盐渍土路基设计与施工方法研究

李 民，聂子涵，吴楚钢

重庆交通大学， 重庆 400074

1 项目概况

新疆维吾尔自治区和丰工业园区位于和布克赛尔蒙古自治县和什托洛盖镇以南约15 公里、国道217 的东侧约4 公里处，工业园区西侧距离在建克拉玛依至阿勒泰高速公路约2 公里，工业园区东南距在建的奎北铁路锅布哈尔赛站约12 公里，工业园区东北边界与工业园区相距最近的村庄昆得令村约3.5公里。规划区南北向和东西向跨度均约4.5 公里，大体上呈规则的矩形。工业园园区道路的建设是工业园基础设施建设的重要内容之一；和丰工业园区通往和什托洛盖镇连接道路的建设可以进一步方便工业园与生活区的连接。本项目位于新疆维吾尔自治区塔城地区和布克赛尔蒙古自治县和什托洛盖镇以南约15 公里、国道217 的东侧约4 公里处，工业园区西侧距离在建克拉玛依至阿勒泰高速公路约2 公里，工业园区东南距在建的奎北铁路锅布哈尔赛站约12 公里。和丰工业园区道路为城市Ⅱ级主干路，设计速度40km/h，连接线为二级公路，设计速度80km/h。工业园区道路路基宽度17.0m，连接线路基宽度15.0m。本项目盐渍土路段长10.4km，占路线总长的78%，很有必要对盐渍土处理方式进行分析。

2 盐渍土成因

盐渍土的形成以及产生是由于许多种因素的共同作用，盐渍土形成的主要因素有：

1）水文和地质的因素

地下水的水位，水质的矿化类型以及水质的矿化程度，都会影响到水中盐分的累积和聚集。地下水因矿化所含有的盐分越多，由于地下径流，就会向土壤中带去更多的盐分；另一方面，由于地下水水位较高，蒸发作用强，使得盐分沉积加快，都会加快形成盐渍土。新疆省气候干旱少雨，地下水矿化程度高，是新疆地区盐渍土形成的主要原因。

2）地形地貌的因素

盐渍土多分布于局部洼地，低平地，沿海低地和内陆盆地。盐分随着地表和地下径流，由高向低汇集而成，促使较为低矮的地方渐渐形成水盐的聚集地区。

3）气候的因素

新疆气候较为干旱，夏季降水稀少，日照强烈，导致地下水蒸发大，土壤中沉积的盐分不能由平时的降水稀释分流，地下水由于蒸发大大强于降水量，使得土壤中的水分呈现上升趋势，加之新疆水质矿化程度高，地下水含盐量较大，从而由上升水流将盐分带至地表逐渐堆积，形成盐渍土。

4）植被的因素

大量的盐生植物的生长会加快加重土壤的中的盐分堆积，从而加快盐渍土的形成。新疆地区多为胡杨等深根植物，其生长的蒸腾作用强烈，使得地下水大量的消耗，会使得地下水中盐分含有率相对增加，间接的加剧了地下水的矿化程度，盐生植物从地下水中吸取盐分，盐分会在植物中堆积，直至植物死亡后盐分会在地表沉积，一方面也加重了土壤的盐渍化。

5）人类的活动也是盐渍土的形成因素之一

在人类的许多工程经济、建设活动中，工业废料废水的胡乱排放、不合理灌溉、化肥的过量使用等等因素，都将导致地下水的矿化程度加剧。

6）地层岩石性质的因素

盐渍土地区多为第四系松软地层。大颗粒碎石、砂质土和粘质土类不易产生盐渍化作用，这两种土质中，由于土壤毛细管孔隙过大或者过于细小，导致水沿着土壤毛细管上升困难，不易积盐。粉砂质土土壤的毛细管孔径大小有利于地下水上升容易积盐。

本项目路线位于和什托洛盖盆地西北缘中段，沿山麓分布剥蚀、堆积的山前冲洪积扇地貌，受洪流侵蚀切割，呈崎岖梳状垅岗。不良地质主要为洪积盐土，其形成条件是山体中有含盐地层，春季雪水融化形成山洪，洪水将含盐地表土壤的盐分带至山前洪积地区，又由于蒸发作用盐分沉积形成盐渍土。

3 盐渍土的处理方法

盐渍土路段路容易发生病害，如冻胀、盐胀以及翻浆。为了减轻或预防病害，常用的处理方法有：

1）将路基范围内水分阻断

水分会导致盐渍土路段的路基软化、路面翻浆破坏。硫酸盐吸水膨胀，是导致路基路面破坏的主要原因。而另一方面，盐分在干燥的条件下是有益于道路的，因为在没有水的条件下盐分会使得土基的强度有所增加。可使用的处理方法为隔离层阻断盐分或者提高路基高度。盐分隔断可以采用提高路基和设置隔离层两种方法，其中设置隔断层有两种方法，设置砂石材料隔断层、变形缓冲层和设置土工布隔断层。

2）加强路基路面强度

增强道路路基路面结构的强度和稳定性，也可以达到减轻或预防病害发生的效果。其方法主要有：挤密桩加固地基、强夯法加固路基、浸水预溶+强夯法加固路基、设置半刚性基层等。

3）除去土壤中的盐分

导致盐渍土病害的根源是土壤中的盐分。降低土壤中的盐分或稀释至无害程度也是处理盐渍土的一种方法，常用方法有：化学处治法，换填法以及浸水预溶法。

4）级配材料采用大粒径材料，可以有效的缓冲土壤中盐胀作用产生的应力

常用的方法是缓冲层法。将大粒径级配用以底基层，不仅有利于强度和稳定性要求，并且排水性能优良，避免水分在路基下聚集。底基层采用大粒径级配，对于盐胀应力有着有效的缓冲作用，可以改变路基路面结构的受力。设置大粒径卵石缓冲层（具备一定厚度且不含砂土），设计缓冲层要考虑两个要求：一方面考虑缓冲层应可以有效的消除盐胀作用产生的应力，另一方面考虑承受上部结构荷载的强度要求。缓冲层一般采用砾石、砂砾以及卵石，隔断层应埋置在基底。厚度值可以参考已有公路路基隔水土隔断层确定。厚度大小受颗粒级配、路基高度以及地下水位深度影响。

本项目沿线局部路段分布有盐渍土，土体含硫酸盐、亚硫酸盐，为弱～强盐渍土，土质为砾类土。设计中根据盐渍化情况在园区采取如下处理方式：

1）填方路基段落，路基高度H ≥120cm 时，在路面边缘以下80cm 处设置两布一膜

复合土工布，土工布铺设坡度为向外2%。如图1 所示：

图1 盐渍土处理

2）填方路基段落，路基高度120cm ≥H ≥80cm 时， 在路面边缘以下80cm 处设置两布一膜复合土工布，土工布铺设坡度为向外2%。土工布以下0 ～20cm 范围内砾类土超挖，并分层回填重新碾压，土工布以下20 ～50cm 范围内砾类土翻松碾压。如图2 所示：

图2 盐渍土处理

3）路基高度H ＜40cm 和挖方路段，在路面边缘以下80cm 处设置两布一膜复合土工布，土工布铺设坡度为向外2%。土工布以下0～20cm范围内砾类土超挖，并分层回填重新碾压；土工布以下20 ～50cm 范围内砾类土翻松碾压，并在两侧设置50cm×50cm（底宽×高）的盲沟，且采用2 ～4cm 的砾石填充。如图3 所示：

图3 盐渍土处理

本项目中盐渍土处理采用的复合土工布为两布一膜土工布，质量不小于400g/m2，经向撕破强度不小于0.55kN，纬向撕破强度不小于0.4kN，刺破强度不小于0.5KN，CBR 顶破强度不小于2.5kN。膜为不透水塑料薄膜，由聚乙烯或聚氯乙烯材料制作，厚度不小于0.2mm，质量不小于200g/m2，耐静水压力不小于0.2MPa；质量不小于100g/m2，其断裂强度不小于35KN/m(经向)及25KN/m(纬向)，伸长率不大于35%(经向)及30%(纬向)。土工布、土工膜须满足国家标准及交通行业标准。复合土工布必须采用布与膜之间相互紧密粘贴生产的全成品整体材料，幅宽尽可能采用较宽的品种。产品在运输和贮存中不得玷污、雨淋和破损，不得长期曝晒，做好防冻措施，置放于干燥处，防潮防火。

复合土工布应质地均匀，编制规整，不得采用黏结、断丝、缺经少纬的次品。复合土工布应铺设平整，不得有折皱，连接时应根据实际情况采用缝合法或搭接法。采用缝合法连接时，缝合宽度应不小于10cm，采用搭接法连接时，搭接宽度横向应不小于30cm，纵向应不小于50cm。土工布不得直接在阳光下曝晒，以防其老化变质抗拉强度下降，并注意防止土工布在施工过程中被刺破。

4 结论

随着西部大开发的日益深入，我们将会面临越来越多的特殊路段。盐渍土路基是新疆地区存在较为普遍的特殊路基之一。盐渍土地区筑路技术仍处在探索阶段，如何消除盐渍土地区水分的影响，从而将盐渍土对公路的危害降到最小，也是盐渍土地区路基路面设计的重点。本文针对新疆地区盐渍土的成因及盐渍土路基病害的处理方法进行讨论，可供类似工程借鉴和参考。

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