魏晉攀

摘 要：鹽漬土對(duì)公路工程具有很大的危害性，嚴(yán)重影響了公路的正常運(yùn)營(yíng)，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。文章結(jié)合瓜墩高速公路鹽漬土野外勘察和室內(nèi)試驗(yàn)，對(duì)該地區(qū)鹽漬土的分布及特點(diǎn)進(jìn)行深入研究，并提出了相應(yīng)的處治措施。

關(guān)鍵詞：瓜墩高速公路；鹽漬土；隔斷層

1 概述

S314線(xiàn)瓜州至敦煌公路位于甘肅省酒泉市瓜州縣及敦煌市境內(nèi)，作為柳格高速在甘肅省境內(nèi)的重要組成路段，是連霍和京藏兩條國(guó)家高速的聯(lián)絡(luò)線(xiàn)。研究區(qū)地處河西走廊西端，屬于河西走廊-阿拉善漠境堿化、戈壁氯鹽-硫酸鹽鹽漬土片區(qū)邊緣地帶，故對(duì)鹽漬土的處治是工程建設(shè)的關(guān)鍵因素。

2 鹽漬土的定義

《鹽漬土地區(qū)建筑規(guī)定》中規(guī)定當(dāng)?shù)鼗林幸兹茺}含量超過(guò)0.3%時(shí)，就應(yīng)按鹽漬土地基進(jìn)行勘察、設(shè)計(jì)和施工；《公路工程地質(zhì)勘查規(guī)范》（JTG C20-2011）定義“地表以下1m深度范圍內(nèi)的土層，當(dāng)其易溶鹽的平均含鹽量大于0.3%，具有融陷、鹽脹等特性時(shí)，應(yīng)判定為鹽漬土”，這一定義從定量定性?xún)煞矫鎸?duì)鹽漬土做了明確規(guī)定。

3 鹽漬土的分類(lèi)

我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范中以鹽漬土易溶鹽含量為工程分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，以易溶鹽性質(zhì)對(duì)工程的危害性確定分類(lèi)的界限指標(biāo)。《公路工程勘察規(guī)范》中鹽漬土按含鹽性質(zhì)可分為硫酸鹽漬土、亞硫酸鹽漬土、氯鹽漬土、亞氯鹽漬土、碳酸鹽漬土；《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》中按顆粒大小分為粗粒土和細(xì)粒土，分別按鹽漬化程度及對(duì)公路工程危害程度分為過(guò)鹽漬土、強(qiáng)鹽漬土、中鹽漬土、弱鹽漬土，具體劃分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1、表2。

表1 按含鹽性質(zhì)分類(lèi)

表2 鹽漬土按鹽漬化程度分類(lèi)

注：離子含量以100g干土內(nèi)的含鹽總量計(jì)

4 鹽漬土危害及分布特點(diǎn)

4.1 鹽漬土對(duì)公路工程最直接的危害主要是浸水后的溶陷、鹽脹和對(duì)路基基礎(chǔ)及其它地下設(shè)施的腐蝕等病害

溶陷：土顆粒接觸點(diǎn)的鹽類(lèi)被溶解帶走或土顆粒自身被溶解帶走引起的地基下陷稱(chēng)為鹽漬土的溶陷。干燥狀態(tài)下鹽漬土具有強(qiáng)度高、壓縮性小的特點(diǎn)，但遇水后可溶鹽被溶解，土體在荷載或自重作用下下沉，使鹽漬土產(chǎn)生溶陷。

鹽脹：主要表現(xiàn)為硫酸類(lèi)鹽漬土因溫度降低或失去水分后，溶于土孔隙中的鹽分濃縮并析出結(jié)晶所產(chǎn)生的體積膨脹；溫度上升致使硫酸鹽脫水，體積變小，致土體疏松。鹽分結(jié)晶膨脹使材料發(fā)生開(kāi)裂、剝落、脹縮等物理劣化，它是鹽漬土最主要的鹽害。

腐蝕：鹽類(lèi)與孔隙介質(zhì)材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，改變其原有的性質(zhì)使材料發(fā)生化學(xué)劣化，主要針對(duì)公路構(gòu)造物材料的腐蝕，文章只針對(duì)路基鹽漬土處理，腐蝕性再不做評(píng)論。

4.2 研究區(qū)鹽漬土分布特性及分析

擬建項(xiàng)目地處河西走廊內(nèi)陸，氣候干燥，降雨量小，蒸發(fā)量大，屬典型中溫帶大陸性荒漠氣候。由于地貌單元和地下水條件不同，形成了沖洪積和湖沼積鹽漬土兩種不同成因的鹽漬土。（如圖1）

圖1 西北內(nèi)陸盆地山前地貌分區(qū)

研究區(qū)地形地貌由地勢(shì)較高的山前沖洪積扇戈壁荒漠地帶逐步過(guò)渡到地勢(shì)較低的沖積湖積平原，第四系地層由山前角礫逐漸顆粒變細(xì)。地下水位自盆地邊緣至盆地中心，由深變淺。從地貌類(lèi)型和地理區(qū)域來(lái)看，研究區(qū)鹽漬土屬內(nèi)陸鹽漬土。（如圖2）

圖2 項(xiàng)目區(qū)鹽漬土表層分布現(xiàn)象

5 鹽漬土取樣及分析

5.1 化學(xué)分析

公路沿線(xiàn)均為第四系砂土覆蓋，均屬粗粒土。鹽漬土勘探主要采用探井取樣、直接觀測(cè)與測(cè)試的方法，在開(kāi)挖斷面垂直方向觀測(cè)鹽漬土分布形態(tài)，并在地表向下0.05m、0.25m、0.5m、0.75m、1m、1.5m、2m、2.5m、3m處分層取樣。依據(jù)《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》中易溶鹽測(cè)試方法，對(duì)504組土樣進(jìn)行易溶鹽測(cè)試分析，統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果如表3所示，從不同易溶鹽測(cè)試分析成果表中可以看出，土體所含易溶鹽陽(yáng)離子以Na+和Ca2+為主，含少量Mg2+和K+，陰離子主要為SO42-和Cl-，易溶鹽主要成分為Na2SO4、NaCl、CaSO4和CaCl2，土體含鹽量最大值1.58%，平均值0.48%，鹽分含量較高。

表3 鹽漬土化學(xué)組成統(tǒng)計(jì)表

5.2 鹽漬土隨深度變化特征

探究河西地區(qū)鹽漬土的垂向分布規(guī)律能夠進(jìn)一步認(rèn)識(shí)鹽漬土的工程地質(zhì)特性，為公路工程建設(shè)和病害防治提供依據(jù)和建議。經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析表明研究區(qū)鹽漬土鹽分主要集中在近地表（0～1m）深度內(nèi)，1m以下土層含鹽量相對(duì)較少，上部為沖洪積和湖沼沉積形成的鹽漬土，以（亞）硫酸鹽鹽漬土為主，局部地段為氯鹽鹽漬土，鹽漬化程度以弱為主。（如圖3）

圖3 項(xiàng)目區(qū)鹽漬土SO42-和Cl-離子含量隨深度變化

6 鹽漬土處治建議及措施

6.1 為防止路基的次生鹽漬化，實(shí)際工程中常采取提高路基填土高度、設(shè)置隔斷層等阻鹽手段，以保證路基不受鹽分、水分的影響

提高路基高度可以增長(zhǎng)毛細(xì)水的遷移路徑，減弱毛細(xì)水對(duì)路基的影響，但提高路堤在減少毛細(xì)水影響的同時(shí)會(huì)增加邊坡臨空面，增加邊坡被雨水沖刷的面積，同時(shí)也增加了路堤的不穩(wěn)定性，對(duì)地基的承載力和變形提出更高的要求，顯著增加了工程造價(jià)。為防止地表積水，路基兩側(cè)必須設(shè)置完善的排水設(shè)施。設(shè)置隔斷層是為隔斷水分和鹽分侵入路基上層或路面基層，從而避免路基或路面遭受破壞，隔斷層設(shè)置層位應(yīng)高出地面和地表長(zhǎng)期積水位。

6.2 處治措施

通過(guò)以上幾種阻鹽措施的介紹可以看出，對(duì)路基內(nèi)鹽分遷移的阻止是一個(gè)系統(tǒng)工程，需要全面的從不同角度配合才可以發(fā)揮最大的效果。通過(guò)工程對(duì)比發(fā)現(xiàn)隔斷層的設(shè)置是最有效的阻鹽技術(shù)手段，并加以完善的排水設(shè)施，具體采取措施如下：

路基基底為鹽漬土且路基填料采用弱鹽漬土填筑路段，在路床底部鋪設(shè)一層復(fù)合土工膜（兩布一膜）隔斷層；路基基底為鹽漬土路段，且路基填料采用非鹽漬土填筑路段，在填筑路基前，先清除表土，然后填筑路基，在路基底部高出原地面30cm處鋪設(shè)一層復(fù)合土工膜（兩布一膜）。（如圖4、圖5）

路線(xiàn)經(jīng)過(guò)山前洪積扇或戈壁區(qū)時(shí)，為攔截流向路基坡腳的漫水，避免路基受到水石流的沖刷，在路基迎水側(cè)根據(jù)實(shí)際地形情況設(shè)置攔水砂壩；路基兩側(cè)均設(shè)置排水溝，為了防止排水溝中的少量水下滲影響路基穩(wěn)定，根據(jù)實(shí)際情況采取設(shè)置復(fù)合土工膜等防水措施。必要時(shí)修建橫向排水溝，將水流引至附近天然排水系統(tǒng)，排出路基范圍之外。由于研究區(qū)內(nèi)降雨量不大，路肩采用散排方式排除路面積水，邊坡設(shè)置急流槽等排水設(shè)施，邊坡表面應(yīng)進(jìn)行有效的防護(hù)，以減少雨水的沖刷。

7 結(jié)束語(yǔ)

7.1 通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)可知：自地表向下土體的含鹽量逐漸減小，鹽分主要集中在近地表（0～1m）深度內(nèi)，1m以下土層含鹽量相對(duì)較少；以（亞）硫酸鹽鹽漬土為主，局部地段為氯鹽鹽漬土，鹽漬化程度以弱為主。

7.2 通過(guò)合理設(shè)置土工布隔斷層，基本阻斷了鹽分和水分上升侵入路基上層或路面基層，從而避免路基或路面遭受破壞，效果良好；隔斷層設(shè)置層位應(yīng)高出地面和地表長(zhǎng)期積水位。

7.3 路基兩側(cè)設(shè)置排水溝，必要時(shí)修建橫向排水溝，將水流引至附近天然排水系統(tǒng)，排出路基范圍之外；路基邊坡設(shè)置急流槽等排水設(shè)施，表面應(yīng)進(jìn)行有效的防護(hù)，減少雨水的沖刷，以上防排水措施有效的防止了地表水對(duì)路基的滲入。

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