盐渍土路基道路工程施工技术分析

杨峰 李鹏华

(中交第三公路工程局有限公司 北京 100012)

盐渍土主要由气、水盐溶液、难溶结晶盐、易溶结晶盐、土颗粒等多种不同物质组成，与常规土相比也有着明显差异。无论是盐溶液还是结晶盐都会对土体整体的物理指标造成影响，且当盐渍土中的盐遇水溶解后，会导致土体的物理力学强度明显降低[1]。当盐渍土路基浸水后，易溶盐溶解，会随着路基中易溶盐性质、含量、分布状态等不同而造成不同程度的地基溶陷。含有硫酸盐的盐渍土路基，随着温度或湿度变化，会产生盐胀现象，导致路面发生变形、鼓包等破坏现象。盐渍土中的盐溶液具有一定的腐蚀性，长期存在会腐蚀施工材料，导致材料的强度降低，从而降低路基工程的稳定性，缩短使用寿命。所以在盐渍土地区进行路基施工时，如何隔盐、排水、排盐成为一个亟须解决的问题。

1 工程概况

新疆某铁路工程地处温带干旱大陆性气候区，其特点是气候干燥，旱季长、雨季短，降雨量少且集中，昼夜温差大。春、秋季多风，夏季较短，冬季寒冷。有不均匀分布的风蚀、危岩、落石、地震液化及雪害等不良地质，特殊岩土主要为填土、软弱地基、盐渍土及膨胀土（岩）。铁路沿线局部地表分布盐渍土，多分布于河道、地形低洼等洪水易积聚地段，地表松软，可见白色盐霜，盐渍土全线累计分布长度1.1 km/5 段。盐渍土主要由气、水盐溶液、难溶结晶盐、易溶结晶盐、土颗粒等多种不同物质组成，与常规土之间也有着明显差异。无论是盐溶液还是结晶盐都会对土体整体的物理指标造成影响，且当盐渍土中的盐遇水溶解后，会导致土体的物理力学强度明显降低。盐渍土是本工程中存在的主要地质问题，因此必须采取有效措施来解决，同时提出针对性的质量控制措施，保证工程的整体质量和安全性[2]。

2 盐渍土路基病害

2.1 溶陷问题

盐渍土中一般含有较高的易溶盐含量，在所处环境相对干燥时，土体还可以保持良好的稳定性，但当环境变得潮湿或有降雨时，盐渍土中的易溶盐遇到水发生溶解，在自身重力的影响和各种各样的外部荷载的作用下，土体将会发生溶陷现象，若土体中所含盐分是氯盐时表现得更为明显。若土体中含有大量的地下水，盐分也会在毛细水上升的影响下大量积聚在路基处，在外部荷载、温度、湿度等的作用下使道路产生沉降[3]。

2.2 翻浆问题

盐分含量在一定区间内的氯盐渍土，液限和塑限较低，在寒冷季节聚冰体积大，且蒸发缓慢，将会导致路基发生严重的翻浆现象。当含盐量超过这一区间，液限和塑限增高，从而使翻浆程度降低。

2.3 盐胀问题

盐胀问题主要发生在含有硫酸盐的盐渍土中，若盐渍土中的硫酸盐含量大于2%，随着气候温度和湿度的变化，盐渍土中的易溶盐不断发生结晶与溶水现象，在高温时凝结的盐结晶较小，低温时凝结的盐结晶较大，导致结晶盐的体积逐渐膨胀，最终使土体中生成缝隙，降低土体稳定性，导致路面胀裂[4]。

2.4 盐分迁移问题

随着温度的变化，土体中毛细水的不断作用和盐分溶解度的持续改变，导致土体中的盐分以结晶盐的形式不断迁移。结晶盐的不断迁移导致土颗粒间的缝隙越来越大，破坏了土体的稳定性，使土体变得松软[5]。在降雨时，迁移到土体边坡表面的盐与水溶解，渗透到路基底部，将会破坏路基边坡的稳定性。

3 施工工艺

3.1 基底清理

造成盐渍土地区施工发生病害的可能性比一般地区可能性要大,主要是由盐渍土中含盐量、含水量及土体物理性质所导致的，因此在施工前要优先采取有效的措施处理基底，具体如图1 所示，先对基底的含水量、含盐量、物理力学指标等进行检测。当基底表面有积水时，可以将土体中积水排出并将排水后的土体进行摊铺晾晒（厚度不得低于50 cm），直至含水量符合设计要求再回填。当实际含水量大于土体液限时，应将原基底土体挖出1 m，再选取具有强渗水性的土进行回填。当实际含水量处于塑、液限之间时，应在原基底表面下1 m 处用强渗水性的土铺设一层20 cm 的土层。对于含盐量超标的盐渍土应作弃土处理，放置位置尽可能远离路基处[6]。除此之外，还应该将基底表面的废弃物、花草根须等清理干净，最后对基底进行碾压，直至压实度符合规范要求。

图1 基底清理

3.2 换填土材料的选择

盐渍土一般具有盐胀性、溶陷性、腐蚀性等特性[7]。这些特性都会对路基的结构稳定性造成一定的影响，且随着温度、湿度等的环境变化会导致路基出现翻浆、冻胀、溶陷等一系列问题，对于路基含盐量高、路床含水量大，但是路基压实度不能满足压实标准的路基土体，通常采用换填路基土体的方法来解决，从而大大降低土体的溶陷性，避免因盐渍土作用导致路基发生破坏现象的发生。综合考虑各种因素，一般选取非盐土或弱盐土当填土材料，进行填筑前施工人员必须严格检测回填土体的含水量、易溶盐含量等指标，当指标不合格时应放弃使用，选取新的土体进行检测，直至各项指标合格予以采用。在确定好填埋高度后进行填埋，并进行压实处理，填埋高度及压实度要符合相关规范。被置换出的盐渍土应放置到尽可能远离路基的地方，避免换填后的路基再次发生盐渍化。

3.3 基底加固措施

对于非饱和的盐渍土，其土粒间空隙较大，呈现大孔隙结构或架空结构，土体较为松散，具有较小的密度、抗剪强度、含盐量等，这时就需要对其进行加固处理，可以采用强夯法、挤密桩法等来对其进行加固[8]。强夯法对施工人员的专业素质要求不高，节约时间和施工成本，具有很强的适用性，可以在保障路基土体的均匀性与完整性的同时，使原土体结构得到改善，进而避免溶陷现象的发生，使其符合设计和使用的规范要求，强夯法通常与浸水预溶法一起使用更为有效。强夯法和挤密桩法加固地基如图2、图3所示。

图2 强夯法加固地基

图3 挤密桩法加固地基

3.4 隔水排盐措施

3.4.1 隔水措施

当有水渗入盐渍土中时，盐渍土中的易溶盐与水溶解，容易导致溶陷现象的出现，并破坏路基的稳定性，因此采取措施有效地隔断水渗入路基是至关重要的，通常会采用提高路基高度和设置隔水层的办法。对于不含硫酸盐的盐渍土，且为弱盐渍土或中盐渍土时，若路基的排水进行得不够理想或者路基将长期处于潮湿环境下，可以将路基的整体建造高度提升到可以使路床以上的部分不再受到盐渍土发生不良作用的影响高度，降低路基中盐分和水分的含量，从而避免路堤发生冻胀等现象。提升的最低高度应高于地下水位的最高水位、土体中毛细水上涨的最高位置及临界冻结位置三者中的最高处。在使用该处理方法时，要先将路基土体清理干净，将路基上部的杂草等清理干净，进行填埋工作时，要采用透水性好的非盐渍土根据相关规范进行分层填埋。但是在盐渍土路基施工中选用的透水性好的土进行填筑时，虽然可以阻止液态水四处流动，防止路基土体中的毛细水上升，但是当液态水在温度较高的情况下受热蒸发时，渗透性好的填料并不能阻止带有盐分的水蒸气上升，当随着水蒸气上升的盐分积累到一定量时，路面有水浸入时有可能导致路基软化，甚至发生翻浆、盐胀等现象。所以隔水层一般铺设在路堤的下部，如图4 所示，这样可以阻止底部液态水在高温情况下受热蒸发变成水蒸气带着盐分上升，确保路基的结构稳定[9]。一般通常选用土工布来作为隔水层材料，为了防止隔水层受到损坏丧失其隔水效果，还可以在隔水层的上方、下方各铺设一层以砂为主要材料的保护层，形成一个复合结构。该方法操作简单，节约成本，施工质量易于掌控。

图4 铺设土工布隔水层

3.4.2 排盐措施

通常用浸水预溶、用非盐渍土换填、化学药剂中和的办法进行处理。对于以砂、砾石为主要成分构成的厚度大、渗透性能好的盐渍土，其土体颗粒间空隙架构较大，紧密性不好，当有水渗透到土体中时，土体中的结晶盐就会溶解，从而渗透到更深的土层中，导致土层中的原有结构遭到改变，在土体的自重作用下被压实，地基的抗剪强度降低，进而有可能出现土体塌陷的现象。因此，在进行施工前，可以采用浸水预溶的方法对土体进行处理，提前使路基的土盐胶架构发生变化，大大降低土体中盐分含量，提高盐渍土的物理力学性质，消除或减少地基因盐溶造成路面塌陷的可能性。但这种方法需要大量的施工用水，因此还需考虑施工取水时是否方便。采用非盐渍土进行换填的方法来解决可以大大降低土体的溶陷性，避免因盐渍土作用导致路基发生破坏现象的发生，具体情况见图5。换填土一般采用非盐渍土，在换填前应对土体进行试验筛选，在确定好填埋高度后进行填埋，并进行压实处理，填埋高度与压实度要符合相关规范。

图5 基坑土体换填

3.5 边坡、路肩防护措施

盐渍土自身具有的腐蚀性及未来雨水长期冲刷等因素，都有可能引起路基边坡变得松软丧失稳定性、路肩被腐蚀破坏，这些都会对路基的整体稳定性造成影响，大大提高了事故发生的可能性。所以，必须采取相应的防护措施来预防这一情况的发生。一般选取绿色防护与工程防护为主要手段。绿色防护就是在路基边坡上栽种植被，利用这些植被根系与土体间的作用使边坡的稳定性得到提高，如图6 所示。工程防护就是在边坡、路肩处铺设一层混凝土，以此来阻挡雨水对边坡、路肩的冲刷。

图6 边坡绿化防护

4 质量控制措施

4.1 路基填料控制

盐渍土施工区域附近可被选取为路基填料的取料场的土料匮乏，且周围土体中所含易溶盐量随埋深位置变化波动较大。所以施工单位进行土体取样和土体含盐量、含水量等实验时必须要十分谨慎，确保所选取的取料场中土料符合相关设计规范。并在进行后续施工时，周期性地检查取料场中土体各项指标是否仍然符合相关规范。新疆规范要求，路床以下，每1 000 m3填料抽检一组，路床部分每500 m3抽检一组。

4.2 施工过程洒水量控制

在盐渍土地区施工时所用水源中大多含有盐分，在将其用于施工前要进行详细的分析与检测，水中的含盐量等须符合使用要求方可投入使用。新疆地区气候干旱，对路基进行压实后，路基土体含水量可能并未达到最佳标准，因此需要对其进行洒水和闷料等处理[10]。含有盐分的水在蒸发后，盐结晶在填料内不断积聚，当洒水量过大时会导致路基土体逐渐转化为盐渍土，从而会发生溶陷盐胀等不良现象。所以，对于水源含盐量和洒水量的控制是不可或缺的。

5 结语

铁路建设一直是我国重要的基础设施项目。在含盐渍土地区进行道路建设时，由于土壤中的含水量、含盐量、土质等问题，可能会比一般地区发生更多的病害。为保证施工安全稳定，必须结合施工现场实际情况，对路基进行有效处理，选择合适的填筑材料和施工工艺，降低盐渍土腐蚀和盐胀的影响，提高盐渍土路基强度，延长道路工程竣工后的使用寿命。解决盐渍土路基施工中存在的问题，不断推动相关施工技术的改进，从而推动我国道路工程建设的进一步发展。