新疆地区盐渍土路基处理技术及工程应用

林寰宇 侯婉宜 涂鹏 高建 朱迪 冯凌宇 李靖

摘要：介绍了盐渍土路基的盐胀性、溶陷性和腐蚀性以及在工程中常见的病害问题，并探讨了新疆地区对于盐渍土路基常用的处理措施，包括提高路基高度、进行路基换填、设置隔断层、改善路基排水条件。实际项目采用设置隔断层的方法，有效地隔断毛细水上升、防止地下水下渗，避免出现二次渍化、翻浆、盐胀和沉陷的情况。同时，该措施填挖深度浅，投入的工程器械较少，减少了能源消耗和废气排放，也符合国家“双碳”策略的要求。

关键词：盐渍土； 路基病害； 路基处理； 工程应用

中图分类号：TU448文献标志码：B

0引言

我国幅员辽阔，在国家大兴基础建设的背景下，各种类型的不良地基也逐渐在工程项目中遇到。新疆地区作为“一带一路”建设和“古丝绸之路”的重要节点，近年来建设发展如火如荼，而其广泛分布的盐渍土则是典型的不良地基之一。中华人民共和国交通部颁发的标准和新疆维吾尔族自治区公路行业技术规范中将易溶盐含量大于0.3%的土定义为盐渍土［1］。盐渍土應用在工程上作为路基基底和填料或者地基时，具有显著的盐胀性、溶陷性和腐蚀性［2］，给建设带来了一定的局限性，也给工程带来许多的病害，造成巨大的经济损失［3］。本文探讨了盐渍土的常见病害以及对新疆地区盐渍土常见的处理措施，在本文案例工程中取得了较好的应用，可为同类工程提供一定的经验参考。

1盐渍土分布及常见病害

1.1盐渍土分布

1.1.1形成条件

盐渍土是当岩土层中残存着大量的无机盐类，地下水沿土层的毛细管升高至地表或接近地表，经蒸发作用水中盐分被析出并聚集于地表或地下土层中形成的［4］。

1.1.2主要分布

盐渍土主要分布在西北干旱地区的青海、新疆、甘肃、宁夏、内蒙古等地区；在华北平原、松辽平原、大同盆地和青藏高原的一些湖盆洼地也有分布。

绝大多数盐渍土分布地区，地表有一层白色盐霜或盐壳，厚数厘米至数十厘米。盐渍土中盐分的分布随季节、气候和水文地质条件而变化，在干旱季节地面蒸发量大，盐分向地表聚集，这时地表土层的含盐量可超过10%，随着深度的增加，含盐量逐渐减少。雨季地表盐分被地面水冲淋溶解，并随水渗入地下，表层含盐量减少，地表白色盐霜或盐壳甚至消失。因此，在盐渍土地区，经常发生盐类被淋溶和盐类聚集的周期性的发展过程。

1.2常见病害

根据工程实践，各类盐渍土路基病害具有一些共性，其外在表现主要体现在诸如路面结构出现纵向裂缝、路面呈现波状起伏、道路平整度差、路面被拉裂、路基翻浆等［5］。路基常见病害总体可分为几类。

1.2.1路基溶陷

盐渍土本身具有溶陷性，即在遇水的情况下，盐渍土中组成土颗粒之间胶结物主要成分的可溶盐溶于水被带走，盐分的流失导致了土体强度降低、压缩性增大，在自重或者车辆荷载的作用下发生下沉变形，从而路基结构中也就出现了雨沟、小洞穴等现象，导致路基发生沉陷。

1.2.2路基松胀、膨胀

土中硫酸钠（Na2SO4）含量超过2%，在昼夜气温变化影响下时而吸水结晶体积膨胀，时而脱水体积缩小，反复相变导致土体密度减小、结构破坏，产生松胀现象。松胀现象一般在地表0.3 m以内，土体疏松、足踏下陷、路肩变窄、边坡失稳。

1.2.3路基翻浆

盐渍土在干燥状态下有很高的强度。盐渍土路基翻浆的破坏现象主要是盐渍土中所含易溶盐晶体在遇水溶解后，使土的轻度降低，由于在一定范围内盐渍土的含盐量越高，其液限也随之降低，从而导致当盐渍土含盐量较高时，盐渍土可以在含水率不大的情况下就达到液性的状态，使其强度急剧下降，在车辆荷载反复作用的情况下发生翻浆的破坏现象。

1.2.4路基盐胀变形

盐渍土路基盐胀破坏现象主要发生在硫酸盐含量较高的盐渍土地区，这类盐渍土会在温度条件或者水文地质条件发生变化时产生膨胀变形，昼夜温度变化会导致反复的盐胀作用，从而导致了路基结构疏松、多孔的现象，使道路极易遭到风蚀破坏和发生沉陷破坏。

1.2.5路基的腐蚀破坏

含有一定水分的盐渍土，其所含盐分会在毛细作用下从建筑材料混凝土的一端渗入，在暴露于大气中的另一端蒸发，因此混凝土空隙中的盐溶液蒸发后结晶，产生膨胀，造成建筑材料钢筋的锈蚀破坏、混凝土的开裂，从而大大降低了这些建筑材料的性能，最终导致了道路的破坏。

1.2.6路基次生盐渍化

由于盐渍土地区地下水中含有较多的易溶盐类，通过毛细作用水分上升，如果路堤没有足够的高度，则毛细水蒸发后盐分留于土中，填土中的含盐量积累增大逐渐由非盐渍土转变为盐渍土，影响路堤的密实度及稳定性。

2新疆地区盐渍土路基常用处理措施

新疆深居内陆，地形封闭，气候干旱，自然条件特殊，盐渍土不仅分布范围广，而且盐化程度和含盐性质各地差异较大。境内道路受盐渍化影响，形成严重病害，盐渍土地区道路的修建与养护存在着许多特殊问题。新疆地区常用的盐渍土路基处理措施主要有下述几种。

2.1提高路基高度

路基高度适当提高，路基边缘高于地下水位或者地表长期积水位最小高度应满足规范要求［6］。此方法应与排水设计综合考虑，且适用于公路，不适用于城市道路。对于城市道路来说路基提高会影响周边项目的场地标高，增加填方量。

2.2路基换填

采用透水性材料对路床范围内的盐渍土进行换填，通常换填厚度不小于80 cm，高等级道路通常不小于100 cm。换填料一般采用砾类土或砂，新疆地区较多的主要为戈壁料和风积沙。

2.3设置隔断层

隔断层设在路堤内一定深度，以隔断水分和盐分进入路基上层或路面基层。隔断层材料可选用土工布或塑料薄膜、风积沙或河沙、砾（碎）石、沥青砂等。

2.3.1土工布或塑料薄膜隔断层

中、强盐渍土地区修建高级路面的道路，宜采用土工布或塑料薄膜隔断措施，防止路基水分与盐分上升。填方隔断层设置在路基边缘以下0.8～1.5 m，高出边沟流水位20 cm以上。挖方路基隔断层应设置于路面垫层以下不少于30 cm处，且隔断层应高于边沟流位。

2.3.2风积沙或河沙隔断层

用作路基隔断层的风积沙或河沙，其粉黏粒含量应小于5%，总含盐量应小于0.3%，腐殖质含量应小于1%。风积沙或河沙隔断层宜设在路面垫层下面；填筑厚度视公路等级、水文地质、施工机械等条件确定；二级及二级以上公路不宜小于50 cm，三、四级公路宜30～50 cm。

2.3.3砾（碎）石隔断层

在地下水位较高的强盐渍土地带，新建高速公路及一、二级公路路基采用。砾（碎）石隔断层厚度30～40 cm，上下设反滤层。砾（碎）石隔断层顶面位置，应在路肩边缘以下不小于80 cm，同时底面应高出路边长期积水位或边沟流水面20 cm以上，并设双向外侧不小于1.5%的横坡。隔断层砾（碎）石最大粒径为50 mm，小于0.5 mm的土含量不大于5%。

2.4改善排水条件

地面排水困难、地下水位较高或公路旁有农田排、灌水渠的路段，应在路基一侧或两侧设排（截）水沟以降低地下水位，排（截）水沟距路基坡脚应不小于2 m，沟深应低于地表1.0 m以下，沟底宽0.8～1.0 m。

在排水困难、占地容许的路段，可设计蒸发池排除地表流水，蒸发池边缘距路基坡脚不应小于10 m，每个池的容量不宜超过300 m3，蓄水深度不应大于1.0 m。

3实际工程应用

3.1工程概况

项目位于喀什经济开发区城北加工转换区，属于典型的暖温带干旱大陆性气候，四季分明，夏无酷热，冬无严寒，夏长冬短，干燥少雨，蒸发量大，多年平均气温1月份最低，7月份最高，气温年温差较大和日温差较大。极端最高气温达49.1 ℃，极端最低气温-24.4 ℃。由于城北加工转换区现状道路破损严重、路面土体盐渍化现象较多，地表可见大面积白色盐壳，因此业主强烈要求按照弱盐渍土进行处理。

3.2处理方案

按照弱盐渍土处理，初步拟定了三个方案：

（1）换填处理。路床50 cm范围内采用含盐量低的戈壁料换填，分两层回填压实，压实度不小于规范要求。

（2）浸水预溶+强夯处理法。先用矿化度较低的水浸灌盐渍土地基，把上部盐渍土地基中易溶的盐分溶解并排放到其他地方或者渗透到较深的土层中。上部土体中的易溶性盐分随水分溶解流失，土体空隙率增大，再采用强夯进行夯实，夯击能根据现场试验段确定。

（3）设置土工布隔斷层。采用一布一膜的复合土工膜隔断层，设置于路面结构以下30 cm处，并适当提高该30 cm路基压实度。

3.3方案比选

综合工期、造价以及处理效果多方面考虑，本项目最终采用设置土工布隔断层进行处理（表1）。

采用土工膜隔断层，能有效地隔断毛细水上升，避免出现由于地下水毛细作用携盐分上升而导致上部土层引起的二次渍化、翻浆及盐胀的情况。同时，也可防止地表水下渗，避免出现可溶盐溶于水被带走，导致土体强度降低、压缩性增大，在自重或者车辆荷载的作用下发生下沉变形，从而路基结构中也就出现了雨沟、小洞穴等现象，最终导致路基发生沉陷的情况。且该措施填挖深度浅，投入的工程机械及车辆较其他措施少，减少了能源消耗和废气排放，也符合国家“双碳”策略的要求。

4结束语

本文探讨了盐渍土地基的特征和几种常见的病害，并列举了新疆地区常用的盐渍土地基处理措施，包括提高路基高度、进行路基换填、设置隔断层、改善路基排水条件等方法，但在具体工程中，采用何种方式进行地基处理，还需要结合实际工程条件，进行合理选择。举例的项目采用设置土工膜隔断层的方式，该方式共有三方面优势，一是可有效隔断毛细水上升，避免出现二次渍化、翻浆及盐胀的情况；二是阻断了地表水带着可溶性盐下渗，导致路基沉陷的情况发生；三是该方式无需“大填大挖”，投入的工程器械较少，减少了能源消耗和废气排放，符合国家“双碳”策略要求。

参考文献

［1］刘起霞，张明.特殊土地基处理［M］.北京：北京大学出版社，2014.

［2］徐攸在.盐渍土地基［M］.北京：中国建筑工业出版社，1993.

［3］龚雨，王雪梅.盐渍土地基处理方法的研究现状与思考［J］.科学技术创新，2020（27）：114-115.

［4］色麦尔江·麦麦提玉苏普.喀什地区盐渍土形成机理及地基处理措施［J］.山西建筑，2017，43（9）：58-60.

［5］黄磊.盐渍土路基特征及处理措施［J］.四川建筑，2020，40（1）：107-108.

［6］中华人民共和国交通运输部，公路路基设计规范： JTG D30-2015［S］.北京：人民交通出版社，2015.

［作者简介］林寰宇（1996—），男，硕士，助理工程师，主要从事道路路基方面的工作。