董朝陽

摘要：鹽漬土對路基的穩(wěn)定性和承載力有顯著影響，因此鹽漬土地區(qū)鹽分的處理一直是非常重要的問題。本文結(jié)合鹽漬土路基可能產(chǎn)生的病害，對鹽漬土路基常用的處理方法及其效果進(jìn)行了對比分析，指出了各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)。同時針對硫酸鹽（亞硫酸鹽）鹽漬土，詳細(xì)介紹了采用化學(xué)處理方法的基本原理。研究內(nèi)容對于路基填筑過程中的鹽漬土處理，具有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：路基工程;鹽漬土路基;處理方法

中圖分類號：U419.5??????????????????????? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1 前言

鹽漬土是對自然環(huán)境中堿土、鹽土以及諸多鹽性土質(zhì)和堿性土質(zhì)的綜合總稱。道路工程中，只要出現(xiàn)地表下1.0m深的土層內(nèi)易溶鹽平均含量大于0.3%的情況，或者地表土質(zhì)及地表高度中易溶鹽含量大于0.5%，就可將具有該種特性的土質(zhì)稱為鹽漬土。鹽漬土分布十分廣泛，在內(nèi)陸干旱、半干旱地區(qū)以及少許濱海地區(qū)等皆可見到。土壤鹽漬化過程在形成鹽漬土的整個過程中起主導(dǎo)作用，其造成的直接后果就是土壤中含有顯量的鹽堿成分，使得土體具有不良的物理和化學(xué)性質(zhì)。

鹽漬土?xí)?dǎo)致路基出現(xiàn)鹽脹、溶陷、凍脹、腐蝕以及翻漿病害，對道路工程的穩(wěn)定性和耐久性有著非常不利的影響。具體來講，鹽漬土?xí)沟玫缆吩谑褂眠^程中更易受到外界環(huán)境的影響，從而使路基產(chǎn)生相應(yīng)的變化，進(jìn)而導(dǎo)致其土質(zhì)成分中的氣體縫隙、自身物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)等轉(zhuǎn)化成全新的形態(tài)，這種轉(zhuǎn)變過程會使道路路基的土體性質(zhì)在使用過程發(fā)生改變，這種改變對路基土體的性能是極其不利的。另外，鹽漬土的物理性質(zhì)與化學(xué)性質(zhì)的變化是非常不穩(wěn)定的，隨著自然環(huán)境的變化，其會產(chǎn)生不同形態(tài)之間的轉(zhuǎn)換，給路基造成二次傷害，增加了路基的損傷程度，加劇了路基的劣化過程。

2 常見的鹽漬土路基處理方法

在導(dǎo)致鹽漬土路基病害的眾多因素中，土質(zhì)、含鹽量、水等因素占主導(dǎo)地位，而且是可以控制的，因此治理的關(guān)鍵點(diǎn)是鹽漬土的含鹽量、水及土質(zhì)?？傮w來說，常見的工程采用的方法有下面幾種。

2.1 地下水位降低法

地下水位降低法指在路基結(jié)構(gòu)的施工過程中，通過使用地表排水、地下水位降低等一系列排水與引水措施，降低了自然降水時路基在雨水中浸泡的程度，減少了路基在雨水中的浸泡時間，進(jìn)而降低了自然環(huán)境對路基結(jié)構(gòu)中鹽漬土的不利影響。該方法對路基結(jié)構(gòu)在降雨過程中吸收的鹽分含量、鹽性、水分等，都能起到較為明顯的減少作用。但是，這種方法雖然效果較為明顯，但是并沒有從根本上解決問題，只是減緩了可能引起鹽漬土發(fā)生病害的影響程度，一旦積累到一定程度，鹽漬土的病害還是會繼續(xù)出現(xiàn)。

2.2 路基高度提升法

路基高度提升法，即通過提升路基高度的方法，避免路基結(jié)構(gòu)下方的鹽漬土對其結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，即避免路基因其高度過低而受到鹽漬土的影響，從而導(dǎo)致路基發(fā)生破壞。具體來講，路基高度提升時應(yīng)該使路基高度大于最小填土高度，最小填土的高度則應(yīng)該根據(jù)道路工程中地下水位的最高高度、凍結(jié)臨界深度、毛細(xì)水的具體上升高度等因素綜合決定。此外，該方法只適合用在鹽堿性較弱或在中等程度范圍內(nèi)且土體中不含硫酸鹽的鹽漬土道路工程中。該方法通過抬高路基高度的方式，降低了鹽漬土在路基中的高度，也沒有徹底的消除土體中的鹽分，積累到一定程度之后，病害還是會繼續(xù)出現(xiàn)。

2.3 路基土體換填法

路基土體換填法，即在道路施工或維修過程中采用適宜做路基填土的土體對道路路基中的鹽漬土土體進(jìn)行換填，避免了路基在正常使用的過程中因鹽漬土而造成的病害。另外，在對路基中的鹽漬土進(jìn)行換填之前，必須進(jìn)行相應(yīng)的土體試驗，確定相應(yīng)的路基填土材料。路基土體換填法由于對鹽漬土進(jìn)行了換填，故而理論上可以徹底的消除鹽漬土對路基的危害，但是考慮到施工現(xiàn)場的實際情況，大面積的土體換填造價太高，往往會造成施工成本的明顯提升。

2.4 土體浸水預(yù)溶法

土體浸水預(yù)溶法指在道路施工過程中采用預(yù)先對路基浸水的方法，達(dá)到使路基鹽漬土體中鹽分融化的目的，并直接將鹽分融入到更深層次的土體結(jié)構(gòu)中，避免了自然環(huán)境條件下土體中過高的鹽堿含量對路基的不利影響，進(jìn)而保證了道路路基的正常使用。路基在完成預(yù)先浸水作業(yè)并晾干之后再進(jìn)行土體成分檢測、表面高程觀測、物理學(xué)指標(biāo)實驗等項目，并確保處理之后的路基土體中鹽分的含量滿足相關(guān)設(shè)計的要求。土體浸水預(yù)溶法與地下水位降低法以及路基高度提升法類似，只是將上層土體中的鹽分通過一定的處理方法“儲存”到了下層土體之中，并不能從根本上解決問題，僅僅是推遲了病害的出現(xiàn)。

2.5 路基強(qiáng)行夯實法

路基強(qiáng)行夯實法是指在路基施工過程中，采取強(qiáng)行夯實加固的方式對浸水后的路基結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理的方法。這是一項在土體浸水預(yù)溶法的基礎(chǔ)上進(jìn)行的施工技術(shù)，不僅具有土體浸水預(yù)溶法的全部優(yōu)點(diǎn)，還能通過強(qiáng)行夯實，有效地提高了路基的強(qiáng)度與剛度，提升了路基結(jié)構(gòu)的密實程度，從而提高了道路工程的路基的質(zhì)量，避免了在自然環(huán)境條件下鹽漬土對路基造成的不良影響。路基強(qiáng)行夯實法因其便捷的施工方法、低廉的施工成本、顯著的治理效果，是當(dāng)前使用較為廣泛的一種鹽漬土路基病害處理方法。盡管如此，路基強(qiáng)夯仍然不能從根本上解決鹽漬土的隱患，只是推遲了鹽脹等危害的出現(xiàn)。隨著路基中地下水及地表水的作用，通過該方法壓縮到底層的鹽分仍然會逐漸進(jìn)入路基，經(jīng)過較長時間之后，鹽漬土的危害仍然會出現(xiàn)。

2.6 路基隔斷層法

路基隔斷層法，即在路基的某一層設(shè)置一定厚度的隔斷層，阻斷了路基土體中毛細(xì)水的上升，從而起到了防止鹽漬土的鹽分和水分進(jìn)入路基結(jié)構(gòu)上部的效果，避免了路基與路面病害的出現(xiàn)。常見的路基隔斷層有土工布隔斷層、河砂隔斷層、風(fēng)積沙隔斷層、瀝青砂隔斷層、礫石隔斷層以及油毛氈隔斷層等。但是路基中設(shè)置隔斷層，只是阻斷了下層土體中鹽分的向上滲透，以及下層鹽漬土病害對上層土體的影響，對于隔斷層上面土體中的鹽分并未進(jìn)行有效的處理。

3? 硫酸（亞硫酸）鹽鹽漬土化學(xué)處理方法

基于上述方法的分析，大部分的方法只是延緩或者推遲了鹽漬土病害的出現(xiàn)，并未從根本上解決鹽漬土的危害。少部分能夠從根本上解決問題的方法，由于其高昂的造價和較長的工期，應(yīng)用到實際工程中有一定的難度。因此，成本低、見效快的化學(xué)處理方法則有較大的實用價值。

3.1 鹽漬土基本成分及其病害

對于鹽漬土中常見的硫酸鹽，其主要鹽質(zhì)為硫酸鈉，具有明顯的松脹性。當(dāng)氣溫達(dá)到32.4℃及以上時，硫酸鈉開始脫水，體積明顯縮小;溫度低于32.4℃時，其便吸水結(jié)晶，體積開始逐漸增大。若用硫酸鹽含量超過2%的鹽漬土填筑路基，在溫差影響范圍內(nèi)路基土體中硫酸鹽的體積便會時而增大，時而縮小。經(jīng)過反復(fù)作用，路基的土體結(jié)構(gòu)會受到嚴(yán)重的破壞，進(jìn)而產(chǎn)生土體松脹，使其強(qiáng)度降低，影響路基的穩(wěn)定。

在硫酸鹽鹽漬土中，SO對土體的影響一般發(fā)生在地表上層，秋后氣溫降低，深層土中SO吸水結(jié)晶，體積膨脹，春季氣溫回升，脫水體積縮小，從而引起土體季節(jié)性的脹縮。NaSO是引起土體發(fā)生鹽脹的主要原因，每個NaSO分子可以結(jié)合10個HO分子，形成NaSO·10HO，含結(jié)晶水的NaSO分子體積有明顯的膨脹，最多可脹到原來的3倍多。而當(dāng)土體中Cl和ClO含量過高時，土體的溶蝕現(xiàn)象會比較嚴(yán)重。根據(jù)以往的研究資料，當(dāng)土體中Cl/ SO值為6時，其抑制鹽脹的效果最理想。

3.2 硫酸（亞硫酸）鹽鹽漬土化學(xué)處理方法基本原理

基于3.1的分析，路基的松脹病害主要由不穩(wěn)定的硫酸鹽引起。所謂不穩(wěn)定的硫酸鹽，即土體中所含的NaSO等化合物，這些硫酸鹽的分子極易與水分子結(jié)合，形成含有結(jié)晶水的硫酸鹽分子，從而使得其體積發(fā)生了較為嚴(yán)重的膨脹。因此，解決此問題的最好方法就是將不穩(wěn)定的硫酸鹽轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的硫酸鹽，即把易溶于水、易與水結(jié)合的NaSO等化合物轉(zhuǎn)化為難溶于水或微溶于水的CaSO等化合物。反應(yīng)方程式如下所示：

NaSO+CaCl=2NaCl+CaSO↓

NaSO通過化學(xué)反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為難溶于水或微溶于水的沉淀，直接沉積在土體之中。這種處理方法的優(yōu)勢體現(xiàn)在四個方面：首先，上述沉淀皆屬于強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽，若要將其重新溶解，置換出其中的SO和Ca，就需要比構(gòu)成此鹽的原始酸和原始堿更強(qiáng)的酸和堿（即HSO和Ca（OH）），而大部分施工現(xiàn)場和土體并不具備這種條件，而且硫酸鈣基本不發(fā)生水解，因此就避免了生成的沉淀重新電離出鹽離子，也就避免了鹽漬土的二次危害;其次，該化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物除了硫酸鈣之外，剩下的只有氯化鈉，其本身化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在空氣中有微弱的潮解性，本身吸水能力極弱，故而在地表水和地下水的作用下，其體積基本上沒有膨脹;再次，氯化鈉對硫酸鈉吸水結(jié)晶變成芒硝（NaSO·10HO）的鹽脹抑制作用主要是通過降低硫酸鈉的溶解度和降低毛細(xì)水上升高度體現(xiàn)的。第三，隨著土中氯化鈉溶液濃度的逐漸增大，硫酸鈉的溶解度會逐漸降低，對于有地下水補(bǔ)給，毛細(xì)上升形成鹽脹為主的鹽脹發(fā)育地層，毛細(xì)管溶液中的硫酸鈉濃度會因此而逐步降低，從而起到延緩抑制鹽脹的作用。第四，隨著土中氯化鈉溶液濃度提高，其毛細(xì)水上升高度也會降低，從而起到抑制表層地層鹽脹作用;同時，微溶于水的硫酸鈣顆粒堵塞了土體中的毛細(xì)孔道，進(jìn)而有效地阻止了下層土體中的硫酸鈉通過毛細(xì)作用進(jìn)入上層土體，對于土體吸收硫酸鈉具有明顯的抑制作用。

綜上所述，通過將不穩(wěn)定的NaSO等化合物轉(zhuǎn)化為難溶于水或微溶于水的CaSO與CaSO等化合物，可以有效的解決由于硫酸鹽和亞硫酸鹽引起的土體膨脹問題，而且不會引起土體的二次鹽漬化，可以從本質(zhì)上徹底解決由于土體中鹽分引起的土體膨脹問題。

4 結(jié)論

鹽漬土路基處理方法較多，各種方法均有不同的優(yōu)缺點(diǎn)，處理時可根據(jù)具體情況靈活掌握。對于硫酸鹽與亞硫酸鹽鹽漬土而言，采用化學(xué)處理的方法將不穩(wěn)定的硫酸鹽轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的硫酸鹽，比其他的處理方法更能取得較好的處理效果。

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