 新疆鹽漬土對路基工程的危害

鹽漬土的組成與常規土不同，由氣、水鹽溶液、難溶結晶鹽、易溶結晶鹽和土顆粒組成。在溫度變化和有足夠的水浸入鹽漬土時，土中的易溶結晶鹽將會被溶解變成液體，同時氣體孔隙也被充填。此時，鹽漬土由固、液、氣的三相體轉變為固、液二相體，在其轉變過程中，通常伴隨土的結構破壞和土體變形。相反，當環境條件發生變化時，鹽漬土的兩相體也會轉化為三相體，此時土體也會發生體積變化。因此，鹽漬土的相態變化對工程帶來嚴重危害。

1.1 溶陷

溶陷主要是由于道路鹽漬土路基或結構層在淡水作用下，鹽分溶解并被水分帶走，導致路基土體強度逐漸喪失。在車輛荷載或自重作用下，鹽漬土路基或結構層出現沉陷、孔洞等破壞，并逐漸反映至面層。這類病害以氯鹽漬土地區較為多見。

1.2 翻漿

翻漿主要是由于鹽漬土中所含易溶鹽晶體聚冰、脫水及吸濕潮化，使得路基土體飽水及承載能力下降，在車輛荷載反復作用下形成翻漿，使道路表面泥濘、濕滑，影響車輛正常通行。翻漿是由于土質、溫度和水3個自然因素和荷載的共同作用形成的，這類病害以氯鹽漬土地區較為多見。

1.3 鹽脹

鹽脹主要是由于鹽漬土中的鹽分因結晶膨脹而造成的路面局部不平、鼓起開裂，以及在晝夜溫度變化所引起的鹽脹反復作用下造成路基邊坡及路肩表層的疏松、多孔，致使道路易遭風蝕，易于陷車。鹽脹主要發生在硫酸鹽漬土地區。

1.4 腐蝕

腐蝕主要由于鹽漬土中所含易溶鹽與道路工程中所使用的金屬材料、非金屬制成品發生化學反應，致使這些材料或制成品的工程性能發生劣化，最終導致道路的破壞。這類病害在道路工程中的表現為鋼筋銹蝕、混凝土或粘土制成品粉化開裂以及高等級路面結構層損壞。

2 新疆鹽漬土公路路基病害的處理措施

從鹽漬土的工程特征來看，其主要影響來自于水的作用。因此采取有效、合理的防水系統，不使路基土體受水浸蝕，是主動防治法。而在地基與基礎中采取處理措施，則為被動防治法。若處理得當，既可彌補前者的缺陷，又可降低造價，保障結構安全。本文介紹鹽漬土路基的幾種處理方法。

2.1 提高路基高度法

提高路基填筑高度，可以減少進入路基上部的水分和鹽分，使上部路床受鹽漬影響較小，有效防止鹽脹。如使路堤不受凍害和次生鹽漬化的影響，應使路堤高度大于最小填土高度，最小填土高度應以地下水最高位，毛細水上升高度，臨界凍結深度決定。提高路基高度只能應用于弱中且為非硫酸鹽漬土地段。施工中首先應將表層的植被、鹽殼、腐殖土等清除，然后才可按規范要求分層填筑。施工中必須嚴格控制填料，確保填料為非鹽漬土且具有較好的透水性。

2.2 換填法

換填法一般應用在路基含鹽量超過規定的要求、路床過濕壓實度達不到壓實要求或路基標高受限制的低填淺挖地段采用，換填厚度應根據地質勘探資料以及填料的試驗結果確定，最小不應小于1.0m。一般地，換填土宜選用礫石土或風積砂，必須確保所換填的土質為非鹽漬土且有足夠的強度。從路基換填及鏟除的鹽漬土不得堆于路基兩側坡腳，應集中拉運到距離線路不得小于30m以外，以免發生次生鹽漬化。

2.3 浸水預溶法

浸水預溶法即對路基預先浸水，在滲透過程中土中易溶鹽溶解，并滲流到較深的土層中，易溶鹽的溶解破壞了土顆粒之間的原有結構，在土體自重應力下產生壓密。浸水預溶可使路基土鹽膠結構發生改變，并在一定程度上降低路基土的含鹽量，可提前消除鹽漬土溶陷等病害。

浸水完成后進行晾曬，晾曬的目的主要是調整路基土的含水率，達到滿足下一步施工條件。在現場浸水及晾曬完成后，進行表面高程觀測、浸水后土的常規物理力學指標試驗等測試，對預溶的效果進行檢驗，并重新評價預溶后的路基土。浸水預溶法一般適用于厚度較大，滲透性較好的砂、礫石土、粉土和粘性鹽漬土。

2.4 強夯法

路基土在浸水后，強度會大幅降低，為了提高路基土強度，消除或降低路基土的溶陷性，對浸水后的路基土體采用強夯法加固處理。該方法工藝簡單、效果好、施工速度快、費用低、適合土層范圍廣。強夯法一般和浸水預溶法配合使用，浸水后進行強夯效果最佳。

強夯處理的主要目的是:(1)提高路基土的干密度，減少孔隙比，以達到消除和減少溶陷沉降量;(2)滿足規范的壓實度要求;(3)提高路基土的均勻性及整體性，消除或減少差異沉降量及剩余沉降量。

2.5 降低地下水位法

加強地表排水和降低地下水位，可以防止雨水浸泡路基，以減少進入路基上部的水分和鹽分，避免地下水上升引起路基土次生鹽漬化和凍害。同時，可以結合取土，在路基上游擴大取土坑平面面積，使之起到蒸發池的作用，蒸發路基附近的地表水。亦可在路基上游做長大排水溝，以攔截地表水，降低地下水位。

2.6 設置隔斷層法

隔斷層法就是在路基某一層位設置一定厚度的隔斷層，其根本目的是隔斷毛細水的上升，防止水分和鹽分進入路基上部，從而避免路基或路面遭受破壞。隔斷層類型按采用材料有土工布隔斷層、風積砂或河砂隔斷層，礫石隔斷層和瀝青砂，油毛氈等隔斷層。土工膜、瀝青砂、油毛氈屬不透水性隔斷層，可隔斷下層毛細水和氣態水上升，礫石和風積砂屬透水性隔斷層，只可隔斷毛細水的上升。

當采用提高路基高度或降低地下水等措施有困難或不經濟時，用滲水土填筑路堤適當部位，構成毛細水隔斷層。其位置以設在路堤底部較好，其厚度視所選用的滲水土的顆粒大小而定，即相當于毛細水在該滲水土中的上升高度加安全高度。還可設置土工布作為隔斷層以隔斷地下毛細水的侵蝕。設置隔斷層是處治路基鹽脹最有效、最簡便的措施，應優先考慮采用。一般應用于中強鹽漬土地段，特別是硫酸鹽漬土地段，受地面水或地下水毛細水影響的路基。

3 鹽漬土地區路基施工注意事項

(1)合理安排施工季節。在鹽漬土地區筑路，應盡可能地考慮當地鹽漬土的水鹽狀態特點，力求在土的含水量接近于最近含水量的時期及不發生凍結，也不積水的枯水季節進行施工。對于不凍結的土，可以考慮冬季施工。

(2)施工時應測試土壤含鹽量和含水量。如設計無特殊措施，不得使用含鹽量超過規定允許值的填料。取土坑表層含鹽量超過允許值時，應予鏟除堆于坑的外側。填料含水量不應大于最佳含水量1％，雨天不得取土填筑。

(3)鹽漬土地區應分層取樣，取樣深度為地表層下0.05m、0.25m 各取一組，以下每隔 0.25m 各取一組，至1m深為止。如1m以下含鹽量仍然很大，可適當加深。因表層鹽分在干旱季節聚積最多，故取樣也應在干旱季節。

(4)各取土坑、場，應加強含鹽量均勻性的測試。填筑基床表層每取500m3，基床表面以下每取土1 000m3，應至少作一組試件，每組取3個土樣，取土不足上列數量時，亦應作一組試件。

(5)用各類鹽漬土填筑的路堤，基床以下填土的壓實系數應達到0.9。當填料的氯鹽含量大于5％時，填層壓實應另按設計要求加大壓實度。

(6)鹽漬土路基施工要分段一次做成，自清除基底過鹽漬土開始，要連續施工，一次做到設計的路基標高。在采用毛細水隔斷層的地段，至少要一次做到隔斷層的頂部，以避免路基的再鹽漬化和形成新的鹽殼。

4 結論

路基提高高度法施工簡便，當附近滿足要求的填料較豐富時，可應用于弱中非硫酸鹽漬土段，但有時為了滿足防止發生次生鹽漬化的最小填筑高度時，會使路基臨空面增大，造成行車安全受到影響;換填法可改善路基土的特性，但是挖(棄)方量、借方量大處理困難，處理不當易發生次生鹽漬化，填料需嚴格控制，因多數情況下需遠運，成本較高;強夯法工藝簡單、效果好，施工速度快，費用低，適合土層范圍廣，易于保護環境，但強夯法一般配合浸水預溶法使用，在過干旱缺水地區使用有限制;隔斷層法可隔斷毛細水上升，保證路床上部的穩定，施工中應嚴格選用隔斷層材料，該法較經濟，已普遍應用。

鹽漬土的化學成分復雜，其中氯鹽具有強烈的吸濕性和保濕性，用氯鹽漬土填筑的路基容易吸水軟化;硫酸鹽漬土具有松脹性，每年春季容易引起路基隆起和下沉，造成翻漿冒泥;堿性鹽漬土具有膨脹性，對路基的強度與穩定不利。針對鹽漬土的這些特性，修筑路基時應分別采取合理的技術措施，主要是確定路基的最小高度，嚴格控制夯實度和在路基基底或中部設置毛細水隔斷層等，以防止路基下面的鹽分向路基土體上部轉移，避免路基表層再度鹽漬化。

新疆鹽漬土分布廣泛，鹽漬土對公路路基的危害性極大，因此，有效的公路路基處治方法，應根據公路等級對路基的要求、鹽漬土地區的工程特性、鹽漬土的含鹽類別及含鹽量與對公路工程的影響程度，結合施工環境條件、施工工期及當地筑路材料來源，經技術經濟比較綜合確定。

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