鹽漬土路基特征及處理措施

黃 磊

(四川省交通勘察設(shè)計研究院有限公司交通規(guī)劃研究分院，四川成都 610017)

尉犁至35團高速公路位于新疆維吾爾自治區(qū)巴音郭楞蒙古自治州尉犁縣和兵團第二師塔里木墾區(qū)境內(nèi)，天山南麓，塔里木盆地東側(cè)，路線總體基本走向由西北向東南，地勢總體為西北向東南傾斜，沿途主要控制點為尉犁縣、既有G218、格庫鐵路(在建)、孔雀河、塔里木河、恰拉水庫、31團、33團、大西海水庫、34團。

本項目是《國家高速公路網(wǎng)規(guī)劃》“五縱七橫”的國道北京至烏魯木齊高速公路(G0711)的組成部分，是新疆交通運輸“十三五”發(fā)展規(guī)劃“6橫、6縱、7樞紐、8通道”戰(zhàn)略布局中“6縱”(即阿勒泰至烏魯木齊至若羌北南大通道)的重要組成部分，對于構(gòu)筑我國向西開放運輸大通道，推動國家發(fā)展戰(zhàn)略實施，實現(xiàn)新疆內(nèi)通外聯(lián)，建設(shè)“絲綢之路經(jīng)濟帶”核心區(qū)具有十分重要的意義，被列入了“十三五”高速公路建設(shè)之中，戰(zhàn)略地位和經(jīng)濟意義十分重要。

1 項目區(qū)鹽漬土特征及危害

地表以下1m深度范圍內(nèi)的土層，當(dāng)其易溶鹽的平均含量大于0.3 %，具有溶陷、鹽漲等特性時應(yīng)判定為鹽漬土。本項目路線走廊深處內(nèi)陸腹地，屬暖溫帶大陸性干旱氣候區(qū)，年平均降雨量50.2～51.0mm，年平均蒸發(fā)量2 480～2 700mm，蒸發(fā)量遠(yuǎn)大于降雨量。路線地處塔里木新生斷陷盆地邊緣，地下水埋藏深。春季冰雪融化或夏季驟降暴雨時形成地表徑流，沿途溶解巖土體內(nèi)的鹽分，成為含鹽的礦化地表水，當(dāng)流出山口或流速減慢，形成漫流時，在強烈的地表蒸發(fā)以及下滲作用下，流程不長地表水即消失殆盡，地表水以及下滲水中的鹽分隨著蒸發(fā)作用富集在地表或地表下一定深度內(nèi)，形成鹽漬土，其含鹽成分與地表水所溶解的鹽的成分直接相關(guān)。

本項目鹽漬土分布廣泛，沿線大部分段落地表鹽漬化程度較高，局部段落泛白明顯，耐堿植物較多。鹽漬土類型以硫酸鹽、亞氯鹽～中、強鹽漬土為主，累計長度約110 170m。硫酸鹽沉淀結(jié)晶時，體積增大，脫水時體積縮小。項目所在地區(qū)由于日溫差較大，硫酸鹽的體積時縮時脹，致使土體結(jié)構(gòu)疏松。在冬季溫度下降幅度較大，便產(chǎn)生大量的結(jié)晶，使土體劇烈膨脹。此外，在一定含水率的條件下，因土粒中含有鹽分，使土粒間的距離增大，而土體粘聚力及內(nèi)摩擦角則隨之減小，最終導(dǎo)致土體的強度降低。土在潮濕狀態(tài)時，土中的含鹽量愈大，則其強度愈低。

鹽漬土由于具有融陷、鹽脹以及腐蝕等特性，對公路造成嚴(yán)重病害，如鹽脹造成路基路面鼓脹開裂、路肩邊坡松散剝蝕，加劇路基凍脹與翻漿，受水浸泡時，路基強度急劇降低，發(fā)生沉陷變形等。此外，工程材料(如砂、石)和施工用水中，如果含有過量的鹽，也會造成工程的危害。

2 鹽漬土路基處理

根據(jù)前述分析，并結(jié)合本項目鹽漬土試驗資料、地表水位、地下水位、土質(zhì)情況、結(jié)合毛細(xì)水上升高度、凍脹深度等，設(shè)計時采取如下處理措施：

(1) 路基主要采用路堤形式，確保上部路床受鹽漬影響較小，有效防止鹽脹，減少鹽漬土對路基的影響。

(2) 對鹽漬土地基表層聚積的鹽霜、鹽殼及植被等進(jìn)行清除30cm表土處理，同時換填滲水性土分層填筑路基。

(3) 對局部路塹或零填的鹽漬化路基段根據(jù)路基的土質(zhì)情況采取挖除換填或翻松碾壓處理措施。

(4) 對鹽漬化軟弱土地基，以容許工后沉降和穩(wěn)定安全系數(shù)為控制指標(biāo)，結(jié)合沿線地形、地物及施工便利性等因素，結(jié)合路基高度采取換填非鹽漬土等處理措施，并鋪設(shè)復(fù)合土工布隔斷層，減少地下水及地表水對路基的影響，阻止鹽分上升。

企業(yè)管理要以人的全面發(fā)展為核心,要做到知人善用。一個好的企業(yè)應(yīng)該要尊重員工、信任員工、理解員工、關(guān)懷員工和激勵員工。同時也要做到用其所長、用其所愿、用其所思、用當(dāng)其時、用當(dāng)其位。

隔斷層設(shè)置在上路床底部，復(fù)合土工布隔斷層須高出邊溝流水位、地面或地表長期積水水位30cm，防止地表水漫過隔斷層失去作用。當(dāng)復(fù)合土工布距路基坡腳高度小于30cm時，路基坡腳需開挖加深邊溝，使復(fù)合土工布高出路基坡腳或加深邊溝底30cm以上。土工布鋪設(shè)坡度為向外2 %。本項目沿線存在大量風(fēng)積砂，復(fù)合土工布隔斷層下的路基填筑材料使用風(fēng)積砂，可有效隔斷毛細(xì)水的上升。見圖1。

圖1 鹽漬土路基處理設(shè)計(單位：cm)

復(fù)合土工布采用一布一膜機織土工布：質(zhì)量不小于350g/m2。膜為不透水塑料薄膜，由聚乙烯或聚氯乙烯材料制作，厚度不小于0.2mm，質(zhì)量不小于200g/m2，垂直滲透系數(shù)≤5×10～11cm/s。布采用丙綸、滌綸、錦綸、乙綸等材料制作，一布質(zhì)量不小于150g/m2。土工布斷裂強度不小于35kN/m(經(jīng)向)及21kN/m(緯向)，標(biāo)準(zhǔn)強度對應(yīng)伸長率不大于35 %(經(jīng)向)及30 %(緯向)，其經(jīng)緯向撕破強力不小于0.4kN，CBR頂破強力不小于2kN。土工布的其他技術(shù)要求應(yīng)滿足GB/T17640-2008《土工合成材料 長絲機織土工布》的有關(guān)要求。復(fù)合土工布必須采用布與膜之間相互緊密粘貼生產(chǎn)的全成品整體材料，幅寬盡可能采用較寬的品種，單幅寬度盡可能不小于10m。

(5) 嚴(yán)格控制路堤填土的含水量、有機質(zhì)含量和含鹽量，使之滿足JTGD30-2015《公路路基設(shè)計規(guī)范》及XJTJ01-2001《新疆鹽漬土地區(qū)公路路基路面設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范》要求。應(yīng)控制路基填土的含水量在土的最佳含水量左右。液限、塑性指數(shù)以及含水量超過規(guī)范規(guī)定的土，不得直接用于填筑路基。路基填料應(yīng)保證有足夠的強度和較好的透水性，其CBR值應(yīng)大于5 %，路基填料最大粒徑為15cm，路床填料最大粒徑為10cm。由于本項目區(qū)域內(nèi)鹽漬土分布廣泛，如需利用鹽漬土填筑路基時，則要依據(jù)《公路路基設(shè)計規(guī)范》并結(jié)合《新疆鹽漬土地區(qū)公路路基路面設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范》來確定鹽漬土填筑路基可用性及路基的壓實度，防止鹽份轉(zhuǎn)移和保證路基的穩(wěn)定。

3 鹽漬土路基防排水設(shè)計

項目區(qū)河流水系主要為孔雀河以及塔里木河。地下水包括地下潛水和承壓水，受塔里木河水補給，地下水位較高。塔里木灌區(qū)兩河間數(shù)百米厚第四紀(jì)地層上均為洪積、沖積和風(fēng)積物質(zhì)，地下潛水和承壓水均為高礦化度的咸水。

針對鹽漬土遇水強度降低的特點，鹽漬土地區(qū)路基必須設(shè)置完善的排水系統(tǒng)，做好邊溝和排水溝等排水設(shè)施的設(shè)計，保證水流暢通，不影響路基穩(wěn)定。在地面排水困難、地下水位較高，或公路旁有農(nóng)田排、灌水渠的路段，應(yīng)在路基一側(cè)或兩側(cè)設(shè)置排水溝，以降低地下水位或截阻農(nóng)田排灌水。對于戈壁荒地區(qū)，盡量以散排為主。結(jié)合本項目特點，排水設(shè)計方案如下：

(1) 排水溝。沿線農(nóng)田區(qū)灌溉系統(tǒng)密集，為攔截農(nóng)田灌溉水，防止侵蝕路基，路側(cè)坡腳外1m處設(shè)置排水溝，排水溝尺寸為溝深60cm，底寬60cm，內(nèi)邊坡1∶1，外邊坡1∶1，外側(cè)設(shè)置擋水埝防治攔截灌溉水，排水溝采用M10砂漿砌筑C30水泥混凝土預(yù)制板，板厚8cm，下設(shè)10cm砂礫墊層。

由于沿線地勢平坦，不利于匯水排除，同時在農(nóng)田區(qū)內(nèi)設(shè)置蒸發(fā)池占地較多，排水溝設(shè)置成平坡，排水溝兼做蒸發(fā)池用。

布設(shè)在荒漠及沙漠地區(qū)的路段，因降水稀少，蒸發(fā)量大，且沙的滲透性能較好，因此，不設(shè)置排水設(shè)施。

(2) 邊溝。農(nóng)田區(qū)挖方路段邊溝形式采用深0.3m的寬淺梯形邊溝，底寬2.0m，內(nèi)邊坡1∶4，外邊坡1∶1。邊溝采用M10砂漿砌筑C30水泥混凝土預(yù)制板，板厚8cm，下設(shè)10cm砂礫墊層。

沙漠挖方路段設(shè)置3m寬的積沙平臺，不設(shè)置路基邊溝及排水設(shè)施。

4 結(jié)束語

本文通過對尉犁至35團高速公路鹽漬土路基的處理及防排水設(shè)計，得出以下體會：

(1) 應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)貧庀?、地質(zhì)、水文和鹽漬化程度等自然條件，分析鹽漬土形成的成因機理及其對路基穩(wěn)定性的影響，針對性地采取正確合理的工程技術(shù)措施，進(jìn)行路基特殊設(shè)計，以達(dá)到路基工程具有足夠的強度和整體穩(wěn)定性的目的。

(2) 鹽漬土路基設(shè)計應(yīng)注意保證路基填土高度、路基填料含鹽量控制、隔斷毛細(xì)水上升通道、排水設(shè)計應(yīng)保證排水暢通等。