林寰宇 侯婉宜 涂鵬 高建 朱迪 馮凌宇 李靖

摘要：介紹了鹽漬土路基的鹽脹性、溶陷性和腐蝕性以及在工程中常見的病害問題，并探討了新疆地區(qū)對于鹽漬土路基常用的處理措施，包括提高路基高度、進行路基換填、設置隔斷層、改善路基排水條件。實際項目采用設置隔斷層的方法，有效地隔斷毛細水上升、防止地下水下滲，避免出現(xiàn)二次漬化、翻漿、鹽脹和沉陷的情況。同時，該措施填挖深度淺，投入的工程器械較少，減少了能源消耗和廢氣排放，也符合國家“雙碳”策略的要求。

關鍵詞：鹽漬土； 路基病害； 路基處理； 工程應用

中圖分類號：TU448文獻標志碼：B

0引言

我國幅員遼闊，在國家大興基礎建設的背景下，各種類型的不良地基也逐漸在工程項目中遇到。新疆地區(qū)作為“一帶一路”建設和“古絲綢之路”的重要節(jié)點，近年來建設發(fā)展如火如荼，而其廣泛分布的鹽漬土則是典型的不良地基之一。中華人民共和國交通部頒發(fā)的標準和新疆維吾爾族自治區(qū)公路行業(yè)技術規(guī)范中將易溶鹽含量大于0.3%的土定義為鹽漬土［1］。鹽漬土應用在工程上作為路基基底和填料或者地基時，具有顯著的鹽脹性、溶陷性和腐蝕性［2］，給建設帶來了一定的局限性，也給工程帶來許多的病害，造成巨大的經(jīng)濟損失［3］。本文探討了鹽漬土的常見病害以及對新疆地區(qū)鹽漬土常見的處理措施，在本文案例工程中取得了較好的應用，可為同類工程提供一定的經(jīng)驗參考。

1鹽漬土分布及常見病害

1.1鹽漬土分布

1.1.1形成條件

鹽漬土是當巖土層中殘存著大量的無機鹽類，地下水沿土層的毛細管升高至地表或接近地表，經(jīng)蒸發(fā)作用水中鹽分被析出并聚集于地表或地下土層中形成的［4］。

1.1.2主要分布

鹽漬土主要分布在西北干旱地區(qū)的青海、新疆、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古等地區(qū)；在華北平原、松遼平原、大同盆地和青藏高原的一些湖盆洼地也有分布。

絕大多數(shù)鹽漬土分布地區(qū)，地表有一層白色鹽霜或鹽殼，厚數(shù)厘米至數(shù)十厘米。鹽漬土中鹽分的分布隨季節(jié)、氣候和水文地質(zhì)條件而變化，在干旱季節(jié)地面蒸發(fā)量大，鹽分向地表聚集，這時地表土層的含鹽量可超過10%，隨著深度的增加，含鹽量逐漸減少。雨季地表鹽分被地面水沖淋溶解，并隨水滲入地下，表層含鹽量減少，地表白色鹽霜或鹽殼甚至消失。因此，在鹽漬土地區(qū)，經(jīng)常發(fā)生鹽類被淋溶和鹽類聚集的周期性的發(fā)展過程。

1.2常見病害

根據(jù)工程實踐，各類鹽漬土路基病害具有一些共性，其外在表現(xiàn)主要體現(xiàn)在諸如路面結構出現(xiàn)縱向裂縫、路面呈現(xiàn)波狀起伏、道路平整度差、路面被拉裂、路基翻漿等［5］。路基常見病害總體可分為幾類。

1.2.1路基溶陷

鹽漬土本身具有溶陷性，即在遇水的情況下，鹽漬土中組成土顆粒之間膠結物主要成分的可溶鹽溶于水被帶走，鹽分的流失導致了土體強度降低、壓縮性增大，在自重或者車輛荷載的作用下發(fā)生下沉變形，從而路基結構中也就出現(xiàn)了雨溝、小洞穴等現(xiàn)象，導致路基發(fā)生沉陷。

1.2.2路基松脹、膨脹

土中硫酸鈉（Na2SO4）含量超過2%，在晝夜氣溫變化影響下時而吸水結晶體積膨脹，時而脫水體積縮小，反復相變導致土體密度減小、結構破壞，產(chǎn)生松脹現(xiàn)象。松脹現(xiàn)象一般在地表0.3 m以內(nèi)，土體疏松、足踏下陷、路肩變窄、邊坡失穩(wěn)。

1.2.3路基翻漿

鹽漬土在干燥狀態(tài)下有很高的強度。鹽漬土路基翻漿的破壞現(xiàn)象主要是鹽漬土中所含易溶鹽晶體在遇水溶解后，使土的輕度降低，由于在一定范圍內(nèi)鹽漬土的含鹽量越高，其液限也隨之降低，從而導致當鹽漬土含鹽量較高時，鹽漬土可以在含水率不大的情況下就達到液性的狀態(tài)，使其強度急劇下降，在車輛荷載反復作用的情況下發(fā)生翻漿的破壞現(xiàn)象。

1.2.4路基鹽脹變形

鹽漬土路基鹽脹破壞現(xiàn)象主要發(fā)生在硫酸鹽含量較高的鹽漬土地區(qū)，這類鹽漬土會在溫度條件或者水文地質(zhì)條件發(fā)生變化時產(chǎn)生膨脹變形，晝夜溫度變化會導致反復的鹽脹作用，從而導致了路基結構疏松、多孔的現(xiàn)象，使道路極易遭到風蝕破壞和發(fā)生沉陷破壞。

1.2.5路基的腐蝕破壞

含有一定水分的鹽漬土，其所含鹽分會在毛細作用下從建筑材料混凝土的一端滲入，在暴露于大氣中的另一端蒸發(fā)，因此混凝土空隙中的鹽溶液蒸發(fā)后結晶，產(chǎn)生膨脹，造成建筑材料鋼筋的銹蝕破壞、混凝土的開裂，從而大大降低了這些建筑材料的性能，最終導致了道路的破壞。

1.2.6路基次生鹽漬化

由于鹽漬土地區(qū)地下水中含有較多的易溶鹽類，通過毛細作用水分上升，如果路堤沒有足夠的高度，則毛細水蒸發(fā)后鹽分留于土中，填土中的含鹽量積累增大逐漸由非鹽漬土轉變?yōu)辂}漬土，影響路堤的密實度及穩(wěn)定性。

2新疆地區(qū)鹽漬土路基常用處理措施

新疆深居內(nèi)陸，地形封閉，氣候干旱，自然條件特殊，鹽漬土不僅分布范圍廣，而且鹽化程度和含鹽性質(zhì)各地差異較大。境內(nèi)道路受鹽漬化影響，形成嚴重病害，鹽漬土地區(qū)道路的修建與養(yǎng)護存在著許多特殊問題。新疆地區(qū)常用的鹽漬土路基處理措施主要有下述幾種。

2.1提高路基高度

路基高度適當提高，路基邊緣高于地下水位或者地表長期積水位最小高度應滿足規(guī)范要求［6］。此方法應與排水設計綜合考慮，且適用于公路，不適用于城市道路。對于城市道路來說路基提高會影響周邊項目的場地標高，增加填方量。

2.2路基換填

采用透水性材料對路床范圍內(nèi)的鹽漬土進行換填，通常換填厚度不小于80 cm，高等級道路通常不小于100 cm。換填料一般采用礫類土或砂，新疆地區(qū)較多的主要為戈壁料和風積沙。

2.3設置隔斷層

隔斷層設在路堤內(nèi)一定深度，以隔斷水分和鹽分進入路基上層或路面基層。隔斷層材料可選用土工布或塑料薄膜、風積沙或河沙、礫（碎）石、瀝青砂等。

2.3.1土工布或塑料薄膜隔斷層

中、強鹽漬土地區(qū)修建高級路面的道路，宜采用土工布或塑料薄膜隔斷措施，防止路基水分與鹽分上升。填方隔斷層設置在路基邊緣以下0.8～1.5 m，高出邊溝流水位20 cm以上。挖方路基隔斷層應設置于路面墊層以下不少于30 cm處，且隔斷層應高于邊溝流位。

2.3.2風積沙或河沙隔斷層

用作路基隔斷層的風積沙或河沙，其粉黏粒含量應小于5%，總含鹽量應小于0.3%，腐殖質(zhì)含量應小于1%。風積沙或河沙隔斷層宜設在路面墊層下面；填筑厚度視公路等級、水文地質(zhì)、施工機械等條件確定；二級及二級以上公路不宜小于50 cm，三、四級公路宜30～50 cm。

2.3.3礫（碎）石隔斷層

在地下水位較高的強鹽漬土地帶，新建高速公路及一、二級公路路基采用。礫（碎）石隔斷層厚度30～40 cm，上下設反濾層。礫（碎）石隔斷層頂面位置，應在路肩邊緣以下不小于80 cm，同時底面應高出路邊長期積水位或邊溝流水面20 cm以上，并設雙向外側不小于1.5%的橫坡。隔斷層礫（碎）石最大粒徑為50 mm，小于0.5 mm的土含量不大于5%。

2.4改善排水條件

地面排水困難、地下水位較高或公路旁有農(nóng)田排、灌水渠的路段，應在路基一側或兩側設排（截）水溝以降低地下水位，排（截）水溝距路基坡腳應不小于2 m，溝深應低于地表1.0 m以下，溝底寬0.8～1.0 m。

在排水困難、占地容許的路段，可設計蒸發(fā)池排除地表流水，蒸發(fā)池邊緣距路基坡腳不應小于10 m，每個池的容量不宜超過300 m3，蓄水深度不應大于1.0 m。

3實際工程應用

3.1工程概況

項目位于喀什經(jīng)濟開發(fā)區(qū)城北加工轉換區(qū)，屬于典型的暖溫帶干旱大陸性氣候，四季分明，夏無酷熱，冬無嚴寒，夏長冬短，干燥少雨，蒸發(fā)量大，多年平均氣溫1月份最低，7月份最高，氣溫年溫差較大和日溫差較大。極端最高氣溫達49.1 ℃，極端最低氣溫-24.4 ℃。由于城北加工轉換區(qū)現(xiàn)狀道路破損嚴重、路面土體鹽漬化現(xiàn)象較多，地表可見大面積白色鹽殼，因此業(yè)主強烈要求按照弱鹽漬土進行處理。

3.2處理方案

按照弱鹽漬土處理，初步擬定了三個方案：

（1）換填處理。路床50 cm范圍內(nèi)采用含鹽量低的戈壁料換填，分兩層回填壓實，壓實度不小于規(guī)范要求。

（2）浸水預溶+強夯處理法。先用礦化度較低的水浸灌鹽漬土地基，把上部鹽漬土地基中易溶的鹽分溶解并排放到其他地方或者滲透到較深的土層中。上部土體中的易溶性鹽分隨水分溶解流失，土體空隙率增大，再采用強夯進行夯實，夯擊能根據(jù)現(xiàn)場試驗段確定。

（3）設置土工布隔斷層。采用一布一膜的復合土工膜隔斷層，設置于路面結構以下30 cm處，并適當提高該30 cm路基壓實度。

3.3方案比選

綜合工期、造價以及處理效果多方面考慮，本項目最終采用設置土工布隔斷層進行處理（表1）。

采用土工膜隔斷層，能有效地隔斷毛細水上升，避免出現(xiàn)由于地下水毛細作用攜鹽分上升而導致上部土層引起的二次漬化、翻漿及鹽脹的情況。同時，也可防止地表水下滲，避免出現(xiàn)可溶鹽溶于水被帶走，導致土體強度降低、壓縮性增大，在自重或者車輛荷載的作用下發(fā)生下沉變形，從而路基結構中也就出現(xiàn)了雨溝、小洞穴等現(xiàn)象，最終導致路基發(fā)生沉陷的情況。且該措施填挖深度淺，投入的工程機械及車輛較其他措施少，減少了能源消耗和廢氣排放，也符合國家“雙碳”策略的要求。

4結束語

本文探討了鹽漬土地基的特征和幾種常見的病害，并列舉了新疆地區(qū)常用的鹽漬土地基處理措施，包括提高路基高度、進行路基換填、設置隔斷層、改善路基排水條件等方法，但在具體工程中，采用何種方式進行地基處理，還需要結合實際工程條件，進行合理選擇。舉例的項目采用設置土工膜隔斷層的方式，該方式共有三方面優(yōu)勢，一是可有效隔斷毛細水上升，避免出現(xiàn)二次漬化、翻漿及鹽脹的情況；二是阻斷了地表水帶著可溶性鹽下滲，導致路基沉陷的情況發(fā)生；三是該方式無需“大填大挖”，投入的工程器械較少，減少了能源消耗和廢氣排放，符合國家“雙碳”策略要求。

參考文獻

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［2］徐攸在.鹽漬土地基［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1993.

［3］龔雨，王雪梅.鹽漬土地基處理方法的研究現(xiàn)狀與思考［J］.科學技術創(chuàng)新，2020（27）：114-115.

［4］色麥爾江·麥麥提玉蘇普.喀什地區(qū)鹽漬土形成機理及地基處理措施［J］.山西建筑，2017，43（9）：58-60.

［5］黃磊.鹽漬土路基特征及處理措施［J］.四川建筑，2020，40（1）：107-108.

［6］中華人民共和國交通運輸部，公路路基設計規(guī)范： JTG D30-2015［S］.北京：人民交通出版社，2015.

［作者簡介］林寰宇（1996—），男，碩士，助理工程師，主要從事道路路基方面的工作。