甘肃七墩至瓜州公路盐渍土地基处理方案研究

柴亚南

（中交公路规划设计院有限公司，北京 100088）

拟建项目区地处河西走廊西段，地势由南北两面向中间倾斜，海拔为1176～1400m，沿线戈壁、丘陵、平原错综分布。该地属典型大陆中温带干旱气候，太阳辐射强、日照充足、昼夜温差大，降水少、蒸发量大、空气干燥，这种气候特点严重影响土层的水热变化，加剧水分蒸发，可溶性盐向表层积累，盐渍土分布广泛（主要分布于山前平原区、花岗岩风化区，以亚氯盐～亚硫酸盐弱盐渍土为主）。盐渍土对公路工程最直接的危害是浸水后的溶陷、含硫酸盐地基的盐胀和对基础和圬工构造物的腐蚀等破坏。

文章以G312线七墩至瓜州公路工程为研究对象，路线总体走向为由东向西，路线起点位于玉门市与瓜州交界处的七墩乡，终点为瓜州县G312线与G30高速公路瓜州出口平交处，顺接G312线瓜州至柳园段。工程为分离式路基，一期工程利用现有旧路改建的半幅可维持原有标准不变，其路基宽度为12m，行车道宽2×3.75m，硬路肩宽2×1.5m，土路肩宽2×0.75m。新建一幅路基宽度为12.75m，行车道宽2×3.75m，硬路肩宽为0.75m和3.0m，土路肩宽2×0.75m。

项目范围内出露地层主要受地质构造和地形地貌控制，第四系地层分布广泛，主要由冲积、洪积等形成的碎石、角砾（圆砾）、砾砂、粗砂、中砂、细砂、粉砂、粉土、粉质黏土等组成。局部出露元古界震旦系下统白湖群灰绿、青灰色石英片岩。

1 盐渍土调查分析

为查清全线盐渍土分布范围及等级，减少盐渍土的危害，采用钻探、挖探等综合勘探方式对路线范围内地质状况调查，共布置了2225个探点，并对取样进行离子含量、化学成分、溶陷系数和盐胀性等试验分析。全线调查试验结果如图1所示。

图1 盐渍土试验分析结果

通过对沿线调查成果分析可知：

（1）以盐渍土段落为主，其中盐渍土段落长度56.7km，约占85.56%，非盐渍土段落长度9.6km，约占14.44%。

（2）以弱～中盐渍土为主，主要为硫酸盐渍土和亚硫酸盐渍土，存在较少氯盐渍土和碱性盐渍土。其中，中盐渍土长度9.5km，占盐渍土路段16.82%；弱盐渍土长度47.2km，占盐渍土路段83.18%；碱性盐渍土长度4.2km，占盐渍土路段7.45%。

（3）项目沿线盐渍土分布范围广，应做好盐渍土取样分析试验工作，对盐渍土特殊路基应综合经济和技术分析，采取合理处理措施，减少后期破坏。

2 盐渍土破坏机理

为深入了解盐渍土破坏情况，弄清其破坏机理，对该地区已建和在建公路项目进行了现场调研。通过调研结果可知，路基主要存在沉陷、边坡塌方破坏，路面以车辙、裂缝、松散、沉陷、坑槽、泛油等最为典型，混凝土结构以腐蚀破坏为主。根据采样分析及现场调查结果显示，路基土体及混凝土结构都有氯盐或硫酸盐存在，破坏越严重的部位，盐的含量越高，同时盐渍土对路基路面及构造物的破坏程度和含水量有密切关系。由此可见，该地区盐渍土对公路工程破坏主要是由溶陷、盐胀和腐蚀等造成，如图2所示。

图2 盐渍土路基路面病害

2.1 溶陷

干燥状态下盐渍土具有强度高、压缩性小等特性，土体经水浸泡后，土体内盐溶解、流失，可造成土体内部产生空洞、沉降和变形，降低地基承载力，称为溶陷破坏。可采用溶陷量指标分析评价，高速公路和一级公路溶陷量应＜70mm，其他等级公路可参照规范要求执行，同时路基范围内应有完善的排水措施。

2.2 盐胀

盐胀破坏主要表现形式为结晶破坏。河西走廊地区昼夜温差大、季节性温度差异明显，土空隙中的盐分（尤其是硫酸盐）在一定温度条件下可相互切换为结晶状态和非结晶状态，其体积相差3倍以上，这种盐胀作用可造成路基边坡破坏、路面变形。依据规范要求可采用盐胀率指标分析评价高速公路和一级公路，当路基填土高度≤2m时，盐胀率≤1%；当路基填土高度＞2m时，盐胀率≤2%。其他等级公路可参照规范执行。

2.3 腐蚀

盐渍土中含有较多的易溶盐，可与混凝土发生碱-骨料反应、氯离子侵蚀等腐蚀破坏，降低混凝土强度，导致混凝土开裂和结构破坏。同时，氯离子可渗入混凝土钢筋表面，破坏钢筋钝化膜，加速电化学腐蚀过程。

3 盐渍土地基处置方案

结合路线范围内地质勘查资料，该项目以弱～中盐渍土为主，同时结合溶陷量与盐胀率试验资料，针对该地区盐渍土地区提出了以下处置方案。

（1）针对该项目地区盐渍土分布范围广、等级较大的特点，加强盐渍土清表厚度：非盐渍土段落清除表土30cm，弱盐渍土段落清除表土50cm，中盐渍土段落清除表土60cm，强盐渍土段落清除表土70cm，填筑非-弱盐渍土至路床底部设计标高。

（2）根据盐渍土程度及填挖高度制定如下方案：①挖方或填土高度H≤路面结构厚度+80cm路床厚度，基底为弱、中、强盐渍土路段，上路床30cm的填料采用未筛分碎石，下路床50cm的填料采用非盐渍砂砾土，路床底部铺设一层复合土工膜隔断层。②填土高度H＞路面结构厚度+80cm路床厚度，基底为弱盐渍土或非盐渍土，路基填料为弱盐渍土的路段，上路床30cm的填料采用未筛分碎石，下路床50cm的填料采用非盐渍砂砾土，路床底部铺设一层复合土工膜隔断层。③填土高度H＞路面结构厚度+80cm路床厚度，基底为中盐渍土的路段，上路床30cm的填料采用未筛分碎石，下路床50cm的填料采用非盐渍砂砾土，路床底部铺设一层复合土工膜隔断层。此外，在清表回填后在地面线以上30cm铺设一层复合土工膜隔断层，两层复合土工膜之间距离d≥0.5m。④填土高度H＞路面结构厚度+80cm路床厚度，基底为强盐渍土的路段，上路床30cm的填料采用未筛分碎石，下路床50cm的填料采用非盐渍砂砾土，路床底部铺设一层复合土工膜隔断层。此外，在清表回填后铺设80cm片石缓冲层以抵消盐渍土的盐胀力，并在缓冲层之上铺设一层复合土工膜隔断层，两层复合土工膜之间距离d≥0.5m。

（3）鉴于该项目盐渍土腐蚀性试验结果，水泥统一采用中～强抗硫酸盐水泥，钢筋保护层厚度必须达到规范指标要求。

（4）鉴于该项目盐渍土分布范围广、温差大、路基填高低及风沙大实际情况，为预防盐胀及半刚性基层温缩引起路面拱起、开裂，对于中～强盐渍土路段，设置了路面消胀槽，释放应力，以预防路面拱胀。

4 结语

通过对项目沿线盐渍土取样结果可知，该地区盐渍土分布以弱～中盐渍土为主，在调查分析了盐渍土破坏机理原则下，提出了针对性的措施：

（1）盐渍土地区公路在建设过程应考虑完善的排水及防腐措施，尽量减少盐渍土溶陷、盐胀及腐蚀破坏产生的外部条件。

（2）依据不同路基填土高度和盐渍土等级，提出了4条可行的处置方案，可消除盐渍土对路基的危害。

（3）同时针对该地区气候特征，对于中～强盐渍土路段，设置路面消胀槽，预防盐胀及半刚性基层温缩引起路面拱起、开裂。