浅析盐渍土路基病害及整治措施

浅析盐渍土路基病害及整治措施

发表时间：2018-07-13T09:03:11.127Z 来源：《防护工程》2018年第6期作者：赵奇[导读] 通常采用主动式控水—降低地下水位、换填砂砾和被动式控水—抬高路基填土高度、设土工布隔断层等措施。

摘要：本文阐述了盐渍土的主要工程形式，归纳总结了盐渍土路基的主要病害及病害产生原因，并结合工程经验论述了常用的整治措施。

关键词：盐渍土、盐渍土路基病害、盐渍土病害整治

1.前言

我国盐渍土分布广泛，集中分布于在西北干旱区、华北和东部沿海地区。盐渍土地区公路路基病害给公路造成了严重的破坏，我国每年因盐渍土造成的直接经济损失高达上亿元。盐渍土路基病害会影响公路运营，降低公路服务质量，使公路的运营存在安全隐患。

由于盐渍土受气候环境、区域分布和水文地质条件等多种因素的影响使得盐渍土具有盐胀性、溶陷性和腐蚀性的基本工程特性，并由此引起多种路基路面的病害。因此，对盐渍土的研究十分必要，以此避免或减少盐渍土造成的损害。盐渍土地区公路路基病害防治及地基处理措施研究已成为公路行业各相关部门关注的重点。本文结合实际经验阐述了盐渍土路基的主要病害类型，分析了病害主要成因，介绍了常用的整治措施。

2.盐渍土工程特性及盐渍土路基主要病害

2.1盐渍土主要特性

盐渍土由于其特殊的成分构成，具备一些特别的工程特性。这些工程特性主要是盐胀性、溶陷性、腐蚀性。

（1）盐胀性

盐胀性是指硫酸盐类盐渍土吸水结晶体积发生膨胀的性质。硫酸盐类盐渍土结晶时要结合一定数量的水分子。这类硫酸盐在干燥状态时，并无吸水性，但遇水后会慢慢吸湿、溶解，最后呈溶液状; 从溶液中再结晶沉淀时便要吸收相应的水分子成结晶状，体积增大而使土体产生膨胀，但在处于干燥状态时，结晶水释出，成无水状态，体积又相应缩小。一般认为，当硫酸盐渍土路基产生膨胀危害的含盐量在 2%左右，达不到这个含量，膨胀作用较小，不致影响土体密度，一旦超过这个标准，膨胀量迅速增加，其体积膨胀值足以使路基的膨胀高度达到肉眼可见的程度，对路基造成危害。

（2）溶陷性

溶陷性是指盐渍土中的钠、镁和钾盐等土颗粒间胶结物的主要成分在干燥状态下强度高、压缩性小，遇水后，这类可溶性盐类溶解，土体会在荷载或自重作用下下沉的性质。盐渍土中的盐溶液会导致建筑物和地下设施的材料腐蚀，腐蚀程度取决于材料的性质和状态以及盐溶液的浓度等。

（3）腐蚀性

盐渍土对基础和地下设施的腐蚀分为物理侵蚀和化学腐蚀。物理侵蚀常发生在温度变化大或干湿交替的部位，盐类结晶产生较大的内应力，使建筑物由表及里逐渐疏松剥落。化学腐蚀有两种情况：一种是Na2SO4与水泥中的游离的Ca(OH)2水化后生成NaOH和CaSO4，NaOH 易溶于水，水溶液通过毛细作用与空气中的CO2接触，生成Na2CO3，Na2CO3结晶膨胀，使建筑物表面疏松，产生腐蚀。化学腐蚀的另一种方式是当硫酸根含量超限时，与混凝土的碱性固态游离石灰和水化铝酸钙结合，生成硫铝酸钙结晶或石膏结晶，产生膨胀力。在天然状态下，土质坚硬，具有较高的承载力，可作为一般工业与民用建筑物的良好地基。一旦自然条件改变或浸水，地基中的易溶盐被溶解土体结构破坏，力学强度降低，甚至产生严重的溶陷、膨胀和腐蚀，使建筑物裂缝、倾斜或结构被腐蚀破坏。

2.2盐渍土路基主要病害及成因机理

（1）由盐渍土溶蚀引起的路基破坏由溶蚀引起的路基破坏主要包括由于盐渍土浸水后土中盐分溶解、流失等导致地基出现的湿陷、洞穴等情况而引起路基出现沉降，甚至坍陷等的破坏现象。这类破坏现象的出现主要与盐渍土地基含水量的变化有关。当地基处于干燥状态时，盐渍土中的各类盐以固体、晶体或二者混合物的形式存在，此时路基处于稳定状态。当由于地下水位升高或毛细现象使得盐渍土地基含水量增大时，地基当中的可溶盐分将溶解在水中，并随着水分的移动而流失，使得地基土的组成颗粒减少，进而使地基的抗剪强度降低，最终导致其上的路基发生变形失稳，出现沉降等现象。

（2）由盐渍土的松胀性和膨胀性引起的路基破坏由盐渍土的松胀性和膨胀性引起的路基破坏主要包括路基的不均匀沉降、路肩及边坡土体变松等路基失稳现象。这类破坏的发生主要与地基土温度的变化密切相关。硫酸盐的溶解度对温度的变化十分敏感，随着地基温度的降低，液态的盐溶液达到过饱和状态，盐分以结晶体的形式从溶液中析出，单位体积比温度降低前有所增大，出现盐胀现象；当温度回升时，溶液的溶解度增大，硫酸盐结晶体又溶解于溶液中，使得盐渍土体积缩小。温度场的循环使得地基土不断地处在膨胀——收缩——膨胀的循环变化过程中，使得土体由于结构破坏而变得松散，造成土体孔隙率的增大、抗剪强度的减小及承载力的下降，引起上部路基的不均匀沉降，导致路面出现鼓胀、裂缝等破坏现象。

（3）由盐渍土做路基填料引起的路基破坏这类破坏主要包括由盐渍土路基填料引起的冻胀而造成的路基翻浆和由雨水冲刷而引起的边坡失稳而导致的路基破坏。路基由于翻浆而发生的破坏主要与盐渍土的含盐量和冰点有关。对氯盐渍土而言，当含盐量在一定范围内时，由于冰点降低、水分聚流时间加长，则对冻胀有加剧作用。但含盐量更多时，由于冰点降低多，路基将不冻结或减少冻结，从而不产生冻胀或只产生轻微冻胀。硫酸盐渍土对冻胀具有和氯盐渍土类似的作用，但冰点降低不如氯盐渍土多，影响不如氯盐渍土显著。碳酸盐渍土由于透水性差，对冻胀具有一定的减轻作用。

3.主要病害整治措施

盐渍土的不良工程特性多于水有关，其路基病害的主要成因也大多与水有关，故把控盐渍土路基病害的关键是“控水”。“控水”可以从主动控水，即采取有效、合理的防水系统，使地基土不受水浸蚀着手，也可采用被动措施，从地基与基础中采取处理措施。实际施工中采用的主要措施有：

（1）降低地下水位

盐渍土地区公路病害，主要与地表水和地下水有关。水的作用加剧了地表和路堤的盐分聚积，影响公路路基稳定。控制地表水渗入，减少地下水的补给来源，挖排碱渠是降低地下水位的有效措施，降低地下水位减少进入路基上部的水分和盐分。

（2）抬高路基填土高度

提高路基填筑高度，可以减少进入路基上部的水分和盐分，使上部路床受盐渍影响较小，有效防止盐胀。保持路基干燥，达到防治之目的。当有些盐渍土地区地下水位较高时，一般采用该方法。

（3）换填砂砾

盐渍土地区路堤基底，应视地表不同情况分别进行处理，对于强盐渍土地基，要采取换填砂砾的处理方式达到排减处理目的。先将表层的植被、盐壳、腐殖质土予以严格清除，然后再压实；对于过湿地段应排除积水，挖除表层湿土后换填。换填一般采用就近砂砾或风积砂。风积沙换填有良好的透水性及水稳性、造价低、效果好等特点。

（4）设土工布隔断层

设置封闭型隔断层可有效地阻止毛细水上升携盐积聚。当采用提高路基高度或降低地下水位等措施有困难或不经济时，可用土工布填筑路堤遮挡路基。

4.结语

盐胀性、溶陷性、腐蚀性是引起盐渍土路基病害的主要原因，盐渍土工程性质受季节性、温度、湿度影响较大，使用时应当采取一定的工程处理措施以减小盐渍土路基病害。

水是导致盐渍土路基产生病害的主要环境因素，因此盐渍土路基病害整治处理的主要思路是“控水”，通常采用主动式控水—降低地下水位、换填砂砾和被动式控水—抬高路基填土高度、设土工布隔断层等措施。

参考文献：

[1]郭立叶.盐溃土路基处理方法与施工工艺研究[D].长安大学,2012.

[2]江华.新疆盐渍土成因分析及盐溃土路基病害处理[J].路基工程,2008,(04):215-217.

[3]温利强．我国盐渍土的成因及分布特征[D].合肥工业大学,2010.

[4]李伟．包西铁路盐渍土工程地质性质研究及处理对策[J].山西建筑,2009,(12):92-93.