鹽漬土地基處理技術(shù)探討

蔡先強

（山西省交通科學(xué)研究院，山西 太原 030006）

1 工程概況

忻州環(huán)城高速公路是山西省高速公路網(wǎng)“三縱十一橫十一環(huán)”布局規(guī)劃中“十一環(huán)”的重要組成部分。本項目南接大運高速公路，北接忻阜高速公路，路線全長31.7 km。全線采用雙向四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，設(shè)計速度采用100 km/h，路基寬度采用26 m。本項目位于忻州，屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，冬季寒冷干燥，夏季炎熱多雨，各地溫差懸殊，降水高度集中。沿線水文地質(zhì)條件受地貌單元控制，差別較大，黃土丘陵區(qū)大部分路段在鉆探深度內(nèi)未揭示地下水，沖積平原區(qū)地下水埋藏較淺，根據(jù)地質(zhì)調(diào)查，結(jié)合鉆探資料，按地下水賦存、補給條件，含水層巖性、地下水類型、排泄、徑流等水文地質(zhì)條件，項目主要為第四系松散巖類孔隙潛水。地表水主要為牧馬河水，為季節(jié)性河流，下雨時有水，無雨時水量較小，水量貧乏。結(jié)合項目所處的氣候條件及地下水與地表水等情況，為后續(xù)鹽漬土的處理技術(shù)提供依據(jù)保障。

2 鹽漬土簡介與危害機理

2.1 鹽漬土簡介

鹽漬土指的是不同程度的鹽堿化土的統(tǒng)稱，在公路工程中，主要指地表土層1 m范圍內(nèi)，易溶鹽含量超過0.3%的巖土，巖土中易溶鹽類主要有氯化物鹽類、硫酸鹽類、碳酸鹽類3種，其中以鈉鹽為主的 NACl、MgSO4、Na2CO3、NaHCO3對公路工程危害性較大[1]。鹽漬土按鹽漬化程度分為弱、中、強、過鹽漬土四類，鹽脹性和溶陷性是鹽漬土的兩大特性，也是公路病害的主要癥結(jié)，鹽漬土對路基的危害表現(xiàn)有鹽脹、翻漿、凍脹、淋溶與濕陷等多種病害，嚴(yán)重影響著公路的穩(wěn)定性和耐久性。

2.2 鹽漬土對公路的危害機理

鹽漬土的危害性不僅表現(xiàn)在其本身的特性上，更防不勝防的是后期的向上侵蝕性。鹽漬土路段一般應(yīng)以填方路堤通過，但在具體工程實踐過程中，會發(fā)現(xiàn)一些工程項目仍會受鹽漬土的困擾，鹽漬土對路基甚至路面產(chǎn)生不同程度的破壞，為降低甚至杜絕鹽漬土的侵襲，首先要了解鹽漬土的危害機理。鹽漬土中的易溶鹽不僅與水分相關(guān)，還受溫度影響，鹽分溶解度隨溫度升高而增大，在水分與溫度的共同作用下，易溶鹽隨毛細(xì)水上升，水分蒸騰，鹽分上移，日積月累，逐步侵蝕到路基及上部結(jié)構(gòu)，鹽漬土的各種破壞性開始顯現(xiàn)。

3 鹽漬土地基處理技術(shù)

為使鹽漬土地基處理技術(shù)闡述的更加具體，現(xiàn)結(jié)合忻州環(huán)城高速公路工程實際，將設(shè)計理念進行綜合分析探討。

3.1 項目所處的鹽漬土現(xiàn)狀

忻州環(huán)城項目起訖樁號為K0+000—K31+704，鹽漬土主要集中在K21+000—K24+050段，長度3.05 km，鹽漬土形成的主要因素是地形條件，由于該段落處于沖積平原地貌之內(nèi)，本段落海拔760～770 m，為一個相對低洼地，由于鹽分隨地面、地下徑流由高處向低處匯集，使洼地成為水鹽匯集中心。對本段土層采取分段取樣，進行土壤含鹽量試驗，鹽漬土類別為弱—中亞硫酸鹽漬土。具體段落見表1，判定試驗樣表見表2。

表1 項目區(qū)鹽漬土地段表

表2 鹽漬土判定表

3.2 設(shè)計思路綜述

3.2.1 繞避方案

在前期的工可和初步設(shè)計階段，應(yīng)查明鹽漬土成因、類型及鹽漬化程度，提出相應(yīng)的設(shè)計方案，宜考慮對鹽漬土地區(qū)進行繞避方案比選，尤其是經(jīng)過較長的強鹽漬土或過鹽漬土?xí)r，盡量考慮繞避方案，因為即使采取了防范措施，強鹽漬土或過鹽漬土的侵蝕性在后期仍會有些影響。本項目經(jīng)工可、初設(shè)的分析對比，以最短的距離經(jīng)過鹽漬區(qū)更為經(jīng)濟合理。

3.2.2 高填路基

本項目鹽漬土段落處于平原區(qū)，且基本是農(nóng)田，土源不足，運距較遠(yuǎn)，如果采用高填處理，工程造價較高，并由此占用大量農(nóng)田，不適宜高填，只能滿足規(guī)范要求的大于最小填高的2倍[2]。

3.2.3 常規(guī)技術(shù)對策

如果由于條件限制，繞避與高填都不能采用的話，則應(yīng)考慮常規(guī)對策，關(guān)鍵集中在避水與隔斷上，水是危害路基路面強度和穩(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)計尤為重要[1]。具體操作時，還應(yīng)參考鹽漬土所在區(qū)域土質(zhì)情況，如果土質(zhì)為粗粒料（如砂礫石土等）的弱鹽漬土，由于毛細(xì)水上升的高度有限、含鹽量小，簡單清表處理即可；如果土質(zhì)為細(xì)粒料（如粉土、粉細(xì)砂等）的鹽漬土，由于毛細(xì)水的上升高度大，鹽分直接進入路基，對路基造成破壞，不論含鹽量大小，均需處理。首先根據(jù)鹽堿化程度，清除表面鹽漬土30～100 cm鹽漬土，對于溶陷性高、地基承載力要求大的軟弱鹽漬地區(qū)，可考慮樁基或復(fù)合地基；其次設(shè)置隔斷層，隔斷層可采用透水性材料，如礫石、河沙等，如果鋪設(shè)復(fù)合土工膜，隔斷效果更為理想，復(fù)合土工膜是由聚合物膜與土工織物加熱壓合或用膠黏劑黏合而成，有一布一膜、二布一膜、三布二膜等，宜結(jié)合項目實際甄選；下一步做好防排地下水、地表水措施，尤其在排水困難地段，要建立起綜合排水系統(tǒng)。本項目采取的處理措施是采取基底換填1.0 m砂礫處理，可以有效地隔斷水分和鹽分浸入路基，沒有設(shè)置復(fù)合土工膜，因為本項目鹽漬化程度相對較弱，近幾年已改造為農(nóng)田。

圖1 鹽漬土地基處理設(shè)計圖

在綜合設(shè)計思路的框架結(jié)構(gòu)中，還應(yīng)注意細(xì)節(jié)的把握：在外業(yè)勘探時，應(yīng)查明地下水位的埋深及其1年的變化規(guī)律和多年的變化趨勢，毛細(xì)水上升情況及其變化規(guī)律；路基填料和壓實度應(yīng)按規(guī)范要求嚴(yán)格控制；取土坑、深排水溝的選擇等。

4 結(jié)束語

我國鹽漬土不僅地區(qū)之間的差異很大，即使在同一地區(qū)，由于地形、地質(zhì)、水文和環(huán)境等條件不同，其鹽漬化程度、含鹽性質(zhì)也往往不相同，所以，鹽漬土地區(qū)公路的設(shè)計、施工技術(shù)方案，必須在加強調(diào)查研究、盡量采用先進技術(shù)的基礎(chǔ)上，不斷優(yōu)化鹽漬土路基設(shè)計、施工和病害處治，緊密結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H情況，做到因地制宜、科學(xué)合理、經(jīng)濟適用。