盐渍土改良用作公路路基填料的试验方法

张 彬

（中铁十九局集团第五工程有限公司，辽宁大连 116100）

0 引言

我国西北部地区分布着大面积的盐渍土，硫酸盐以及氯盐渍土属于主要的盐渍土类型。相关标准规范、指南以及国内外相关研究均表明，弱、中盐渍土经过改良后可以直接作为路堤填料，这样可以对当地资源进行充分的利用，能够有效降低工程成本，同时还具有良好的环保效益，可以有效减少工程建设对于生态所产生的破坏作用[1]。对盐渍土进行改良使其作为路堤填料，可以获得良好的经济效益、环境效益以及社会效益。

但盐渍土盐胀性、溶陷性以及腐蚀性等特性的存在以及盐渍土工程性能深入研究的缺乏，导致高速公路中应用盐渍土改良作为路基填料的研究相对较少。盐渍土中含有的易溶盐遇水后会发生溶解，进而严重降低盐渍土路用性能，因此要加强盐渍土的改良处理[2]。

1 工程概况

S06酒（酒泉）嘉（嘉峪关）绕城高速公路工程项目区位于河西走廊西部、祁连山北麓。北有北山、黑山，南有祁连山、文殊山，属于典型的走廊地形。整体地形南北高，中间低，西部高，东部低，呈三面环山，一面倾斜的隆起地带。路线经过区海拔1430—1635 m，地势较平坦，地貌类型多样。中西部多为堆积戈壁，东南、东北为湿地绿洲，湿地绿洲随地貌被戈壁分割为点、块、条、带状。

根据海拔高度、相对高度及自然条件可将该项目区地貌划分为：堆积戈壁区、湖沼平原区、湖沼地-风积沙丘区、风积沙丘区、冲积平原区、山前倾斜平原区、低-中山区、古河谷阶地区。戈壁区地势开阔，主要地层为中密卵砾石为主，地表零星覆盖薄层风积沙，地表0.3～0.5 m含粉土、粉砂较多，并伴有轻微的盐渍化现象，地表散乱分布卵砾石、砂砾裸露，有稀疏的干旱荒漠植物，植被覆盖率较低，人烟较少。路线野麻湾村附近的低洼地段，分布有淤泥质软土、饱和砂土等，层厚3～10 m，表层多已盐渍化，有白色盐霜、盐壳、盐胀现象。

2 拟建项目区特殊性岩土

拟建项目区沿线特殊性岩土主要为盐渍土、填土、软土、季节性冻土、湿陷性粉土、膨胀性岩土。

（1）盐渍土主要分布于湖沼平原区，其次为堆积戈壁区，以及风积沙丘区。湖沼平原区地表以粉砂（层厚2.5～5 m）、粉质黏土（层厚2m）、粉土（层厚2～3 m）为主，表层0.5 m盐渍化明显，盐壳外露，有盐胀，松胀层厚0.3～0.5 m，根据试验资料多为硫酸盐-亚硫酸盐弱-中盐渍土，盐渍土层厚1.0～2.0 m，局部厚2.0～3.0 m。堆积戈壁区地表0～0.15 m为浅红褐色含砂土角砾，松散，下部为圆砾层；根据试验资料表层0.25 m为亚氯盐-氯盐弱-中盐渍土，下部为非盐渍土，局部地段下部为为硫酸盐-亚硫酸盐弱-中盐渍土，盐渍土层厚0.7～2.7 m，如K29+000—K31+000段。风积沙丘区地表为风积沙（层厚3.7～4.3m）、砾砂，有盐胀，可见盐霜，松胀层厚0.2～0.3m，根据试验资料，为氯盐-亚氯盐弱-中盐渍土，层厚2.5～3 m，仅分布于K21+000—K21+200段。盐渍土引起的工程地质问题：氯盐盐渍土因溶蚀引起路基的沉降、塌陷；硫酸盐渍土因其松胀性、膨胀性引起路基的不均匀沉降、路肩及边坡土体变松等；以及对各类构造物的腐蚀。

（2）软土（湖沼地）主要分布于K3+980—K12+740段、K26+030—K28+960段、K56+350—K57+150段中线左右50 m，主要为湿-很湿的淤泥质土、软塑-可塑的粉质黏土，可塑-软塑的黏土，软土路基土承载力低，压缩性高，工程地质条件复杂。

3 盐渍土改良试验方法

近年来，盐渍土改良用作公路路基填料已经成为一项研究热点，国内外在进行盐渍土改良时一般是先在室内进行相关改性剂的配置，之后再使用配置好的改性剂改良盐渍土，但是有关改性剂的研究目前还未形成规模以及相关产品，同时也没有制定一套改性剂配置相关的标准，因此对于盐渍土改性剂的质量很难进行有效控制，基本上利用改性剂进行盐渍土改良仅限于室内试验当中。目前，应用改性剂对盐渍土进行改良取得良好效果的案例为利用石灰改良盐渍土。

3.1 盐渍土分布概况及主要特征

S06酒（酒泉）嘉（嘉峪关）绕城高速公路工程盐渍土分布长度最长的路段为K28+960—K31+000，长度为6540 m，路线通过堆积戈壁地区，地层主要为：0～0.15 m为浅红褐色含砂土角砾，松散，下部为圆砾层；地表盐渍化较明显，泛白碱。

根据试验资料，表层0.25 m为亚氯盐-氯盐中盐渍土，易溶盐含量1.099%～1.967%，局部为0.608%；K29+000—K31+000下部为硫酸盐-亚硫酸盐弱-中盐渍土，易溶盐含量0.862%～1.571%，盐渍土层0.7～2.7 m。盐渍土对混凝土结构有中腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具有中腐蚀性。

其次为K35+500—K42+000路段，长度为6500 m，路线通过堆积戈壁地区，地层主要为：0～0.15 m为浅红褐色含砂土角砾，松散，下部为圆砾层；根据试验资料，表层0.25 m为亚氯盐-氯盐弱-中盐渍土，易溶盐含量0.321%～1.969%；下部为非盐渍土，局部下部为亚硫酸盐-硫酸盐弱盐渍土，易溶盐含量0.881%～0.884%，盐渍土层厚0.75～1 m。

盐渍土对混凝土结构有弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具有弱腐蚀性。S06酒（酒泉）嘉（嘉峪关）绕城高速公路工程共有盐渍土路段28段，路段长度从52 m至6540 m不等，这些路段当中分布的盐渍土对于各类构造物均具有腐蚀作用，同时还会引起路基的不均匀沉降、路肩及边坡土体变松等问题，因此应当对表层聚积的盐霜、盐壳、以及耐盐碱植被清表，并采用换填加隔断处理，适当提高路基填土高度，完善防排水。

3.2 盐渍土的改良

在对盐渍土进行改良时，可以采用掺加石灰的化学改良和在盐渍土中掺拌砂粒进行物理改良这两种盐渍土改良试验方法。在盐渍土当中掺加一定比例的石灰，盐渍土中的水分与石灰发生化学反应，之后盐渍土的水稳性会得到明显的提高，水分对于盐渍土整体结构的破坏作用也会得到有效削减，经过改良后的盐渍土可以达到路用性能强度需求。

盐渍土物理改良主要是将砂砾等粗集料按照一定的比例添加至盐渍土中，盐渍土级配将能够得到有效改变，同时对于盐渍土骨架结构形成也具有促进作用，能够间接减少盐渍土的含盐量，最终达到提高盐渍土路用性能的目的。根据相关试验研究，可以将盐渍土与砂砾的掺拌比设置为1∶0.3、1∶0.6以及1∶1，由试验结果可知当盐渍土与砂砾的掺拌比达到1∶0.6及其以上时，才能够获得良好的改良效果，使盐渍土达到路用性能要求。

无论使用哪种盐渍土改良试验方法，可以将强度（CBR、回弹模量）作为主要的改良控制指标，确保改良后的盐渍土强度符合现行的JTGD30—2004《公路路基设计规范》和JTGD50—2006《公路沥青路面设计规范》对于路基所提出的相关要求。经过盐渍土改良后，应确保CBR≥3%或者回弹模量值＞30 MPa（一般交通），或者在重交通、特重交通情况下回弹模量值＞40 MPa。

3.3 CFG桩软基处理

S06酒（酒泉）嘉（嘉峪关）绕城高速公路工程有25个路段分布有松软土，路段长度从44 m到3580 m不等，软土路段会对路基承载力以及稳定性产生严重的负面影响，可以采取CFG桩软基处理：沉管、投料、拔管、开槽与桩头处理以及褥垫铺设[3]。沉管时应确保桩管维持垂直状态，尽量缩短沉管时间，以避免沉管对邻桩产生负面影响，在沉桩过程应对激振电流变化情况进行及时记录。

另外，投管时可以同时进行空中投料，当沉管达到设计高程时，应尽快进行投料，确保管内的混合料与钢管投料达到对齐程度，当出现投料不足的情况时，可以在拔管过程进行空中投料。在进行拔管操作时，应控制拔管速度在1.2～1.5 m/min。

将管拔出地面之后，可以使用粒状材料或者是黏土进行封顶处理。在完成CFG桩软基处理1 d后可以进行开槽操作，在基坑深度≤1.5 m时，适合采用人工开挖的方式；当基坑深度＞1.5 m时，可以将人工开挖和机械开挖相结合，褥垫铺设厚度应根据具体设计设定。

4 结语

综上所述，S06酒（酒泉）嘉（嘉峪关）绕城高速公路工程项目区沿线具有大量的盐渍土以及软土路段，这些特殊性岩土的存在对于路基的稳定性造成严重的负面影响，且会引发一系列较为严重的路基质量问题。在对工程区域内的盐渍土进行改良时可以使用掺加石灰的化学改良和在盐渍土中掺拌砂粒的物理改良，确保改良后的盐渍土达到路用性能要求。对于工程沿线的松软土，可以使用CFG桩软基处理对路基进行有效加固。