滨海盐渍土的处治与利用

朱 亮 ，马正好 ，杨 戈

（1.海门南黄海建设发展有限公司，江苏海门 226000；2.同济大学，上海市 200092；3.上海同科交通科技有限公司，上海市 200092）

0 引言

滨海地区受海水浸润和退移影响，地下水体矿化度较高，在毛细作用与蒸发作用下盐份凝聚于地表或地表下不深的土层中形成滨海盐渍土[1]。滨海盐渍土具有较强的环境敏感性，其工程性质随水、热环境而异，将其直接用作路基填料会引发诸多公路病害，如溶陷、翻浆、冻胀等[2,3]。

然而，滨海地区优质路基填料匮乏，采用砂石料对路基、基层、底基层进行处理将大幅度增加公路建设成本。若能就地取材，将滨海盐渍土改良后作为资源用于道路工程建设，则可避免毁坏耕地、缩短工期。因此，如何从技术、经济以及环保的角度出发，充分利用盐渍土料源充足的优势，同时又保证路基的良好使用性能，成为滨海地区道路工程建设所迫切需要解决的一个问题。

鉴于此，本文通过南黄海地区滨海盐渍土处治试验研究，使其满足公路工程建设需求，并设计相应的路基结构，对今后的滨海盐渍土的利用具有积极的工程意义。

1 滨海盐渍土基本工程特性

试验用土取自江苏南通东灶港港区，地处原黄海滩地，表层由海水吹填而成。经室内试验，测得滨海盐渍土的主要物理力学性质参数见表1。

表1 滨海盐渍土物理力学性质参数

分析可知该滨海盐渍土具有以下特性：（1）天然含水量大、稠度小、液限高、塑性指数大，属于高液限弱氯盐渍黏土；（2）CBR值小，不满足公路路基规范[4]对高速和一级公路路基填料CBR大于5%～8%的要求；（3）回弹模量小，不满足公路规范对重交通、特种交通下公路土路基回弹模量不低于40 MPa的要求。因此该滨海盐渍土不可直接用作路基填料，可考虑对其进行处治以满足路基设计要求。

2 处治滨海盐渍土工程特性

2.1 滨海盐渍土处治试验

目前对于高液限盐渍黏土的加固多采用石灰处治、水泥石灰综合处治等[5,6]，相关研究表明：石灰处治能有效降低滨海盐渍土的塑性指数、液限，同时提高强度及水稳性；水泥石灰综合处治塑性指数较高的土，其强度往往要比单纯用水泥或单纯用石灰稳定的强度高得多，而且受水分变化影响不大，水稳性较好。

因此选用消石灰（一等品）、#325普通硅酸盐水泥为处治剂，进行配合比（石灰∶水泥：素土）为6:0∶94、5∶3∶92、4∶4∶92的处治滨海盐渍土研究，各配合比下的处治滨海盐渍土的主要强度指标见表2。

2.2 处治滨海盐渍土性能评价

（1）6∶0∶94的石灰处治盐渍土

配合比为6∶0∶94的石灰处治盐渍土的7 d浸水无侧限抗压强度为0.616 MPa，水稳定性系数K为46.7%，较未经处治的素盐渍土浸水松散来说，强度和水稳性有很大提高；96%压实度下的养生7 d的处治盐渍土试件的CBR值30.2%，回弹模量为391.7 MPa，均满足规范对路基填料的强度要求。

表2 处治滨海盐渍土强度特性

（2）5∶3∶92的石灰水泥处治盐渍土

配合比为5∶3∶92的石灰水泥处治盐渍土的7 d浸水无侧限抗压强度为0.791 MPa，水稳定性系数K为59.2%，强度和水稳性都有相应提高；96%压实度下的养生7 d、28 d的处治盐渍土试件的CBR为 62.0%、78.5%，回弹模量为 595.8MPa、987.5MPa，均满足规范对路基填料的强度要求。该处治盐渍土强度、水稳定性增长明显，有较好的路用性能。

（3）4∶4∶92的石灰水泥处治盐渍土

配合比为4∶4∶92的石灰水泥处治盐渍土的7 d浸水无侧限抗压强度为0.831 MPa，水稳定性系数K为61.2%；96%压实度下的养生7 d、28 d的处治盐渍土试件的CBR为83.1%、96.2%，回弹模量为876.2 MPa、1180.4 MPa，均满足规范对路基填料的强度要求。该处治盐渍土强度高、水稳定性好，有很好的路用性能。

2.3 滨海盐渍土处治方案推荐

综合考虑处治效果与处治成本，推荐的滨海盐渍土处治方案见表3。

表3 滨海盐渍土处治方案评价与推荐

3 处治滨海盐渍土路基结构设计

在满足规范要求的前提下，充分利用滨海盐渍土料源充足的优势，同时兼顾滨海水盐环境对路基的影响，将处治滨海盐渍土用作路基填料，对路基结构进行设计。对于滨海新区较高填方区域，上路床填料可采用5%+3%和4%+4%石灰水泥处治盐渍土，上路床以下的路基部分可考虑使用6%石灰处治盐渍土作为填料。对于地下水位较高的区域，考虑盐分和地下水对路基的影响，可设置防渗土工膜和碎石垫层，由此提出两种路基结构设计方案。

（1）路基结构方案一

地基处理后地面，铺设一层防渗土工膜，回填6%石灰处治盐渍土至路基顶面30 cm，再铺设一层防渗土工膜，然后回填4%石灰+4%水泥处治盐渍土（或5%石灰+3%水泥处治盐渍土）至路基顶面，见图1。

（2）路基结构方案二

地基处理后地面，铺设一层土工布，回填一层15 cm碎石垫层后铺设一层防渗土工膜，再回填一层15 cm碎石垫层，然后顶面铺设一层土工布，采用6%石灰稳定土（盐渍土）填高至路床顶面以下30 cm，然后回填4%石灰+4%水泥处治盐渍土（或5%石灰+3%水泥处治盐渍土）至路基顶面，见图2。

图2 方案二示意图

路基处治效益对比分析（按80 cm计）：

对上述两种路基结构设计方案和原设计方案（级配碎石换填）进行效益对比分析，见表3。与原设计方案相比，两个处治盐渍土路基设计方案充分利用了现有盐渍土源，通过掺入水泥、石灰，改善盐渍土的特性，基本满足路基强度和稳定性的要求，且大大降低了工程造价。同时，方案二设计了碎石垫层，在地下水位较高的区域能更有效地降低地下水和盐份对路基的影响。

表3 各路基结构效益对比

4 结论

本文从工程应用的角度出发，对滨海盐渍土进行了处治研究，并给出了相应的处治方案和路基结构推荐，得到以下认识：

（1）该滨海盐渍土天然含水量大、稠度小、液限高、塑性指数高、CBR值小、回弹模量小，不能直接用作路基填料，必须进行处治才能满足路基路面设计要求。

（2）石灰处治、石灰水泥综合处治的滨海盐渍土的强度和水稳性都有明显增强，均满足高速公路和一级公路对路基填料强度的要求。进行处治配比选择时应综合考虑强度、水稳性和经济性。

（3）路基结构设计可充分利用滨海处治盐渍土，同时考虑设置防渗土工膜和碎石垫层以降低盐分和地下水对路基的影响。

[1]周琦,韩文峰,邓安,等.滨海盐渍土作公路路基填料试验研究[J].岩土工程学报,2006(9):1177-1180.

[2]王小生,章洪庆,薛明,等.盐渍土地区道路病害与防治[J].同济大学学报,2003,31(10):1178-1182.

[3]刘红兵.盐渍土作为路基填料的常见病害及治理方法[J].上海建设科技,2011(3):18-20.

[4]JTG D30-2004,公路路基设计规范[S].

[5]陈雪峰.滨海地区水泥改良盐渍土强度特性及其机理研究[J].交通标准化,2012(6):51-54.

[6]黄维蓉.道路建筑材料[M].北京:北京交通出版社,2011.