脫永剛

摘要： 國內(nèi)西部區(qū)域具備比較復(fù)雜的地質(zhì)狀況，也屬于重點(diǎn)分布鹽漬化軟基和鹽漬土的地區(qū)，在張掖公路管理局高臺(tái)公路管理段所養(yǎng)護(hù)的路段中，鹽漬土的比例非常大，鹽漬土的特點(diǎn)是存在腐蝕性、鹽脹性、溶陷性，并且承載地基的能力低、壓縮系數(shù)大、抗剪強(qiáng)度小。

Abstract： The western region of China has more complex geological conditions and also belongs to the area where salinized soft soil and salty soil are mainly distributed. Among the sections conserved in the management section of Gaotai Highway of Zhangye Highway Administration Bureau， the proportion of saline soil is very large. Saline soil is characterized by the presence of corrosive， salt dilatant and collapsibility， with low capacity of bearing the foundation， large compressive coefficient and small shear strength.

關(guān)鍵詞： 鹽漬土；公路養(yǎng)護(hù)；技術(shù)

Key words： saline soil；highway maintenance；technology

中圖分類號：U418 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）04-0180-02

1 鹽漬土的概念和特點(diǎn)

1.1 一般在巖土工程中劃歸鹽漬土為特殊的地基

其通常指的是地表以下1m土層當(dāng)中平均易溶鹽含量在0.3%以上的土。鹽漬土在干燥狀態(tài)時(shí)，即鹽類狀態(tài)是結(jié)晶的情況下，地基土的強(qiáng)度比較高。在浸水地基的情況下，易溶鹽的狀態(tài)是液體，土體出現(xiàn)性質(zhì)的改變，地基的壓縮性增加和強(qiáng)度減小。在較大含鹽量的區(qū)域，土塑限和液限比較低。在土液限跟含水量相等的情況下，抗剪性一般是零，也就是處在小含水率條件之下的鹽漬土的強(qiáng)度會(huì)失去。硫酸鹽結(jié)晶的情況下，出現(xiàn)膨脹的體積狀態(tài)，碰到水的情況下減小體積，如此的松脹性會(huì)破碎地基的可靠性。碰到水溶解之后的硫酸鹽會(huì)腐蝕金屬和混凝土。

1.2 鹽漬土非常特殊，這是由于其具備的一些特點(diǎn)

1.2.1 溶陷性 大部分的鹽漬土存在很多種類的墁（硫酸鹽、碳酸鹽、氯化物等），鹽漬土存在易溶鹽鈉、鎂、鉀等，而這些鹽類是膠結(jié)土顆粒的關(guān)鍵組成部分。在浸水之后的鹽漬土地基，由于鹽溶液而出現(xiàn)地基的溶陷，易溶鹽的分布、含量、性質(zhì)；鹽漬滲透性與滲透方式；浸水方式、時(shí)間、浸水量；鹽漬土的厚度、構(gòu)造狀況、種類等決定了地基溶陷量的多少。鹽漬土地基浸水后也會(huì)發(fā)生不同類型的沉降和下沉，致使鹽漬土地基破壞。

1.2.2 鹽脹性 某些鹽漬土的地基，在改變濕度與溫度的情況下，體積膨脹會(huì)形成，這會(huì)嚴(yán)重地破壞地面與建筑物。如此的因?yàn)辂}漬導(dǎo)致的地基變形情況受到濕度、溫度、含鹽量等的影響作用。很多的分析資料證實(shí)，倘若鹽漬土表面的主導(dǎo)組成部分是硫酸鈉，那么基于鹽脹性導(dǎo)致土粒增加空隙與松散的現(xiàn)象，從而形成脫離鹽結(jié)殼的蓬松層。在改變溫度的時(shí)候，硫酸鈉會(huì)逐步地轉(zhuǎn)變成為結(jié)晶，在持續(xù)提升溫度的條件下，會(huì)持續(xù)地增加硫酸鈉的溶解度。處于至少33°條件之下的硫酸鈉溶解度會(huì)逐步地降低，這種情況下，因?yàn)槟z水的功能會(huì)導(dǎo)致無水芒硝的情況形成，因而如此的互相轉(zhuǎn)化而造成土壤構(gòu)造的日益松軟，進(jìn)而會(huì)公路路基形成破壞性。

1.2.3 腐蝕性 鹽漬土?xí)g混凝土，通常能夠劃分混凝土受到鹽漬土的侵蝕為三類，即堿性侵蝕、酸性結(jié)晶侵蝕、溶出型侵蝕。鹽漬土的鹽溶液會(huì)腐蝕地下設(shè)備、建筑物等。而鹽溶液濃度、材料的性質(zhì)決定了腐蝕的程度。

鹽漬土不但具備上面的特點(diǎn)，還具備其它的一些性質(zhì)。像是在鹽漬土區(qū)域除了生長蘆葦和鹽篙之外，通常不會(huì)生長和存在其它的植物。并且，鹽漬土的吸濕性比較強(qiáng)，因此碰到水之后可以吸附很多，從而導(dǎo)致鹽漬土松軟；否則，鹽漬土?xí)?yán)重干縮，進(jìn)而使龜裂出現(xiàn)在地面。除此之外，鹽漬土在干旱區(qū)域因?yàn)樘厥獾牡乩頎顩r，其構(gòu)造形式往往是架空膠結(jié)接觸或點(diǎn)接觸，也就是我們常說的“蜂窩”現(xiàn)象，干燥時(shí)結(jié)構(gòu)還能處于穩(wěn)定狀態(tài)，遇水后會(huì)迅速破壞，使鹽漬土具有不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)性。

2 鹽漬土的分布

甘肅高臺(tái)縣位于河西走廊中部，黑河中游下段。隸屬于張掖市，東鄰臨澤縣，西與酒泉市、金塔縣和肅南縣明花區(qū)相連，南與肅南縣大河區(qū)接壤，北依合黎山與內(nèi)蒙古阿拉善右旗相鄰。地勢南北高、中間低，形如馬鞍。全境海拔在1260米至3140米之間，氣候?qū)俅箨懮衬珊敌蜌夂?，冬季寒冷、干燥，夏季干熱，春季多風(fēng)。高臺(tái)縣是全省鹽漬土分布面積最廣最多的地域。鹽漬土主要發(fā)育在南華鎮(zhèn)、巷道鄉(xiāng)、黑泉鄉(xiāng)、羅城鄉(xiāng)、合黎鄉(xiāng)、駱駝城鄉(xiāng)、新壩鄉(xiāng)等黑河流域。在地勢低平地區(qū)分布有鹽堿荒漠土和結(jié)皮鹽土；在所養(yǎng)護(hù)的路段鹽漬土的分布相當(dāng)廣，鹽漬土的發(fā)育和種類較為復(fù)雜。

3 鹽漬土對路基的影響

在鹽漬土地區(qū)的路基可能由于下列各種因素的影響而不能達(dá)到或不能維持筑路時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)密度，并由此引起松軟翻漿阻礙行車，這些因素是：①當(dāng)含鹽量增大時(shí)，其最佳密度降低；②某些硫酸鹽當(dāng)溫度變化時(shí)產(chǎn)生松脹作用；③某些易溶的碳酸鹽使粘性土遇水產(chǎn)生膨脹作用；在我段所管養(yǎng)路段，由于種種原因，用鹽漬土用作路基填土的情況比較嚴(yán)重，鹽漬土用作路基填土都與當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)、環(huán)境條件有關(guān)，在潮濕氣候或浸水條件下，鹽漬土作填料時(shí)鹽含量超過5%時(shí)易遭溶蝕而產(chǎn)生松軟、濕陷、坍塌等病害。因此，在鹽漬土地區(qū)筑路必須限制路堤填土中的容許含鹽量并防止凍脹以及鹽分再向路面集中的可能性。路堤填土中的鹽含量不應(yīng)超過5%，但在具體的施工中又很難保證鹽含量的要求，為了防止凍脹和鹽分再集中的方法有兩種：第一種方法是提高路堤以使冬季凍層離開毛細(xì)管水的范圍，第二種方法是采用粗顆粒層以隔斷地下水與路堤上部的聯(lián)系，但在干旱氣候條件下鹽卻可起粘固作用，因此，當(dāng)水文、水文地質(zhì)條件良好時(shí)，含鹽量不需嚴(yán)格控制，而在極端干旱氣候條件下還可用鹽漬土筑路，鹽漬土中的鹽可以凝結(jié)成結(jié)晶的鹽塊和鹽水，使路基全部用鹽漬土筑成，當(dāng)鋪筑高級路基時(shí)，鹽漬土用作路基頂面填料或路面基層材料的容許含鹽量，則應(yīng)考慮鹽類對路面材料和路面結(jié)構(gòu)層的有害影響，應(yīng)對鹽漬土地區(qū)路基頂面填料或路面基層材料加以嚴(yán)格限制。endprint

4 鹽漬土路基施工的注意事項(xiàng)

①應(yīng)嚴(yán)格測定其鹽漬土含鹽量和含水量及地下水位，結(jié)合檢測結(jié)果，根據(jù)設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行處理。②倘若在規(guī)定填土含鹽量的情況下，需要事先挖除填筑路，倘若高度在1m以下，不但需要挖除基底嚴(yán)重含鹽量的表土，而且需要填上滲水土，確保1m以上的厚度。③倘若原基底土含水量超出液限土層厚度不到1m的情況下，務(wù)必填上滲水土；倘若含水量處在塑限和液限間，需要鋪設(shè)10-30cm的滲水土，然后填上粘性土；倘若含水量達(dá)不到塑限，那么能夠填上粘性土。④在清除軟弱土到達(dá)地下水下面的情況下，需要鋪筑強(qiáng)滲水的粗粒土，且高出至少30cm的地下水，然后填上粘性土。⑤當(dāng)?shù)乇硎撬缮⑼翆?、鹽結(jié)皮、細(xì)粒土的情況下，需要進(jìn)行鏟除。需要結(jié)合試驗(yàn)確定鏟除的厚度。倘若地表具備太厚的鹽漬土，那么能夠進(jìn)行部分的鏟除，且對封閉隔水層進(jìn)行設(shè)計(jì)。需要在路床頂下面80cm的位置設(shè)計(jì)隔水層的深度。如果面臨鹽脹的情況，就需要在形成鹽脹深度下面設(shè)計(jì)隔水層。在應(yīng)用土工合成材料隔水層的情況下，為了避免擠破合成材料，需要將厚度為10-15cm的粘土保護(hù)層或砂土保護(hù)層設(shè)計(jì)在隔水層的下面跟上面。⑥對于鹽漬土地路基的施工，需要科學(xué)地設(shè)計(jì)排水系統(tǒng)，禁止積水的情況出現(xiàn)在路基及其周圍、路基的兩邊和一邊存在取土坑的情況下，需要確保15-20cm的地下水位跟取土坑底部距離。底部需要往路堤之外存在排水縱坡（在0.2%以上）與排水橫坡（2-3%）。對于鹽漬土區(qū)域的地面排水溝渠、地下排水管，務(wù)必實(shí)施防滲對策。不適宜將滲透設(shè)計(jì)在鹽土區(qū)域。⑦對于鹽漬土路基施工而言，需要始于基底的清除，不間斷進(jìn)行施工，也就是一次分段完成基底至路床的施工，不能夠斷開，在隔水層設(shè)計(jì)的區(qū)域，需要保持一次以上做至隔水層頂。⑧對于施工季節(jié)來講，夏季適宜在高地下水位的鹽漬區(qū)域施工；春季與夏季適宜在砂性土鹽區(qū)域施工；在春季適宜在低含鹽量的表層施工。⑨通過鹽漬土地區(qū)的路線應(yīng)盡可能避開易遭洪水沖淹的低洼地區(qū)以及經(jīng)常潮濕或積水的強(qiáng)鹽漬土地帶。用鹽漬土做路基填料，其含鹽量應(yīng)在容許范圍之內(nèi)。路基排水系統(tǒng)應(yīng)保證排水通暢，以避免路基附近出現(xiàn)積水現(xiàn)象。路基應(yīng)有足夠的高度，以避免凍脹、翻漿和再鹽漬化。如路基高度不能保證，則應(yīng)采取毛細(xì)水隔斷層以隔斷毛細(xì)水，或采取降低地下水位等措施。為保證路基穩(wěn)定和有效寬度，必要時(shí)還可采取加寬路基、放緩邊坡、加固路肩及邊坡等措施。

5 公路路基中應(yīng)用鹽漬土充當(dāng)?shù)暮μ?/p>

通過分析資料證實(shí)，含鹽量高的區(qū)域，尤其是地下水位高的區(qū)域，基層材料中集聚鹽分可以使路面的強(qiáng)度減小，從而使封層效果弱，進(jìn)而造成天然路面變形不規(guī)則性出現(xiàn)，瀝青面會(huì)發(fā)生坑洼、網(wǎng)裂、脫落等。這表明，特殊的鹽漬土工程不利于提高道路的耐久性、可靠性、安全性。其中，經(jīng)常碰到的危害有下面幾點(diǎn)：

5.1 路基的溶陷與潛蝕 因?yàn)辂}漬土的三相有別于通常的土質(zhì)，結(jié)晶鹽存在于液相中，尤其是易溶性結(jié)晶鹽在出現(xiàn)相變的情況下，土中的鹽溶解于水之后不會(huì)對土的物理特性形成影響作用。倘若結(jié)晶鹽不溶解，那么溶陷變形就不會(huì)出現(xiàn)?？梢詣澐蛀}漬土的溶陷變形為兩類：一種是溶陷變形在靜水中，也就是水力小坡降不存在滲流的情況下，土中溶解所有或一些鹽結(jié)晶，進(jìn)而破壞土體的構(gòu)造，減小孔隙，形成溶陷。一種是二是潛蝕變形，也就是土體當(dāng)中的一些顆粒與鹽分隨著水的滲流而導(dǎo)致的溶陷變形。分析證實(shí)，鹽漬土地基溶陷的關(guān)鍵組成部分是潛蝕變形。鹽漬土作路基時(shí)，務(wù)必實(shí)施防止沉降的對策。需要明確的是，基于陽光照射下的鹽漬土，水分容易失去，從而使龜裂形狀形成，盡管硬度較好，可是里面松軟，因而難以具備較高的承載性能。

5.2 鹽漬土腐蝕路基 作為土的一種類別的鹽漬土有著相應(yīng)的腐蝕性，并且具備各種程度的腐蝕特性?？梢詣澐制涓g性為兩級。一級屬于化學(xué)性腐蝕，也就是土體建筑材料跟鹽反應(yīng)而形成的破壞性。一級是物理結(jié)晶腐蝕，也就是基于毛細(xì)作用下有著相應(yīng)礦化度的環(huán)境水由潮濕的墻體一端到達(dá)墻體，進(jìn)而從暴露在大氣的另外一端蒸發(fā)，并且墻體孔隙中的溶液濃縮后結(jié)晶膨脹造成對建筑材料的破壞。

5.3 路基的鹽漬化 隨著社會(huì)的發(fā)展，各種活動(dòng)的加劇，如灌溉、綠化以及各種水利工程的建設(shè)等，會(huì)產(chǎn)生土體干濕交替，導(dǎo)致鹽漬化。由于道路的修建，會(huì)部分的將地下水位抬升，使路基產(chǎn)生鹽漬化。另外，鹽漬土中有害毛細(xì)水的上升、蒸騰、積鹽，會(huì)使路堤土體產(chǎn)生鹽漬化。

6 鹽漬土公路路基養(yǎng)護(hù)技術(shù)的重要意義

研究鹽漬土，在建設(shè)”節(jié)約型”社會(huì)的今天，我們有責(zé)任去尋求一切節(jié)約能源和資源的同時(shí)，作為公路養(yǎng)護(hù)部門，應(yīng)不斷地總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，因地制宜在研究鹽漬土的工程特性，科學(xué)地制定鹽漬土的養(yǎng)護(hù)維修技術(shù)和養(yǎng)護(hù)方法，并應(yīng)用到公路養(yǎng)護(hù)工程中去，使我們的養(yǎng)護(hù)工作再上一個(gè)新臺(tái)階，進(jìn)一步加強(qiáng)公路全面養(yǎng)護(hù)水平，使之更科學(xué)、更節(jié)能、更環(huán)保的公路養(yǎng)護(hù)發(fā)展軌道上來，更好地為經(jīng)濟(jì)發(fā)展和公眾服務(wù)。

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