浅谈盐渍土地区路基设计

盐渍土地区公路路基的处理与施工文对盐溃土的主要特征及分类，盐渍土对公路工程的危害，以及盐渍土地区路基理措施及施工注意事项进行了简要论述。文／邢文榜盐渍土的重要特征与危害盐渍土是土层盐渍化过程的产物。在公路工程中．主要是指地表土层1米厚度内，易溶盐含量超过03％的含盐土层。在河北省衡水张家口部分地区以及沧州唐山等市的沿海地区分布有大量的盐渍土。由于土体中易溶盐的存在盐的种类与盐的含量会改变土体的基本工程性质．因此也就会对路基工程带来直接的危害，主要表现如下。淋溶与湿陷这类病害主要是由于低矿化度的降雨或流动水体将土基中结晶的易溶盐晶体溶解，使土体中固相体积减少孔隙比增大．从而在自重、流水或外荷载作用下形成土基局部雨沟、洞穴、沉陷或坍塌等病害。翻浆这类病害主要是由于盐渍土中所含易溶盐晶体聚冰脱水及吸湿潮化．使得土基饱水及承载能力下降。在外荷载反复作用下形成翻浆，使道路表面泥泞湿滑．影响车辆正常运营。以氯盐渍土地区较为多见。盐胀这类病害主要是由于盐渍土中的盐分因结晶膨胀而造成的路面局部不平鼓起、开裂．还会在昼夜温度变化所引起的盐胀反复作用下造成路基边坡及路肩表层的疏松、多孔，致使道路易遭风蚀．易于陷车。盐胀主要发生在硫酸盐渍土中。腐蚀这类病害主要是由于盐渍土中所含易溶盐与道路工程中所使用的金属材料、非金属制成品发生化学反应．致使这些材料或制成品的工程性能发生劣化．最终导致道路的破坏。这类病害在道路工程中的表现为钢筋锈蚀．混凝土或粘-{-i~q成品粉化开裂．高等级路面结构层损坏。盐渍土的主要特征与对路基的危害．由所含溶盐的性质决定如下。(1)氯盐渍土具有吸湿性。氯盐具有强烈的吸湿性和保湿性。用氯盐渍土填筑的路基．易吸水软化．降低路堤土体强度。如路基填料含盐量过高．土中盐粒不能为最佳含水量所溶解，土粒之间就夹有盐粒，当吸收较多水分后，盐粒被溶，土体孔隙增大．密度降低．影响路基稳定。(2)碱性盐渍土渍土往往含有大量的胶体颗粒和吸附性阳离子相互作用．在胶体颗粒与粘土颗粒周围形成结合水膜，减少颗粒问的凝聚力．使其相互分离，而引起土体膨胀。当盐渍土中碳酸钠含量超过05％时，其膨胀量显著增大。(3)硫酸盐渍土具有松胀性。硫酸盐渍土的主要盐质为硫酸钠，其溶解度随温度而变。当温度达~JJ3240C以上时开始脱水．体积缩小当温度低于3240C时．便吸水结晶．体积开始增大。如用硫酸含量超过2％的盐渍土填筑路堤．在温差影响范围内存于路堤土体中的硫酸盐．体积时而大．时而缩小。经过反复作用。使路堤土体结构遭到破坏，产生松胀．强度降低．影响路堤稳定(4)盐渍土具有侵蚀和腐蚀性。盐渍土对公路工程常用的钢筋混凝土和石料等建筑材料均具有不同程度的侵蚀和腐蚀作用。盐渍±的分类盐渍土分类方法很多，不同专业有有不同的分类方法，公路工程建设一般这样分类按生成条件盐渍土可分为盐土碱土胺碱土．盐质碱土盐质献碱土。盐土：在地层表面以下1～2米深度或更深的垂直剖面范围由舍有易涪盐蓑I主要是钠盐)土．称为盐土．蕞甩盐分种类的不同又有氯化钧盐土、硫酸盐主．硫酸盐氯化物盐土和碳盐土之分，碱土：碱±是田盐土困地下水位降低发生退盐渍化作用而f}成的也可以通过地辰水的淋溶．使盐土脱盐碱化而形成．另外在地下水位很高白专条仁下碱土也可以转变为盐=．腔碱土：胶碱土是沙漠或凄地区所特有的一种以粘土为主的特种土不生长植物。它在干燥状态下常坚硬并且表面干裂．纹理交锫呈纹裂状潮湿时．它易膨胀．缝隙胀港后．表面就成为不透水层．非常泥泞这两种土介于盐土．碱土和胶碱土之间．盐质碱土的主要特征是层没有盐粪其总的含盐量小于盐土而大于碱土．所处士巳下水位较盐土地段低。盐质碱土和盐质胶碱±多处于不能排水或排水困难的低洼地段，c2)按土体的盐渍化程度分类可分为弱盐渍土，中盐渍土强盐渍土过盐渍土f见表l1．e3)按盐渍土的舍盐性质分类．可分为氯盐渍土亚氧盐渍土亚硫酸盐渍土．硫酸盐渍土和碳酸盐渍±f觅看2)．l按土忸中所害盐份在水中的可溶程度分娄因为盐份在水体中自勺淳解度是价盐渍土工程稳定’生的要素之c见3】。验证明．当±中Na2CO3含量超过05％时其荔胀量印有显著增大．由于碳酸盐的膨胀作用在路基通水时往往造成边坡塌陷路肩泥泞。盐渍土对公路工程的影响硫醛盐的溶解度随涅度而变化．温度降低时盐溶液达到过饱和状态．盐分即从溶液中结晶析出．体魂增大，温度高结晶足溶解干溶液中恼积缩小在台水量较小的土体甲稚的固怔硫酸盐正低温时畈水结晶．体积增太温度升高又脱变1或粉末状固体体积缩小从而出现壁土体结构破坏．变槛曲现象．豇为硫酸盐渍土的挫胀性。这一现象多发生在地表上层往往引起路肩及边坡土体壹槛影响路基稳定由于季节性的温度变化．即祧后温度降低引起较深部分土层中硫酸盐吸水结晶体积增大．促使土体体积增大即为硫酸盐渍土豹膨胀性。硫酸盐渍土的膨胀影响深度曩膨胀量都相当太春季涅度回升时硫醚盐脱水体积变小．土恤体积也缩小．硫酸盐渍土这种季节一生的体积变化引起路基季节性能隆起和沉造成路基不稳定增大了养护工作量。碳酸盐对土体膨胀性的影响往往造成路基塌陷碳酸盐渍土在潮湿情况下薄膜水和钠离子所引起豹交换作用最厉害．当盐渍土中含有大量的q受附_}三旧离子并遇水时．由于胶体颗粒相吸附性阳离子相互作用在胶体颗粒和祀土颗垃周匿形成结合水薄膜减少了备鬏垃间的粘着力．甓其互相分离．起二伍膨胀。试验证明．当±中Na2CO3含量超过05％时其荔胀量印有显著增大．由于碳酸盐的膨胀作用在路基通水时往往造成边坡塌陷路肩泥泞。盐渍度对土的塑性的影响造成路基失稳常规土体白勺三相组成是由气相空气液相一水、国相一土颖粒所构成．盐渍土的三相组成由气相一空气液相一溶液、国相一土与盐结晶的混台体所构成．盐渍土中所台盐的种类与含量影响着土体的塑性指标因此盐渍土具有柜对变化的不稳定白皇液限塑限塑性指数及液性指数同一类土．当舍盐量增加时其液塑限相应减小．塑性指数也有所降低．这种性质对路基的稳定性十分不利。因为遇水后．当含量相同时盐渍土比非盐渍三较早地达到塑限或流塑状态即鞍早地选到不太稳定的状态盐渍土的夯实性和压缩性盐渍土中氯盐的存在使土的细粒分散部分起脱水作用使土的最佳含水量降低。司时氯盐有强烈的吸湿性和保湿性可使土体长期保持在最佳含水量附近的状态．经过汽车反复行使可以进一步得到压实对在干旱缺水地区施工有利。硫酸盐对土的脱水作用影响很小加^硫酸盐后最佳含水量反而增大。当含盐量超过土中水分所能溶解的盐分时．颗粒间将有盐结晶．逼水时被溶解．使二的孔隙加太引起土颗粒穆动．增大了土的压缩量和不稳定性．因此．填土中不得有盐结晶。盐渍土的强度与水稳性含有不同盐类的盐渍土具有不同的二程特性就强度与稳’性而言．氯盐渍土：1．在潮湿状况下，强度随含盐量的增加而降低．可在较小的含水量时，达到液性和塑性状态，湿化作用相同时，比非盐渍土能更快和更大地丧失其稳定性。2干燥状态时有粘固性．盐渍土的强度高于非盐渍土；硫酸盐渍土：1潮湿状况下，强度随含盐量的增加而降低。2．干燥时盐分对土的粘固作用很小碳酸盐渍土：1潮湿情况下．薄膜水和钠离子所引起的交换所用最厉害．2．干燥状态下粘固作用大。因此，在干旱缺水的情况下，可以用超氯盐渍土修路基。但路基土体中硫酸盐和碳酸盐的含量不能过大．否则由于松胀作用和膨胀作用，将破坏土的结构，降低其密度和强度。盐分的溶蚀和退盐作用对路基的影响盐渍土路基受雨水冲刷．表层盐分将被溶解冲走，溶去易溶盐后路基变松，其它细颗粒也容易被冲走．在路基边坡和路肩上会出现许多~ElJJ',冲沟。一部分表层盐分随着雨水下渗而下移。造成退盐作用，结果使土体由盐土变为碱土，增加土的膨胀性和不透水性，降低路基的稳定性。氯盐渍土易溶于水，含盐量多时，会产生湿陷．塌陷等路基病害。盐渍土地区路基处理措施(1)盐渍土地区路堤基底和护坡道的表层土大于填料的容许含盐量时，宜予铲除。但年平均降水量小于6Omm，干燥度大于50，相对湿度小于40％的地区，表层土不受氯盐含量限制，可不铲除。铲除表层盐渍土时，应作成自路基中线向两侧2％一4％的横向坡面，以利排水。当基底土层的含水量大于液限，如其厚度小于1m，宜全部清除并换填渗水土壤大于1m，应按软土地基有关规定处理。(2)加强地表排水和降低地下水位，可以防止雨水浸泡路基，避免地下水上升引起路基土次生盐渍化和冻害。可以结合取土，在路基上游扩大取土坑平面面积．使之起到蒸发池的作用，蒸发路基附近的地表水。亦可在路基上游做长大排水沟．以拦截地表水．降低地下水位(3)如使路堤不受冻害和次生盐渍化的影响．应使路堤高度大于最小填土高度．最小填土高度应以地下水最高位．毛细水上升高度临界冻结深度决定。(4)控制填料含盐量和夯实密度。当土的含盐量满足规范中规定的填料要求时可以避免发生膨胀和松胀等现象．并应尽量提高填土的夯实密度，一般应达最佳密度的9O％以上。(5)设置毛细水隔断层。当采用提高路基高度或降低地下水等措施有困难或不经济时．用渗水土填筑路堤适当部位．构成毛细水隔断层。其位置以设在路堤底部较好．其厚度视所选用的渗水土的颗粒大小而定即相当于毛细水在该渗水土中的上升高度加一安全高度。盐渍土地区路基施工注意摹项(1)合理安排施工季节。在盐渍土地区筑路．应尽可能地考虑当地盐渍土的水盐状态特点．力求在土的含水量接近于最佳含水量的时期及不发生冻结．也不积水的枯水季节进行施工。对于不冻结的土，可以考虑冬季施工。(2)施工时应测试土壤含盐量和含水量。如设计无特殊措施，不得使用含盐量超过规定允许值的填料。取土坑表层含盐量超过允许值时，应予铲除堆于坑的外侧填料含水量不应大于最佳含水量1％，雨天不得取土填筑。(3)盐渍土地区应分层取样，取样深度为地表层下OO5米O25米各取一组，以下每隔O25米取一组，至1米深为止。如1米以下含盐量仍然很大，可适当加深。因表层盐分在干旱季节聚积最多．故取样也应在干旱季节(4)各取土坑．场．应加强含盐量均匀性的测试。填筑基床表层每取500m。基床表面以下每取土1000m。．应至少作一组试件．每组取3个土样：取土不足上列数量时．亦应作一组试件。(5)由于盐渍土地区地形一般比较平坦低洼．水沟纵坡小．排水困难．加之土中含盐多，地下水浅，排水沟边坡容易破坏．养护修复也较困难．在采用长大排水沟时应根据当地条件结合其它措施．慎重选择。(6)用各类盐渍土填筑的路堤．基床以下填土的压实系数应达NO．9。当填料的氯盐含量大于5％时．填层压实应另按设计要求加大压实度。(7)盐渍土路基施工要分段一次做成．自清除基底过盐渍土开始，要连续施工．一次做到设计的路基标高。在采用毛细水隔断层的地段．至少要～次做到隔断层的项部．以避免路基的再盐渍化和形成新的盐壳。结束语盐渍土的化学成分复杂。其中氯盐具有强烈的吸湿性和保湿性，用氯盐渍土填筑的路基容易吸水软化；硫酸盐渍土具有松胀性，每年春季容易引起路基隆