鹽漬土在公路建設(shè)中的病害與治理

楊會(huì)軍

（甘肅路橋公路投資有限公司，甘肅　蘭州　730000）

鹽漬土在公路建設(shè)中的病害與治理

楊會(huì)軍

（甘肅路橋公路投資有限公司，甘肅蘭州730000）

在我國(guó)的西部青海、甘肅等地廣泛分布者鹽漬圖，長(zhǎng)期以來(lái)由于多方面的原因，直接取用兩側(cè)的鹽漬土填筑路基因鹽漬土本身的工程特性冬季至春季不斷產(chǎn)生膨脹翻漿、腐蝕的危害從而降低道路的通行能力和服務(wù)水平?，F(xiàn)筆者就結(jié)合甘肅省河西地區(qū)某高速公路建設(shè)過(guò)程對(duì)鹽漬土的成因和危害進(jìn)行分析及在施工過(guò)程中如何處理等方面進(jìn)行闡述。

成因；危害；處理

1　鹽漬土的成因

1.1氣候特性

該地區(qū)為溫帶干旱氣候區(qū)，物理風(fēng)化作用強(qiáng)烈。年平均降水量不足400mm，有的地區(qū)甚至不足100mm且蒸發(fā)量大降水量不足。風(fēng)多且大，冬季干冷、夏季炎熱，四季變化明顯，空氣干燥，是典型的大陸性氣候。區(qū)內(nèi)最大凍土深度為2.24m。大風(fēng)與沙塵暴日數(shù)較多，全年大于八級(jí)風(fēng)數(shù)由60多天。沙塵暴數(shù)日達(dá)30多天。

1.2地形地質(zhì)特性

由于鹽漬土主要受區(qū)域自然條件和地質(zhì)條件影響。鹽漬土所處地形多為低平地內(nèi)陸盆地局部洼地以及沿海低地。這是由于鹽分隨地面地下徑流而山高處向低處匯集使洼地成為水鹽匯集中心而形成傾斜平原帶，這些分布帶與當(dāng)?shù)氐牡匦尾粺o(wú)關(guān)系。該條高速公路經(jīng)過(guò)戈壁荒漠、基巖殘丘及侵蝕構(gòu)造基巖中山丘陵區(qū)，地形相對(duì)比較平坦，海拔1500～2750m，總體西北高，東南低。

1.3母質(zhì)特性

鹽漬土的成土母質(zhì)主要有第四系（Q）、第三系（N2k）、白堊系（K）、侏羅系（J）、石炭系（C）、志留系（S）及侵入巖等地層。是近代或古代的沉積物在不含鹽母質(zhì)上須具備一定的氣候地形和水文地質(zhì)條件才能發(fā)育鹽土對(duì)于含鹽母質(zhì)，如含鹽沉積巖的風(fēng)化物和濱海地區(qū)含鹽的沉積物鹽漬土的發(fā)育則不一定要同時(shí)具備上訴三個(gè)條件母質(zhì)或母土的質(zhì)地和結(jié)構(gòu)也直接影響土壤鹽漬化程度。第四系全新統(tǒng)、上更新統(tǒng)地層（Q3-4）以礫石、砂、低液限粉土為主。鹽漬化強(qiáng)烈，含顆粒狀晶體、芒硝、石膏較多，多為氯鹽、硫酸鹽弱-中鹽漬土。

1.4植被特性

由于該區(qū)域處于干旱氣候帶內(nèi)，在外營(yíng)力長(zhǎng)期作用下，形成了低山丘廣陵區(qū)基巖裸露，隔壁平原廣闊平坦，碎石遍布，植物稀少，生長(zhǎng)有沙蔥、梭梭、駱駝刺等植被。還有部分屬于深根性植物或鹽生植物，能從土層深處及地下水中吸收水分和鹽分，將鹽分累計(jì)于植物中，植物死亡后有機(jī)殘?bào)w分解，鹽分便回歸土壤，逐漸積累與地表因而具有一定的積鹽作用。

1.5腐蝕特性

鹽漬土對(duì)公路工程常用的鋼筋混凝土和石料等建筑材料均具有不同程度的侵蝕和腐蝕作用，鹽漬土中以硫磺鹽鹽漬土和氯鹽鹽漬圖的腐蝕性為甚，硫酸鹽與混凝土中的水化產(chǎn)物氫氧化鈣和水化氯酸鈣發(fā)生化學(xué)作用生成石膏和鈣礬石，這兩種反應(yīng)均造成體積膨脹使混凝土開(kāi)裂剝落，過(guò)飽的硫酸鹽溶液在混凝土孔隙中結(jié)晶還會(huì)對(duì)孔壁產(chǎn)生極大的應(yīng)力，使混凝土破壞，氯鹽中起主要腐蝕作用的是氯離子，氯離子子啊水汽的參與下會(huì)與金屬制品中的鐵元素發(fā)生化學(xué)腐蝕，從而產(chǎn)生氯化亞鐵，這種氯離子與鐵離子的結(jié)合物是極不穩(wěn)定的，在有氧的條件下鐵離子與氧結(jié)合形成氧化物，即通常的鐵銹而氯離子重新離解出來(lái)，再度參與鐵的腐蝕過(guò)程，這樣周而復(fù)始地作用大大加快了鐵的腐蝕速度，當(dāng)鹽漬土同時(shí)含有硫酸鹽和氯鹽時(shí)腐蝕性會(huì)更強(qiáng)。

2　鹽漬土的危害

2.1鹽脹的影響

鹽漬土中大量的硫酸鹽是引起這類(lèi)病害的主要原因，土中所含的硫酸鈉俗稱(chēng)無(wú)水芒水硝，其溶解度對(duì)溫度的變化反應(yīng)敏感，具有隨溫度變化而劇烈變化的特點(diǎn)，硫酸鈉的結(jié)晶膨脹造成路面局部不平，鼓起開(kāi)裂同時(shí)該地區(qū)晝夜溫差大，這又引起鹽脹的反復(fù)作用，從而破壞了土氣結(jié)構(gòu)，造成路基邊坡及路肩表層的疏松多孔致使道路易遭風(fēng)蝕，易于限車(chē)。

2.2凍脹的影響

青海地區(qū)冬季寒冷，這個(gè)季節(jié)是路基凍賬病害發(fā)生最嚴(yán)重的季節(jié)，由于溫度較低，路基受到了凍結(jié)作用，水分將山地下溫度較高的土層向地表溫度較低的土層方向移動(dòng)，從而會(huì)在臨界凍結(jié)深度聚冰層附近發(fā)生水分聚集現(xiàn)象形成冰凍的土層中具有大小不同的冰?；虮鶎邮蛊潴w積大大超過(guò)了原有的孔隙和含水體積，這就導(dǎo)致了路基的凍賬病害。

2.3翻漿的影響

春季融凍時(shí)路基的上層砂粒首先融化而下層一時(shí)尚未融化，則上層的水分無(wú)法下滲導(dǎo)致上層填土中的含水量超過(guò)液陷在車(chē)輛等振動(dòng)荷載的擠壓沖擊作用下，路基就出現(xiàn)翻漿現(xiàn)象導(dǎo)致路面泥濘不堪，春融時(shí)結(jié)晶的硫酸鈉脫水和氯化物的液塑限低蒸發(fā)緩慢，從而使土壤長(zhǎng)期處于潮濕飽和狀態(tài)，這些都可加重翻漿的作用。

2.4腐蝕的影響

路基土在浸水中，強(qiáng)度會(huì)大幅度降低，為了提高路基土強(qiáng)度，消除或降低路基土的溶限性，對(duì)浸水后的路基土體采用強(qiáng)夯法加固處理。

3　鹽漬土的處理

鹽漬土路基的工程治理措施有很多，有基地處理法設(shè)置毛細(xì)水隔斷層發(fā)強(qiáng)夯法，化學(xué)處理鹽漬土法，防排水措施等，對(duì)工程造價(jià)影響很大。這些方法的原理是減少路基填土的含鹽量，改變填料的特征，破壞水分和鹽達(dá)到路基水層的通道。

3.1基地處理

路基含鹽量超過(guò)規(guī)定的要求，路床過(guò)濕壓實(shí)度達(dá)不到壓實(shí)要求或路基標(biāo)高受限制的低填淺挖地段，我們一般采用就近砂碩或風(fēng)積砂對(duì)原狀土進(jìn)行換填，換填厚度應(yīng)根據(jù)地質(zhì)勘探資料以及填料的試驗(yàn)結(jié)果確實(shí)能從路基換填及鏟除的鹽漬土不得堆于路基兩側(cè)坡腳應(yīng)集中拉運(yùn)到距離線(xiàn)路不得小于30m以外，以免發(fā)生次生鹽漬化。

3.2設(shè)置毛細(xì)水隔斷層

1）隔斷層法就是在路基某一側(cè)位設(shè)置一定厚度的隔斷層，其根本目的是隔斷毛細(xì)的上升，防止水分和鹽分進(jìn)入路基上部，從而避免路基或路面遭受破壞。

2）隔斷層我們一般選擇土工布（膜）隔斷層風(fēng)積砂或沙河隔斷層，碎石隔層和瀝青砂，油毛氈等隔斷層。

3）做好路基的排水設(shè)施使水分能及時(shí)排出。

3.3強(qiáng)夯法

強(qiáng)夯處理的主要目的：

1）提高路基土的干密度，減少孔隙比，已達(dá)到消除和減少限沉降量；

2）滿(mǎn)足規(guī)范的壓實(shí)度要求；

3）提高路基土的均勻性及整體性，消除或減少差異沉降量及剩余沉降量。

3.4化學(xué)處理鹽漬土法

對(duì)路基上層的硫酸鹽漬土進(jìn)行化學(xué)處理使土中的易溶鹽成分和性質(zhì)發(fā)生變化，兩兩生成僅微溶于水性質(zhì)穩(wěn)定的物質(zhì)，為使化學(xué)處理的鹽漬土不受下層水分和鹽分的影響，路基底部應(yīng)設(shè)置隔離層。

3.5提高路基高度

提高路基填筑高度可以減少進(jìn)入路基上部的水分和鹽分使上部路床受鹽漬影響較小，有效防止鹽脹在排水不良或過(guò)濕的地帶一般采用該方法，有些鹽漬土地區(qū)地下水為較高為了使路基不受凍害和在鹽漬化的影響，應(yīng)控制路提高至不在鹽漬化的最小高度范圍以外。

3.6其他方法

路基灑水采用鹵水，可增加路基強(qiáng)度。砂礫培筑路肩，可減少路肩培土的鹽脹。鹽漬土層較厚，含鹽量較高時(shí)，可采用樁基處理。改良法改良鹽質(zhì)土路基填量等。

4　結(jié)束語(yǔ)

路基提高法施工簡(jiǎn)便，當(dāng)附近滿(mǎn)足要求的填料較豐富時(shí)，客應(yīng)用于弱中非硫酸鹽漬土段，但有時(shí)為了滿(mǎn)足防止發(fā)生次生鹽漬化的上述方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，有自己的適用條件，在施工復(fù)雜地區(qū)，為了得到較好的處理效果，往往配合使用。因此，有效的公里路基處置方法，應(yīng)根據(jù)公路等級(jí)對(duì)路基的要求、鹽漬土地區(qū)的工程特性、鹽漬土的含鹽類(lèi)別及含鹽量對(duì)公路工程的影響程度、結(jié)合施工環(huán)境條件、施工工期及當(dāng)?shù)刂凡牧蟻?lái)源，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較綜合確定。

最小填筑高度時(shí)，會(huì)使路基臨空而增大，造成行車(chē)安全受到影響；換填法可改善路基土的特性，但是挖（棄）方量、借方量大，處理困難，處理不當(dāng)易發(fā)生次生鹽漬化，填料須嚴(yán)格控制，因多數(shù)情況需遠(yuǎn)運(yùn)，成本較高；強(qiáng)夯法工藝簡(jiǎn)單、效果好，施工速度快，費(fèi)用低，適合土層范圍廣，易于保護(hù)環(huán)境，但強(qiáng)夯法一般配合浸水預(yù)溶法使用，在過(guò)于干旱缺水地區(qū)使用有限制；隔斷層法可隔斷毛細(xì)水上升，保證路床上部的穩(wěn)定，施工中應(yīng)嚴(yán)格選用隔斷層材料，該發(fā)較經(jīng)濟(jì)，已普遍應(yīng)用。

［1］沙漠地區(qū)公路設(shè)計(jì)與施工指南［S］.JTG/TD31-2008.

［2］公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.JTGD20-2004.

F540.3