王 海

（新疆應(yīng)用職業(yè)技術(shù)學(xué)院，新疆 奎屯 833200）

0 引言

鹽漬土主要由氣、水鹽溶液、難溶結(jié)晶鹽、易溶結(jié)晶鹽、土顆粒等多種不同物質(zhì)組成，與常規(guī)土之間也有著明顯差異。在溫度變化影響下，若水完全浸入鹽漬土，那么土中的易溶結(jié)晶鹽就會溶解為液體，且氣體孔隙也會逐漸被填充，使得鹽漬土從固、液、氣三相體過渡轉(zhuǎn)變?yōu)楣?、液二相體，并在轉(zhuǎn)變過程中，出現(xiàn)土體結(jié)構(gòu)破壞、土體變形等方面的問題。此外，若外在環(huán)境條件發(fā)生明顯改變，鹽漬土的兩相體又會轉(zhuǎn)變?yōu)槿囿w，使得土體體積發(fā)生明顯變化。作為鹽漬土公路，在這種相體轉(zhuǎn)變中必然存在嚴(yán)重病害。本文就新疆鹽漬土公路路基病害的處理方法進(jìn)行論述。

1 新疆地區(qū)鹽漬土公路路基病害

1.1 溶陷問題

鹽漬主要分為鉀鹽、鈉鹽等多種不同的類型，其不僅有著較高的易溶鹽含量，在干燥環(huán)境下，還能體現(xiàn)出良好的強(qiáng)度性能，但在含水量不斷增加的情況下，鹽分將會大規(guī)模溶解，并在土壤自重與行車荷載等多種因素的影響下，出現(xiàn)明顯的土體溶陷現(xiàn)象，這種現(xiàn)象在氯鹽鹽漬土地區(qū)中，表現(xiàn)得更明顯，如圖1 所示。

圖1 溶陷現(xiàn)象

對氯鹽性質(zhì)進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，其對溫濕度有著較高的敏感度，并且在溫度不斷升高的情況下，還會出現(xiàn)持續(xù)性吸水溶解的情況，使得路基溶陷失穩(wěn)。若某地區(qū)地下水含量偏高，則會在毛細(xì)水上升的影響下，使得鹽分大量遷移到路基層，從而對公路路面的質(zhì)量造成一定的影響。在后續(xù)運(yùn)營階段，在行車荷載等多種影響因素的作用下，使得道路出現(xiàn)嚴(yán)重的損害問題。

而硫酸鹽在溫度升高的情況下，則體現(xiàn)出較強(qiáng)的適應(yīng)能力，其溶解度也會隨之不斷減小，避免了結(jié)晶水大面積溶解的情況發(fā)生，溶陷概率也會隨之不斷降低。對濕陷性問題進(jìn)行處理時，同樣需要重視土體易溶鹽含量、毛細(xì)水遷移等方面的控制工作。

1.2 翻漿問題

在鹽漬土地區(qū)中,極容易發(fā)生危害性較高的翻漿病害，若水和粉質(zhì)土質(zhì)量無法得到基本保障，那么含鹽量與冰點(diǎn)，對鹽漬土的影響較大，甚至引發(fā)嚴(yán)重的翻漿病害。

以新疆地區(qū)中的氯鹽漬土為例，若氯鹽含量過低，土壤冰點(diǎn)就會呈現(xiàn)出明顯下降的趨勢，從而延長水分聚流持續(xù)時間，使土壤凍脹的發(fā)生幾率不斷增加，且這種翻漿病害集中體現(xiàn)在春融溫度升高時。若氯鹽含量較高，受土壤冰點(diǎn)降低的影響較弱。

硫酸鹽漬土的特點(diǎn)在于，土壤冰點(diǎn)受鹽分影響較小，很少出現(xiàn)冰點(diǎn)大范圍變動的情況，但在高強(qiáng)密水性能的影響下，路基就會出現(xiàn)凍脹翻漿的情況。因此，在硫酸鹽漬土翻漿病害防治過程中，應(yīng)控制含鹽量和土基水分傳遞，使得鹽含量得以有效控制的同時，避免土體水分流動[1]。

1.3 鹽脹問題

硫酸鹽漬會引起鹽脹和松脹等情況，若土壤中的硫酸鹽含量超過2%，其膨脹量就會不斷增長，使得路基膨脹到一定的高度，影響行車安全。但將環(huán)境恢復(fù)到干燥狀態(tài),可以看到明顯的結(jié)晶水析出現(xiàn)象，使得土體體積下降，并保持良好的松脹特性。

新疆地區(qū)鹽漬土的膨脹量主要受溫度的影響，在夏季高溫時節(jié)，鹽分溶解度不斷增加，使得鹽析出的結(jié)晶相對較小；而秋冬季節(jié)，溫度遞減，鹽分溶解度明顯下降，并在吸水結(jié)晶過程中出現(xiàn)體積膨脹的情況。

新疆地區(qū)晝夜溫差大，夜間溫度下降，使得鹽溶解度不斷減小，導(dǎo)致過飽和溶液中的鹽分不斷析出而結(jié)晶，使得夜間的土壤狀態(tài)相比于日間，產(chǎn)生明顯的膨脹變化。日間溫度回升后，其溶解度將會不斷升高，而硫酸鹽晶體在快速溶解的同時,還會出現(xiàn)土壤體積不斷減小的情況。當(dāng)硫酸鹽反復(fù)結(jié)晶或溶解時，土體就會生成相應(yīng)的空隙結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致土體出現(xiàn)失穩(wěn)。

1.4 鹽分遷移問題

鹽分遷移,主要與土體水分的毛細(xì)作用和鹽分溶解度變化有關(guān)。晝夜溫差變化，導(dǎo)致鹽分晶體體積長期反復(fù)變化，土體空隙也會隨之增大，使得土體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)松軟的情況，進(jìn)而破壞路基土的完整性。若鹽分主要聚集于邊坡表面，那么降雨環(huán)境下的表層鹽分就會受到?jīng)_刷作用的影響，從疏松土體流動滲透到深層路基，對整個邊坡結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性造成不同程度的影響。

2 新疆地區(qū)鹽漬土公路路基病害的處理

2.1 提升路基高度

整體提高路基建造高度，有助于大面積減少其中的水分和鹽分，使得路床上部不受鹽漬作用的影響，避免鹽脹現(xiàn)象的發(fā)生。若水分排出情況不理想，或者路基處于相對潮濕的地段，可以通過提高路基高度的方式來解決以上問題，如圖2 所示。

圖2 提升路基高度

由于某些鹽漬土區(qū)域充斥著較多的地下水，因此需要提高路基高度，并將最低限度設(shè)為地下水的最高位置、毛細(xì)水上漲位置以及臨界凍結(jié)位置，從源頭上規(guī)避鹽漬化問題。但需要注意的是，在實(shí)際使用過程中,必須優(yōu)先清理上部植物、雜土等，并嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)做好分層填埋工作，保證填埋物質(zhì)為非鹽漬土，且有著良好的透水性能。

此外，提高路基高度處理方法,適用于弱中且性質(zhì)為非硫酸根鹽漬土的公路，以及水分排出效果不佳或水分超標(biāo)的地段[3]。

2.2 換填法

換填法主要適用于溶陷性強(qiáng)、路基鹽分含量超出特定標(biāo)準(zhǔn)、路床水分含量過高，但壓實(shí)度卻未達(dá)到既定標(biāo)準(zhǔn)、路基高度受限于低填淺挖的公路，并且這種方法可以有效降低溶陷性，如圖3 所示。

圖3 鹽漬土路基換填

換填法可以清除基礎(chǔ)下部一定范圍的鹽漬土。若鹽漬土深度相對較淺，可以在挖出鹽漬土后，鋪設(shè)其他性質(zhì)的土或風(fēng)積砂等，并做好填埋壓實(shí)處理，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)勘測資料與填充物試驗(yàn)結(jié)果，確定填埋厚度。值得注意的是，挖出的鹽漬土，要避免放在路基兩邊的坡腳處，并將其運(yùn)輸?shù)骄嚯x線路30m 之外的位置，避免再次發(fā)生鹽漬化的情況。

2.3 浸水預(yù)溶法

浸水預(yù)溶法是對路基提前進(jìn)行浸水處理。由于易溶鹽遇水溶解后，就會滲透到較深的土層中，使得原有土顆粒之間的架構(gòu)遭到破壞，并受到土體重量的影響被壓實(shí)。若鹽漬土的主要成分為礫石、砂以及滲漏性能優(yōu)良的非飽和黏性土，其土體架構(gòu)就會缺乏緊密性，使得縫隙架構(gòu)變大、變多，一旦遇水，膠結(jié)土顆粒中的鹽分就會溶解，而土體中，小于孔隙的土顆粒就會下滲，由此導(dǎo)致土層塌陷。若鹽漬土的主要成分為砂土，那么砂顆粒半徑將會在自然狀態(tài)下達(dá)到50μm 以上，但這些砂顆粒大多由較小的顆粒組成，而由鹽膠結(jié)構(gòu)組成的集粒浸水后，會使鹽分溶于水，導(dǎo)致鹽膠結(jié)構(gòu)組成的集粒重新變成直徑較小的土粒，甚至填滿孔隙，出現(xiàn)土體塌陷的情況。這種浸水預(yù)溶法,使路基土鹽膠架構(gòu)發(fā)生明顯變化，并在一定程度上降低路基鹽分含量，從根本上預(yù)防鹽漬土塌陷等病害問題的發(fā)生。

經(jīng)試驗(yàn)研究表明，浸水預(yù)溶法可以將溶陷量消除60%～70%左右，同時改變地基塌陷級別，且經(jīng)濟(jì)投入少、處理便捷。這種方法主要適用于厚度大、滲漏性能良好的粉土、砂礫石土、黏性鹽漬土，而不適用于滲漏性能差的黏性土，這種方法對水的需求量相對較高，因此應(yīng)選擇取水方便的場地[4]。

2.4 強(qiáng)夯法

喀什地區(qū)大面積存在土體結(jié)構(gòu)松散、孔隙大及架空結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的非飽和鹽漬土，由于這類土具有空隙大、密度小、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度小的特點(diǎn)，為消除其鹽脹、溶陷病害及液化，針對這類非飽和鹽漬土地基，采用強(qiáng)夯加固方法，是最為經(jīng)濟(jì)有效的。強(qiáng)夯法具有施工操作簡便、效果顯著、施工周期短、成本低廉、土層適用性強(qiáng)的優(yōu)勢，將其與浸水預(yù)溶法混合使用，可以有效提升水滲透后的強(qiáng)夯效果。

這種方法主要適用于結(jié)晶鹽含量少、非飽和低塑性鹽漬土，在改善地基土體架構(gòu)的同時，可以避免塌陷程度加劇。強(qiáng)夯法可以整體提高路基土的干密度、調(diào)節(jié)孔隙比例、達(dá)到壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，保障路基土的完整性與均勻性，使得差異溶陷量或剩余溶陷量保持在原有位置。以X745 線新源—鞏乃斯公路改建后的二級工程為例，該項(xiàng)目位于阿吾拉勒山腳下，左靠鞏乃斯河，地質(zhì)構(gòu)造極容易受到喜馬拉雅山脈運(yùn)動的影響，出現(xiàn)強(qiáng)烈的沉降反應(yīng)。該公路工程沿線降雨充沛，地表水主要為積雪融水，整體處于大陸性氣候的溫和干燥區(qū)。經(jīng)過鹽漬化的低液限黏性土、粉土填筑構(gòu)成的路基，通過強(qiáng)夯法處理，可以有效提高路基土的強(qiáng)度和均勻性，使得改建道路達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)束語

新疆鹽漬土分布廣泛，其對公路路基的危害性較大。因此，必須做好新疆地區(qū)鹽漬土公路路基病害的防治處理工作。按照既定的公路等級，明確路基要求、工程特性以及鹽漬土含鹽類別和含鹽量對公路造成的影響，結(jié)合現(xiàn)場施工條件、施工工期、筑路材料來源等因素，科學(xué)選擇公路路基處理方法及鹽漬土病害的處理技術(shù)，在新疆地區(qū)鹽漬土公路路基病害處理實(shí)踐中，取得了良好的技術(shù)效果和較佳的經(jīng)濟(jì)效益。