鹽漬土地區(qū)公路路基的病害分析與防治技術(shù)

史 偉

（甘肅省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院股份有限公司，甘肅 蘭州730000）

鹽漬土是一種具有腐蝕性的土，分布在降水量少、蒸發(fā)量大的地區(qū)，因?yàn)樗执罅空舭l(fā)而鹽分殘留，所以鹽漬土含鹽量高。鹽漬土地區(qū)蒸發(fā)量隨深度增加而減小，因此地基土的含鹽量在空間上不均勻，表現(xiàn)為隨深度增加而遞減規(guī)律。鹽漬土對(duì)路基的不利影響主要表現(xiàn)為鹽脹、溶陷及對(duì)構(gòu)造物的腐蝕。實(shí)際工程中，須準(zhǔn)確掌握地基土的含鹽量及地基遇水的可能性，判斷鹽漬土對(duì)路基的影響大小，采取合理的地基處理措施，確保路基穩(wěn)定。

1 常見(jiàn)路基病害分析

鹽漬土地區(qū)公路路基常見(jiàn)的病害包括路基不均勻沉降及構(gòu)造物的腐蝕破壞，路基不均勻沉降的根本原因在于鹽漬土在水的作用下發(fā)生鹽脹、溶陷等現(xiàn)象。

1.1 鹽脹問(wèn)題

鹽漬土含鹽量高，在土中易溶性硫酸鹽含量較高的情況下，當(dāng)氣溫較高時(shí)，易溶性硫酸鹽溶于水中，體積縮小，而溶液的溶解度較高，因此能溶解更多的易溶性硫酸鹽；當(dāng)氣溫降低時(shí)，溶液的溶解度降低，溶液為過(guò)飽和狀態(tài)，溶液中的硫酸鹽析出為晶體，體積增大，發(fā)生鹽脹。在氣溫隨季節(jié)循環(huán)變化的過(guò)程中，地基土體的體積也隨之發(fā)生膨脹-收縮的循環(huán)變化，因而使地基土密實(shí)度減小，承載力降低。

1.2 溶陷問(wèn)題

在干燥情況下，鹽漬土中的易溶鹽以結(jié)晶的形式存在，由于鹽結(jié)晶存在膠結(jié)作用，因此鹽漬土強(qiáng)度較高，力學(xué)性質(zhì)較好。在遇水后，土中的可溶性硫酸鹽結(jié)晶溶于水中形成溶液，鹽結(jié)晶的溶解導(dǎo)致膠結(jié)作用消失，土體強(qiáng)度降低；此外，鹽分隨著水的滲透發(fā)生轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致土體中局部鹽損失，長(zhǎng)期的鹽損失導(dǎo)致土體中出現(xiàn)空洞，在自重及車(chē)輛荷載作用下發(fā)生路基沉陷，嚴(yán)重影響行車(chē)安全。

1.3 腐蝕問(wèn)題

鹽漬土的腐蝕性主要包括化學(xué)腐蝕和物理腐蝕。一方面，鹽漬土中含有大量的硫酸鹽、氯鹽，鹽分溶于水中形成的鹽溶液與混凝土中的材料和鋼筋能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致混凝土及鋼筋腐蝕；另一方面，鹽溶液滲入混凝土或其他材料中，在溫度降低時(shí)，鹽晶體析出，在建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生極大的內(nèi)應(yīng)力，造成結(jié)構(gòu)破壞[4]。

2 鹽漬土存在的危害性

鹽漬土中的鹽含量一般大于0.3%，小于20%，受溶陷、鹽脹等因素的影響，呈現(xiàn)鹽漬土的基本特征，具有較強(qiáng)的腐蝕性、溶陷性、膨脹性。在公路路基工程施工中，鹽漬土的土地基礎(chǔ)路面表現(xiàn)為軟彈性狀態(tài)，為了有效地滿(mǎn)足基礎(chǔ)路面的整體壓實(shí)效果，需要采取必要的措施處理。鹽漬土?xí)?dǎo)致路基的軟土受損。鹽漬土的膨脹導(dǎo)致土體本身的溫度水平較低，膨脹后出現(xiàn)脫水變小的情況，導(dǎo)致土體本身的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，出現(xiàn)疏松變軟的情況，這是鹽土膨脹現(xiàn)象的原因。鹽漬土遇水溶解，結(jié)晶鹽流失，會(huì)導(dǎo)致基礎(chǔ)層塌陷、孔洞問(wèn)題發(fā)生。鹽分經(jīng)過(guò)毛細(xì)水分的蒸發(fā)，攜帶地表的聚集作用，造成路基出現(xiàn)破壞。鹽漬土未進(jìn)行必要的處理，直接作為路基的填料，會(huì)導(dǎo)致凍脹問(wèn)題發(fā)生，路基會(huì)出現(xiàn)翻脹現(xiàn)象，出現(xiàn)彈簧、雨水沖刷侵蝕問(wèn)題，導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)。

3 技術(shù)案例水平分析

一般公路工程施工中，鹽漬土地基的處理方法主要為物理方法，除了常見(jiàn)的換填法之外，還包括固化劑加固法、水分隔離截?cái)喾?、去除鹽分法等。

固化劑加固法：采用有機(jī)或無(wú)機(jī)固化劑（如水泥、石灰、粉煤灰及高分解固化劑）對(duì)鹽漬土進(jìn)行改良。邢愛(ài)國(guó)等人[5]在津汕高速公路項(xiàng)目中采用水泥對(duì)鹽漬土進(jìn)行改良，并對(duì)其作用機(jī)理進(jìn)行了研究。趙慶新等人[6]對(duì)采用水泥和礦渣加固后的鹽漬土進(jìn)行了深入研究，證明了固化劑改良鹽漬土在實(shí)際工程中的適用性。

水分隔離截?cái)喾ǎ罕娝苤}漬土在自然干燥狀態(tài)下，土體強(qiáng)度較高，地基承載力較好。鹽漬土強(qiáng)度損失的一個(gè)重要原因是鹽分溶于水后隨水流失，因此，通過(guò)阻斷水分可以有效地防止鹽漬土強(qiáng)度損失。一般公路工程中，在地下水位不高的情況下，在地基表層設(shè)置隔斷層防止雨水下滲也是一種較為常見(jiàn)的處治措施。在地下水位較高時(shí)，采用透水性材料填筑路基，并適當(dāng)增加路基填土高度，能夠降低毛細(xì)水高度，減小鹽漬土對(duì)路基的影響。

去除鹽分法：鹽漬土的特殊性在于其土體含鹽量高，其強(qiáng)度損失的根本也在于鹽的含量和狀態(tài)發(fā)生了變化，通過(guò)工程措施去除土體中的鹽分可以顯著改善鹽漬土的工程性質(zhì)。目前工程中常用的方法是將鹽漬土挖除，換填其他路基填料后分層壓實(shí)。此外，陳家應(yīng)[7]在某項(xiàng)目鹽漬土地基處理中采用了浸水預(yù)溶法，在項(xiàng)目建設(shè)之前采用低礦化度的水對(duì)地基土進(jìn)行浸泡，使地基中的易溶鹽大部分或全部溶于水后隨水排除，之后對(duì)地基土進(jìn)行翻挖后重新夯實(shí)。浸水預(yù)溶后地基土中含鹽量大大降低，地基強(qiáng)度能夠長(zhǎng)期保持，不會(huì)出現(xiàn)較大的強(qiáng)度損失。

4 技術(shù)實(shí)施的操作

4.1 原地面試驗(yàn)方式分析

依據(jù)原始地面的清潔處理，對(duì)路基基礎(chǔ)范圍內(nèi)的500m設(shè)定一個(gè)基礎(chǔ)點(diǎn)。深度在0-50cm之間。每500m選取3個(gè)或3個(gè)以上的斷面材料。按照土基中的易溶鹽情況，分析鹽漬的高濃度標(biāo)準(zhǔn)，一般按照具體的含量水平分析。其中多以中亞硫酸鹽為主，弱以中硫酸鹽類(lèi)，局部存在弱亞硫酸鹽。

4.2 處治操作的基本原則

在處理過(guò)程中需要采用阻隔斷水、換填的施工操作工藝。通過(guò)簡(jiǎn)單可靠的經(jīng)濟(jì)方式，消除或逐步減少地基的浸水問(wèn)題。判斷溶鹽、鹽脹導(dǎo)致的問(wèn)題。需要根據(jù)巖土的使用工藝，分析確定阻斷操作措施。結(jié)合地基基礎(chǔ)的設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)要求，做好毛細(xì)水、地面下的路基范圍防護(hù)。采取降水方式處理，在路基基礎(chǔ)填料的強(qiáng)度處理。對(duì)低填料路段可能存在的匯水、融雪情況進(jìn)行沖刷處理。設(shè)定盲溝，做好減排處理。根據(jù)路基的施工范圍，消除其中可能存在的隱患問(wèn)題。采取換填土的處理措施，調(diào)整路基基礎(chǔ)路面的操作。做好建筑路基高度的匹配調(diào)整。通過(guò)換填土方式，消除其中的風(fēng)險(xiǎn)危害。注重調(diào)整綜合治理規(guī)范操作流程，分析預(yù)期可能達(dá)到的實(shí)施效果標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)合實(shí)際情況確定現(xiàn)場(chǎng)處理的操作標(biāo)準(zhǔn)要求。

4.3 措施操作處理

4.3.1 挖方路段的處理

按照溶陷性的高標(biāo)注水平，需要對(duì)路床范圍、承受路面的載荷比例量水平進(jìn)行分析。如果層厚度不足，需要采用換填土的方式。注意深基坑施工的開(kāi)挖深度，一般需要小于1m。在開(kāi)挖填土的施工工藝要求中，需要采用密實(shí)壓實(shí)處理，然后再回填土。將砂石放置到原始位置中，鋪設(shè)斷面層，回填路基，降低腐蝕性，提高路基的穩(wěn)定性，從而提升挖土回填后路基的承載力。

4.3.2 填方路段的施工

在路基基礎(chǔ)澆筑高度小于2m，按照基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，需要對(duì)原土挖除，然后使用砂礫土回填。通過(guò)分層、壓實(shí)、替換的方法，降低腐蝕性，防治侵蝕路面路基。按照車(chē)輛運(yùn)輸?shù)那闆r會(huì)受載荷因素影響，導(dǎo)致路基不穩(wěn)定。沉降，翻漿都是常見(jiàn)的施工問(wèn)題。根據(jù)地下水位標(biāo)高及土的含鹽量分析，合理設(shè)置路基填筑高度，做好地基處理，嚴(yán)控路基填筑原材料質(zhì)量關(guān)。

4.4 施工保障措施的操作

4.4.1 施工基礎(chǔ)材料的控制

按照材料的基本選型，嚴(yán)格遵照具體的規(guī)范要求和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施。對(duì)于鹽漬土而言，其實(shí)際的施工條件較差。對(duì)于施工中材料的綜合質(zhì)量水平要求高。偏遠(yuǎn)地區(qū)資源匱乏，材料的使用、運(yùn)輸條件差，距離遠(yuǎn)。在項(xiàng)目施工中，需要按照具體的施工工序要求分析，做好提前的準(zhǔn)備工作，確定材料的整體配置合理性，提高施工材料的有效使用水平。

4.4.2 施工操作工藝的保障與提升

按照所有施工工藝的操作要求，需要確定試驗(yàn)段的操作標(biāo)準(zhǔn)。在施工前需要做好鹽漬土的試驗(yàn)。根據(jù)試驗(yàn)操作標(biāo)準(zhǔn)分析是否確定是鹽漬土。對(duì)填土含水率水平進(jìn)行分析，一般控制在±2%左右。路基壓實(shí)度按照相關(guān)公路路基規(guī)范控制。對(duì)混凝土施工路面的需求，需要設(shè)定搭接實(shí)施方案，對(duì)回填土含鹽量指標(biāo)嚴(yán)格控制。遵照施工操作工序，對(duì)路基含鹽量比例水平進(jìn)行分析，確保施工工程質(zhì)量符合實(shí)際操作標(biāo)準(zhǔn)要求，提升施工操作工藝保障價(jià)值。

4.5 混凝土的腐蝕防治措施

4.5.1 混凝土腐蝕綜合性能的提升

鹽漬土地區(qū)混凝土材料遭受到破壞后，土壤內(nèi)容易產(chǎn)生易溶鹽，需要在混凝土中增加一定的材料，減少溶鹽的影響水平?；炷磷陨砭哂锌垢g性，可以有一定的防護(hù)作用。在選配混凝土規(guī)格中，需要按照標(biāo)準(zhǔn)配置，優(yōu)化等級(jí)，添加匹配的高性能混凝土。高性能混凝土的澆筑中，自身形成密實(shí)結(jié)構(gòu)，可以減少易溶鹽的腐蝕作用，從而提升抗腐蝕效果。按照自身的綜合結(jié)構(gòu)性能要求，需要逐步加強(qiáng)混凝土材料的整體抗腐蝕性水平，重視加強(qiáng)鹽漬土與混凝土材料的接觸面，逐步優(yōu)化填料配合的準(zhǔn)確性。注意結(jié)合建筑工程的基本原材料水平提升優(yōu)化。

4.5.2 混凝土結(jié)構(gòu)斷面尺寸比例水平分析

混凝土施工中，需要根據(jù)斷面的尺寸標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合施工環(huán)境條件，分析確定混凝土的穩(wěn)定操作要求。重視對(duì)混凝土構(gòu)件進(jìn)行尺寸斷面分析，結(jié)合混凝土的耐久使用性水平，分析確定其腐蝕水平。結(jié)合混凝土材料的自身抗腐蝕情況，制定合理的斷面尺寸比例施工，加強(qiáng)混凝土自身的抗腐蝕強(qiáng)度。需要從根本上杜絕溶鹽離子的侵蝕水平。根據(jù)氣候變化條件因素，分析惡劣條件下鹽漬化的程度。對(duì)混凝土的截面進(jìn)行尺寸比例分析，判斷分析其適用強(qiáng)度水平。面對(duì)惡劣條件，需要提前做好施工預(yù)判準(zhǔn)備，對(duì)可能因濕度、溫度、腐蝕等因素導(dǎo)致的路面質(zhì)量結(jié)構(gòu)受損進(jìn)行預(yù)估。分析如何加強(qiáng)混凝土構(gòu)件的整體抗腐蝕性水平。按照路基斷面的整體，考慮混凝土結(jié)構(gòu)，如何提升材料整體性能，保障施工規(guī)范要求，降低限制因素。

4.5.3 混凝土澆筑施工現(xiàn)場(chǎng)的有效防護(hù)處理

根據(jù)混凝土材料自身的實(shí)際性能水平，采取有效的防護(hù)措施操作?；炷潦┕ぶ行枰貏e注意鹽漬土的澆筑作業(yè)方式。對(duì)于混凝土裂縫，材料破損的情況，需要及時(shí)調(diào)整裂縫發(fā)生的區(qū)域。根據(jù)裂縫進(jìn)行修補(bǔ)，防止出現(xiàn)腐蝕損傷問(wèn)題。施工過(guò)程中，需要根據(jù)周?chē)沫h(huán)境風(fēng)沙變化，分析周?chē)h(huán)境下風(fēng)沙可能導(dǎo)致孔洞的問(wèn)題，及時(shí)做好施工中混凝土、鋼筋材料腐蝕程度的分析，逐步提升混凝土的安全可靠性水平。

4.5.4 表面包裹涂料分析

包裹材料可以直接將鹽漬土、混凝土之間隔絕開(kāi)來(lái)。包裹材料一般選擇具有耐腐蝕性的材料。根據(jù)混凝土抗腐蝕的性能要求，分析如何調(diào)整外部操作，做好耐腐蝕性的管理，重視長(zhǎng)期阻隔溶鹽顆粒進(jìn)入。通過(guò)瀝青、毛氈、纖維等材料，可以有效阻隔腐蝕性。在包裹材料過(guò)程中，需要注意材料的包裹質(zhì)料水平。

混凝土具有強(qiáng)抗腐蝕作用，可以有效阻隔鹽漬離子進(jìn)入到路基路面中。按照包裹的具體操作流程和步驟，做好保護(hù)，提高抗腐蝕性水平。基礎(chǔ)涂層是按照施工標(biāo)準(zhǔn)要求完成，一般采用水性材料、樹(shù)脂材料等。涂層材料施工中，需要重視抗腐蝕整體性能的操作要求，通過(guò)紫外線作用，合理地控制施工，做好地基基礎(chǔ)的保護(hù)，阻隔鹽漬，保證保護(hù)包裹部位無(wú)侵蝕，無(wú)照射發(fā)生。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，鹽漬土路基施工中，需要根據(jù)其鹽漬土的基本特性，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境采取合理的路基保護(hù)措施。做好排水溝、路基壓實(shí)保護(hù)，對(duì)鹽漬土進(jìn)行更換或處理，保證剩余土符合驗(yàn)收施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，確定公路路基可施工標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合施工整體劃定施工標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)地域分布廣泛，鹽漬土在路基施工中較為常見(jiàn)，結(jié)合施工操作標(biāo)準(zhǔn)要求，做好合理的防護(hù)操作管理，注重建立符合鹽漬土施工的管理標(biāo)準(zhǔn)，做好質(zhì)量管理實(shí)施方案，為路基施工提供合理的條件。