G218 線尉犁縣城段公路鹽漬土處理措施探討

高陽江

(新疆交通規(guī)劃勘察設(shè)計研究院)

1 項目概況

G218 線尉犁縣城改建工程”位于新疆巴音郭楞蒙古自治州尉犁縣境內(nèi)，為G218 線尉犁過境段，路線基本呈南北走向。起點位于G218 線K730 +570，即尉犁縣九九棉業(yè)附近，終點位于G218 線K742 +993.12，即塔里木鄉(xiāng)附近，路線全長12. 43 km，其中建設(shè)里程9. 50 km，即K730 +570 ～K735 +909.96 段和K738 +830 ～K742 +993.12 段。路線采用二級公路(兼顧城市道路功能)標準設(shè)計，設(shè)計速度60 km/h。

本項目地處干旱地區(qū)，蒸發(fā)量大，降水量小，地下水位較高，使水分蒸發(fā)鹽分聚集，形成鹽漬土。

2 鹽漬土產(chǎn)生的病害成因分析

(1)鹽漬土的膨脹又稱為鹽脹，它具有不可逆性。鹽漬土地基的鹽脹一般可分為兩類，即結(jié)晶膨脹與非結(jié)晶膨脹。土力學將土體分為三個相態(tài)—固相、液相、氣相予以分析。鹽漬土的鹽脹是鹽漬土中各項相態(tài)改變的結(jié)果，與各相的體積有關(guān)，但又不等于各項體積的線性疊加。影響鹽脹的因素一般有:鹽含量、含水量、密實度(干密度)、溫度、土的顆粒成分和上覆荷載等。

(2)溶蝕是屬于鹽漬土地區(qū)公路的一種特殊病害，它的形成要關(guān)系到兩個方面:一是土中的易溶鹽分;二是以各種方式侵入路基土體中的不飽和液。溶蝕的形成正是由于土體中的易溶鹽分被侵入的不飽和溶液帶走，造成土體空隙增大，甚至直接在土體中形成孔洞，使得土體承載能力下降。溶蝕的影響因素主要是水和土。水是造成溶蝕病害最主要的外界因素，公路土體中含鹽類型以及易溶鹽的含量是影響溶蝕的內(nèi)在因素。

(3)鹽漬土地區(qū)翻漿是指在路床中的土體與水在車輛荷載作用下形成泥漿并向上翻冒的一種路基病害現(xiàn)象。翻漿是一種公路工程中的常見病害，通常會發(fā)生在土體顆粒較細、含水量較大、排水不夠順暢的地段。鹽漬土地區(qū)更易翻漿，而且翻漿更嚴重、翻漿期更長。

3 原有老路鹽漬土處理措施

3.1 K730 +570 ～K735 +909 段老路處理措施

K730 +570 ～K735 +909 段老路，修建于2005 年，原有老路對鹽漬土處理措施為:路基邊緣標高以下1.0 m 處設(shè)復(fù)合土工膜隔斷，基底換填60 cm 礫類土。

從試驗結(jié)果可以看出，除K730 +600 處探坑隔斷層以上含鹽，但含鹽程度相對較低，其余探坑隔斷層以上均不含鹽。分析認為K730 +600 處隔斷層以上的鹽分，應(yīng)為隨原有老路路基填筑過程中攜帶進來的，并不是次生鹽漬化的結(jié)果。

表1 K730 +570 ～K735 +909 段老路路基鹽漬土試驗結(jié)果

K730 +570 ～K735 +909 段原有老路由于設(shè)置了土工布，同時基底換填了礫類土，路基范圍內(nèi)隔斷層以上基本不含鹽。由此得出，該段原有老路路基內(nèi)設(shè)置的土工膜隔斷效果較好，有效的阻斷了路基內(nèi)鹽分的上升和聚集;建議新建加寬路基部分，路基內(nèi)仍采用設(shè)置土工布隔斷，土工布隔斷層位置與原有老路隔斷層銜接。

3.2 K738 +830 ～K742 +993 段老路處理措施

K738 +830 ～K742 + 993 段老路，修建于1999 年，在2007 年進行了罩面處理(3 cm 瀝青表面處治)，2010 年進行了大中修(原有老路上鋪筑4 cm 瀝青混凝土+25 cm 級配礫石基層);根據(jù)對原有老路的挖探調(diào)查，該段老路路基內(nèi)未設(shè)置土工布，路基填料為低液限粘土;原有老路現(xiàn)有路面結(jié)構(gòu)為4 cm 瀝青混凝土+20 ～40 cm 級配礫石+原有老路瀝青層。

根據(jù)對老路探坑的易溶鹽試驗分析，原有路面瀝青層以下，路基范圍內(nèi)均為硫酸鹽、亞硫酸鹽～中、強鹽漬土。路基內(nèi)的鹽分一方面為原有老路采用當?shù)赝撂钪S路基填筑攜帶進來的，另一方面為次生鹽漬化產(chǎn)生;但由于該區(qū)域地下水位在4 m 以下，老路路基基本處于干燥狀態(tài)，目前沒有鹽漬土引起的明顯病害。

表2 K738 +830 ～K742 +993 段老路路基鹽漬土試驗結(jié)果

由于原有老路路面頂面以下30 ～50 cm 處為原有老路瀝青面層，原有瀝青面層可起到隔斷層的作用，同時，參照第一段對鹽漬土的處理方式，建議該段新建加寬路基部分，路基內(nèi)仍采用設(shè)置土工布隔斷，土工布隔斷層位置與原有老路瀝青層搭接。

4 新建加寬部分鹽漬土處理措施

4.1 常用病害處治技術(shù)與措施

(1)提高路基填筑高度，提高路基填筑高度，以使上部路床受鹽漬影響變?nèi)?。其?yōu)點是施工簡單方便，缺點是填土過高，行車不甚安全，如果填料控制不嚴，易使土基次生鹽漬化。

(2)換填處理，鹽漬土地區(qū)地表的鹽殼及其下的松土都不能承受路基的荷載。鹽殼被路基掩埋后，如仍然在毛細水上升作用范圍內(nèi)，鹽殼的含鹽成分被逐漸溶解而變成很疏松的土，往往造成路基沉陷、路面破壞，而且在毛細水的作用下，容易使路基再次鹽漬化。因此地表鹽殼及其上超過允許含鹽量的土均應(yīng)清除，用一定厚度的非鹽漬土、灰土或砂礫料回填，可從根本上消除由于鹽漬土造成的鹽脹、塌陷等病害。

(3)設(shè)置隔斷層，常用的隔斷層有土工布和砂石材料隔斷層。當土工布的隔水性能較好時，能有效地隔斷土中水分的上升，并將水分橫向排出，這樣就可以加快軟弱地基的排水固結(jié)，避免了泥漿在抽吸作用下隨水分進入道路結(jié)構(gòu)層，減少了水的病害(如翻漿)發(fā)生地條件。

設(shè)置砂石材料隔離層是一種隔斷地下水影響的有效方式。設(shè)置的隔離層在隔斷毛細水上升通道的同時，還可提高路基的溫度，加大路基上的荷載，以增進路基的整體強度，削弱路基的不均勻變形。

4.2 本項目病害處治措施

根據(jù)原有老路對鹽漬土的處理措施及勘測試驗結(jié)果，結(jié)合新疆地區(qū)鹽漬土處理經(jīng)驗，本次對新建加寬部分鹽漬土采用處理措施為:清除地表鹽漬土，路基采用礫類土填筑，路基內(nèi)設(shè)置兩布一膜作為隔斷層，如圖1 所示。

圖1 新建加寬部分鹽漬土處理方案

5 結(jié) 論

(1)本文通過對G218 線原有老路鹽漬土處理措施的調(diào)查，結(jié)合試驗數(shù)據(jù)分析處理措施的合理性，合理利用調(diào)查分析結(jié)果，為新建道路的鹽漬土處理方案提供依據(jù)。

(2)新疆深居內(nèi)陸，地形封閉、氣候干燥、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)差異較大。由于鹽漬土的工程性質(zhì)，導致路基路面地質(zhì)災(zāi)害屢屢發(fā)生，對公路造成危害巨大，經(jīng)濟損失嚴重。因此，在鹽漬土地區(qū)新建道路時應(yīng)因地制宜地采用提高路基、路基換填、設(shè)隔斷層、改善排水條件等有效措施保證路基強度和穩(wěn)定要求。

［1］ 新疆鹽漬土地區(qū)公路路基路面設(shè)計與施工規(guī)范(XJTJ01－2001)［S］.

［2］ 羅炳芳等.鹽漬土地區(qū)公路設(shè)計與施工指南［M］. 北京:人民交通出版社，2006.