新疆地區(qū)鹽漬土公路路基病害及施工處理

楊利林

（中交一公局第一工程有限公司， 新疆 哈密 839200）

0 引言

在公路修建的過(guò)程中，公路的路基是十分重要的組成結(jié)構(gòu)，要想實(shí)現(xiàn)公路的長(zhǎng)久使用，對(duì)路基質(zhì)量的把控不可缺少。但是，鹽漬土?xí)o路基帶來(lái)十分不利的影響，進(jìn)而嚴(yán)重降低和縮短了公路的質(zhì)量與使用期限。并且，我國(guó)的新疆地區(qū)較大范圍內(nèi)都是鹽漬土結(jié)構(gòu)，這在一定程度上影響到當(dāng)?shù)氐墓沸藿ㄙ|(zhì)量，很容易出現(xiàn)公路不耐用的情況，進(jìn)而增加我國(guó)政府支出，不利于當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展[1]。在此背景下，路基施工的過(guò)程中以更加科學(xué)的技術(shù)與方案進(jìn)行施工建造變得尤為重要，需要施工單位進(jìn)行深入研究。

1 鹽漬土簡(jiǎn)介

鹽漬土的定義十分廣泛，在土壤分類(lèi)中，堿土、彈性土、鹽土等都能被稱之為鹽漬土。鹽漬土的形成與地理環(huán)境和氣候都有著較大的關(guān)系，這也是造成我國(guó)新疆地區(qū)存在較多鹽漬土的一個(gè)主要原因[2]。在針對(duì)鹽漬土參數(shù)的研究中，地表以下1m范圍內(nèi)，其土壤中鹽、堿、碳性物質(zhì)含量超過(guò)土壤平均值的0.3%被定義為鹽漬土。并且，在部分地區(qū)的鹽漬土中，易溶鹽的含量會(huì)超過(guò)0.5%，其更是鹽漬土中的典型代表。在公路修建中，鹽漬土給路基的修建與使用造成十分不利的影響。鹽漬土的特性有著較強(qiáng)的鹽漲和溶陷特性，這在公路路基的修建及使用中體現(xiàn)得更為明顯。如果公路修建在鹽漬土上，在長(zhǎng)期的使用中由于受到鹽漬土的特性影響，將造成公路路基出現(xiàn)裂紋甚至是斷裂的情況，最終造成公路變形，失去使用價(jià)值。根據(jù)相關(guān)的研究數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，鹽漬土具有穩(wěn)定性差、受到自然因素影響大的特點(diǎn)，尤其是在公路這種需要長(zhǎng)期保持穩(wěn)定的建筑中更是起到十分不利的影響。

2 主要病害及其機(jī)理分析

2.1 溶陷性

在鹽漬土上進(jìn)行公路路基的修建，其呈現(xiàn)出的最明顯的病害是溶陷性的威脅。由于鹽漬土中含有大量的鉀鹽、鈉鹽等元素，其在周?chē)h(huán)境較為干燥的情況下有著穩(wěn)定性，但是一旦鹽漬土的濕度達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)，鹽漬土中的鈉鹽或者鉀鹽就會(huì)出現(xiàn)溶解的情況。如果將公路修建在該土質(zhì)上，當(dāng)鹽被溶解的時(shí)候土壤中的結(jié)構(gòu)遭到破壞，一般情況下呈現(xiàn)出的是鹽被溶解，土壤結(jié)構(gòu)變松散。在此基礎(chǔ)上土壤出現(xiàn)塌陷的情況，進(jìn)而影響到路面的穩(wěn)定性，出現(xiàn)路基下陷的情況[3]。路基在此類(lèi)土壤上建造，一旦土壤結(jié)構(gòu)遭受溶解性的破壞進(jìn)而造成下陷，這種病害般情況下出現(xiàn)含水量較多或者降雨較頻繁的地區(qū)，長(zhǎng)期受到水分的影響，嚴(yán)重干預(yù)到路基的穩(wěn)定性，降低公路質(zhì)量。

2.2 鹽脹和松脹

鹽脹和松脹也是鹽漬土壤常出現(xiàn)的一種病害形式。造成土壤出現(xiàn)鹽脹和松脹的原因主要是土壤中含有大量的硫酸鹽，硫酸鹽對(duì)土壤高度與密度的作用十分明顯，如果將公路路基修建在此土壤上，公路受到鹽脹和松脹病害的威脅，嚴(yán)重影響到公路的正常使用[4]。根據(jù)相關(guān)的研究發(fā)現(xiàn)，鹽漬土中的硫酸鹽含量如果超過(guò)2%則會(huì)造成土壤結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，受到鹽脹和松脹的影響，土壤出現(xiàn)明顯的隆起，如果將公路修建在該土壤上，在一定程度上增加了行車(chē)的風(fēng)險(xiǎn)。新疆地區(qū)的鹽漬土鹽脹情況主要與當(dāng)?shù)氐臍夂蛴兄艽蟮年P(guān)系，當(dāng)在冬季的時(shí)候，土壤中的硫酸鹽出現(xiàn)結(jié)晶的態(tài)勢(shì)，并且土壤中的鹽有著結(jié)晶脹起的趨勢(shì)，導(dǎo)致路面鼓起。但是到了夏季的時(shí)候，降水較多，土壤中的鹽呈現(xiàn)出溶解的情況，土壤中的硫酸鹽遇到水分之后快速溶解，進(jìn)而又使土壤中的鹽體積縮小，造成路面下沉。并且，新疆地區(qū)的晝夜溫差較大，也會(huì)存在此類(lèi)情況。在此情況下，路基的結(jié)構(gòu)隨著土壤結(jié)構(gòu)的改變反復(fù)變化，嚴(yán)重影響到路基使用的安全性。

2.3 翻漿病害

另外，在鹽漬土的病害構(gòu)成中，翻漿病害也是十分明顯的病害形式[5]。鹽漬土之所以會(huì)發(fā)生翻漿病害，這與土壤中鹽的含量與冰點(diǎn)有著直接的關(guān)系。當(dāng)土壤中的氯鹽含量較多的時(shí)候，其中鹽的冰點(diǎn)大幅度提高，當(dāng)土壤中氯鹽含量較低的時(shí)候，土壤的冰點(diǎn)隨之下降。并且，在此病害下，土壤中的含水量也是一個(gè)明顯的影響因素。土壤中的水量較多的同時(shí)氯鹽含量也較多，當(dāng)遇到低溫的時(shí)候，土壤中的氯鹽結(jié)冰，然后當(dāng)溫度升高的時(shí)候，氯鹽又會(huì)溶解，在這樣一凍一溶的反復(fù)過(guò)程中使土壤出現(xiàn)翻漿病害，進(jìn)而降低了公路路基的穩(wěn)定性，給公路的正常使用帶來(lái)嚴(yán)重的影響。同時(shí)，在凍與溶的反復(fù)過(guò)程中，土壤中的硫酸鹽冰點(diǎn)也有所下降，進(jìn)而造成土壤中的鹽分含量變化。在此情形下，土壤所出現(xiàn)的凍脹十分明顯，出現(xiàn)翻漿，直接影響到公路路基的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，另外加上公路長(zhǎng)期行駛大質(zhì)量的貨車(chē)，進(jìn)而造成公路損壞。

2.4 鹽分遷移提升

鹽漬土出現(xiàn)的鹽分遷移病害也是目前階段下威脅到公路路基實(shí)際使用安全性的一個(gè)病害形式。鹽漬土之所以會(huì)出現(xiàn)鹽分遷移的情況，這與土壤中的水分毛細(xì)作用有著直接關(guān)系，當(dāng)土壤中的鹽分進(jìn)行溶解時(shí)，土壤中水的毛細(xì)作用發(fā)揮效用，進(jìn)而將已經(jīng)溶解的鹽進(jìn)行遷移，最終造成鹽分遷移提升這一病害形式。在實(shí)際研究中，土中水的毛細(xì)作用會(huì)結(jié)合鹽的特性造成公路路基出現(xiàn)不規(guī)律的抬升，進(jìn)而影響到路面結(jié)構(gòu)的平整性與穩(wěn)定性，最終不利于保證公路的使用安全性[6]。

3 鹽漬土公路路基病害的處理措施

3.1 提升路基高度法

在應(yīng)對(duì)鹽漬土的病害時(shí)，為了提高路基使用的長(zhǎng)久性與安全性，選用最多的抵抗鹽漬土病害的措施是提高路基高度這一方法。在進(jìn)行鹽漬土上的路基修建過(guò)程中，通過(guò)對(duì)路基的提高，能夠有效拉開(kāi)水分與土壤中鹽分的距離，起到鹽和水隔絕的目的。在將鹽和水隔離開(kāi)后，鹽受到水的影響變小，進(jìn)而降低土壤中鹽給土壤帶來(lái)的結(jié)構(gòu)變化，實(shí)現(xiàn)路基的穩(wěn)定性大幅度提高。同時(shí)在針對(duì)該方法的使用中，需要結(jié)合地下水位的基本情況及當(dāng)?shù)氐慕涤昵闆r，在確保這兩個(gè)變量得到控制后，采用該方法解決鹽漬土給路基帶來(lái)的病害，其效果較好[7]。

3.2 換填法

在應(yīng)對(duì)鹽漬土病害給公路路基帶來(lái)的不利影響中，采用換填法也是一個(gè)十分有效的方法。在路基修建的過(guò)程中，對(duì)路基進(jìn)行夯土、填土等基本操作，在這一環(huán)節(jié)中將含鹽分較少或者是不含鹽分的土壤進(jìn)行修建與換填，能夠在一定程度上提高公路路基抵御鹽漬土病害威脅的能力。在該項(xiàng)措施的實(shí)際落實(shí)中，必須確保換填的土壤高度達(dá)到1m以上，結(jié)合當(dāng)?shù)赝寥乐泻宣}分的特性，該高度可適當(dāng)更改，但是不能低于1m。在換填的原材料選擇中，可以不局限在土壤這一物質(zhì)上，例如在新疆地區(qū)常見(jiàn)的礫石土、風(fēng)積沙等都可作為換填的物質(zhì)。

3.3 水浸預(yù)溶法

在提高公路路基抵抗鹽漬土病害威脅的實(shí)際應(yīng)用中，采用浸水預(yù)溶的方式也是一個(gè)有效的選擇。在該技術(shù)措施具體落實(shí)的過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)選取好路基的修建位置，并大致規(guī)劃路基修建的走向。在這些基本工作完成后，將路基需要修建的位置采用水浸的方式將土壤中的鹽分預(yù)先溶解，實(shí)現(xiàn)土壤中鹽分的降低，并且鹽分會(huì)隨著水浸的方式出現(xiàn)下沉或者轉(zhuǎn)移的情況。在經(jīng)過(guò)水浸的土壤上進(jìn)行路基的修建，路基將不會(huì)受到土壤中鹽分的侵?jǐn)_，進(jìn)而提高路基的質(zhì)量。需要注意的是，在采用該技術(shù)手段的時(shí)候，應(yīng)采用分階段水浸的方式進(jìn)行，從而能夠在節(jié)約水的基礎(chǔ)上控制土壤中鹽分，將效益最大化。

3.4 強(qiáng)夯法

強(qiáng)夯法一般也會(huì)應(yīng)用到鹽漬土的路基修建工作中，其能夠有效提高路基的建設(shè)質(zhì)量。強(qiáng)夯法的主要原理是對(duì)需要修建路基的土壤進(jìn)行夯筑，通過(guò)夯筑的方式壓縮土壤的孔隙，提高土壤的密度。當(dāng)土壤的密度提高之后，土壤及土壤中鹽分受到水的影響就會(huì)變小，進(jìn)而降低土壤由于鹽分遇水出現(xiàn)變化的情況。但是需要注意的是，個(gè)別地區(qū)的土壤中含鹽量較大，在運(yùn)用該方法的時(shí)候應(yīng)結(jié)合水浸法共同使用，確保土壤中鹽分較低的情況下進(jìn)行強(qiáng)夯。圖1為路基斷面示意圖。

圖1 路基斷面

3.5 降低地下水位法

在解決鹽漬土病害給公路路基帶來(lái)的影響中，通過(guò)實(shí)施降低水位也有著一定的作用。由于鹽漬土中的鹽分受到水的影響較大，在進(jìn)行路基修建的過(guò)程中，將路基附近的水位降低，能夠有效隔絕土壤中鹽分與水分的接觸，進(jìn)而降低水分給鹽漬土帶來(lái)的影響，實(shí)現(xiàn)科學(xué)保護(hù)路基的目的。在該技術(shù)的應(yīng)用下，路基中的水分被排出，鹽分不會(huì)受到水的影響，其還能夠起到蒸發(fā)池的作用，進(jìn)一步提高路基的穩(wěn)定性與堅(jiān)固程度，有著一定的應(yīng)用科學(xué)性。

3.6 設(shè)置隔斷層法

最后，隔斷層的設(shè)置也是提高路基使用穩(wěn)定性的關(guān)鍵舉措。通過(guò)設(shè)置隔斷層，其能夠阻止土壤中毛細(xì)水對(duì)鹽分的作用，并且在此基礎(chǔ)上提高路基的穩(wěn)定性與安全性。在進(jìn)行該隔斷層設(shè)計(jì)與施工的過(guò)程中，可以采用礫石、清砂、油毛氈等材料作為隔斷層的建材，經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)與研究發(fā)現(xiàn)，這些材料有著阻隔水汽上升的效果，大幅度降低水汽給土壤中鹽分帶來(lái)的影響，進(jìn)而提高公路路基的穩(wěn)固程度。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，我國(guó)的新疆地區(qū)有著大面積的鹽漬土，但是該地區(qū)的公路修建又是不可缺少的。在應(yīng)對(duì)鹽漬土病害給路基帶來(lái)的影響中，本文主要列舉了六種較為常見(jiàn)的方式，希望能夠給相關(guān)施工人員提供幫助，以確保我國(guó)的新疆地區(qū)路基施工的質(zhì)量。