盐渍土路基特征及处理措施

黄 磊

(四川省交通勘察设计研究院有限公司交通规划研究分院，四川成都 610017)

尉犁至35团高速公路位于新疆维吾尔自治区巴音郭楞蒙古自治州尉犁县和兵团第二师塔里木垦区境内，天山南麓，塔里木盆地东侧，路线总体基本走向由西北向东南，地势总体为西北向东南倾斜，沿途主要控制点为尉犁县、既有G218、格库铁路(在建)、孔雀河、塔里木河、恰拉水库、31团、33团、大西海水库、34团。

本项目是《国家高速公路网规划》“五纵七横”的国道北京至乌鲁木齐高速公路(G0711)的组成部分，是新疆交通运输“十三五”发展规划“6横、6纵、7枢纽、8通道”战略布局中“6纵”(即阿勒泰至乌鲁木齐至若羌北南大通道)的重要组成部分，对于构筑我国向西开放运输大通道，推动国家发展战略实施，实现新疆内通外联，建设“丝绸之路经济带”核心区具有十分重要的意义，被列入了“十三五”高速公路建设之中，战略地位和经济意义十分重要。

1 项目区盐渍土特征及危害

地表以下1m深度范围内的土层，当其易溶盐的平均含量大于0.3 %，具有溶陷、盐涨等特性时应判定为盐渍土。本项目路线走廊深处内陆腹地，属暖温带大陆性干旱气候区，年平均降雨量50.2～51.0mm，年平均蒸发量2 480～2 700mm，蒸发量远大于降雨量。路线地处塔里木新生断陷盆地边缘，地下水埋藏深。春季冰雪融化或夏季骤降暴雨时形成地表径流，沿途溶解岩土体内的盐分，成为含盐的矿化地表水，当流出山口或流速减慢，形成漫流时，在强烈的地表蒸发以及下渗作用下，流程不长地表水即消失殆尽，地表水以及下渗水中的盐分随着蒸发作用富集在地表或地表下一定深度内，形成盐渍土，其含盐成分与地表水所溶解的盐的成分直接相关。

本项目盐渍土分布广泛，沿线大部分段落地表盐渍化程度较高，局部段落泛白明显，耐碱植物较多。盐渍土类型以硫酸盐、亚氯盐～中、强盐渍土为主，累计长度约110 170m。硫酸盐沉淀结晶时，体积增大，脱水时体积缩小。项目所在地区由于日温差较大，硫酸盐的体积时缩时胀，致使土体结构疏松。在冬季温度下降幅度较大，便产生大量的结晶，使土体剧烈膨胀。此外，在一定含水率的条件下，因土粒中含有盐分，使土粒间的距离增大，而土体粘聚力及内摩擦角则随之减小，最终导致土体的强度降低。土在潮湿状态时，土中的含盐量愈大，则其强度愈低。

盐渍土由于具有融陷、盐胀以及腐蚀等特性，对公路造成严重病害，如盐胀造成路基路面鼓胀开裂、路肩边坡松散剥蚀，加剧路基冻胀与翻浆，受水浸泡时，路基强度急剧降低，发生沉陷变形等。此外，工程材料(如砂、石)和施工用水中，如果含有过量的盐，也会造成工程的危害。

2 盐渍土路基处理

根据前述分析，并结合本项目盐渍土试验资料、地表水位、地下水位、土质情况、结合毛细水上升高度、冻胀深度等，设计时采取如下处理措施：

(1) 路基主要采用路堤形式，确保上部路床受盐渍影响较小，有效防止盐胀，减少盐渍土对路基的影响。

(2) 对盐渍土地基表层聚积的盐霜、盐壳及植被等进行清除30cm表土处理，同时换填渗水性土分层填筑路基。

(3) 对局部路堑或零填的盐渍化路基段根据路基的土质情况采取挖除换填或翻松碾压处理措施。

(4) 对盐渍化软弱土地基，以容许工后沉降和稳定安全系数为控制指标，结合沿线地形、地物及施工便利性等因素，结合路基高度采取换填非盐渍土等处理措施，并铺设复合土工布隔断层，减少地下水及地表水对路基的影响，阻止盐分上升。

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隔断层设置在上路床底部，复合土工布隔断层须高出边沟流水位、地面或地表长期积水水位30cm，防止地表水漫过隔断层失去作用。当复合土工布距路基坡脚高度小于30cm时，路基坡脚需开挖加深边沟，使复合土工布高出路基坡脚或加深边沟底30cm以上。土工布铺设坡度为向外2 %。本项目沿线存在大量风积砂，复合土工布隔断层下的路基填筑材料使用风积砂，可有效隔断毛细水的上升。见图1。

图1 盐渍土路基处理设计(单位：cm)

复合土工布采用一布一膜机织土工布：质量不小于350g/m2。膜为不透水塑料薄膜，由聚乙烯或聚氯乙烯材料制作，厚度不小于0.2mm，质量不小于200g/m2，垂直渗透系数≤5×10～11cm/s。布采用丙纶、涤纶、锦纶、乙纶等材料制作，一布质量不小于150g/m2。土工布断裂强度不小于35kN/m(经向)及21kN/m(纬向)，标准强度对应伸长率不大于35 %(经向)及30 %(纬向)，其经纬向撕破强力不小于0.4kN，CBR顶破强力不小于2kN。土工布的其他技术要求应满足GB/T17640-2008《土工合成材料 长丝机织土工布》的有关要求。复合土工布必须采用布与膜之间相互紧密粘贴生产的全成品整体材料，幅宽尽可能采用较宽的品种，单幅宽度尽可能不小于10m。

(5) 严格控制路堤填土的含水量、有机质含量和含盐量，使之满足JTGD30-2015《公路路基设计规范》及XJTJ01-2001《新疆盐渍土地区公路路基路面设计与施工技术规范》要求。应控制路基填土的含水量在土的最佳含水量左右。液限、塑性指数以及含水量超过规范规定的土，不得直接用于填筑路基。路基填料应保证有足够的强度和较好的透水性，其CBR值应大于5 %，路基填料最大粒径为15cm，路床填料最大粒径为10cm。由于本项目区域内盐渍土分布广泛，如需利用盐渍土填筑路基时，则要依据《公路路基设计规范》并结合《新疆盐渍土地区公路路基路面设计与施工技术规范》来确定盐渍土填筑路基可用性及路基的压实度，防止盐份转移和保证路基的稳定。

3 盐渍土路基防排水设计

项目区河流水系主要为孔雀河以及塔里木河。地下水包括地下潜水和承压水，受塔里木河水补给，地下水位较高。塔里木灌区两河间数百米厚第四纪地层上均为洪积、冲积和风积物质，地下潜水和承压水均为高矿化度的咸水。

针对盐渍土遇水强度降低的特点，盐渍土地区路基必须设置完善的排水系统，做好边沟和排水沟等排水设施的设计，保证水流畅通，不影响路基稳定。在地面排水困难、地下水位较高，或公路旁有农田排、灌水渠的路段，应在路基一侧或两侧设置排水沟，以降低地下水位或截阻农田排灌水。对于戈壁荒地区，尽量以散排为主。结合本项目特点，排水设计方案如下：

(1) 排水沟。沿线农田区灌溉系统密集，为拦截农田灌溉水，防止侵蚀路基，路侧坡脚外1m处设置排水沟，排水沟尺寸为沟深60cm，底宽60cm，内边坡1∶1，外边坡1∶1，外侧设置挡水埝防治拦截灌溉水，排水沟采用M10砂浆砌筑C30水泥混凝土预制板，板厚8cm，下设10cm砂砾垫层。

由于沿线地势平坦，不利于汇水排除，同时在农田区内设置蒸发池占地较多，排水沟设置成平坡，排水沟兼做蒸发池用。

布设在荒漠及沙漠地区的路段，因降水稀少，蒸发量大，且沙的渗透性能较好，因此，不设置排水设施。

(2) 边沟。农田区挖方路段边沟形式采用深0.3m的宽浅梯形边沟，底宽2.0m，内边坡1∶4，外边坡1∶1。边沟采用M10砂浆砌筑C30水泥混凝土预制板，板厚8cm，下设10cm砂砾垫层。

沙漠挖方路段设置3m宽的积沙平台，不设置路基边沟及排水设施。

4 结束语

本文通过对尉犁至35团高速公路盐渍土路基的处理及防排水设计，得出以下体会：

(1) 应结合当地气象、地质、水文和盐渍化程度等自然条件，分析盐渍土形成的成因机理及其对路基稳定性的影响，针对性地采取正确合理的工程技术措施，进行路基特殊设计，以达到路基工程具有足够的强度和整体稳定性的目的。

(2) 盐渍土路基设计应注意保证路基填土高度、路基填料含盐量控制、隔断毛细水上升通道、排水设计应保证排水畅通等。