戈壁沙漠盐渍土路基病害防治措施

2022-07-12谢强

交通世界 2022年13期

谢强

（中交四航局第一工程有限公司，广东广州 510000）

1 工程概况

某戈壁沙漠道路建设工程项目起止里程为K179+800—K272+213.27。该项目总长度为92.546m，双向4 车道，按高速公路设计标准进行设计，行驶速度为120km/h。其中，公益林沿线起止里程为K179+800—K213+756.864，公益林段设计为整体式路基结构，路基结构的断面形式为：中央分隔带宽3m，左侧路缘石宽2×0.75m，行车道宽4×3.75m，硬路肩宽度设计为2×3m，土路肩宽度设计为2×0.75m，路基总宽度为27.0m。K213+756.864—K272+137.782 段位于塔克拉玛干沙漠东缘，该部分设计为分离式路基结构，路基结构宽度设计为2×13.25m，两幅路基的间距设计为20m。

2 盐渍土的病害特性

2.1 盐渍土路基的工程特性

盐渍土路基与土体的颗粒构成之间存在紧密的关联性，同时与土体中的含盐量存在紧密联系。戈壁沙漠地区盐渍土的含盐量会随季节的变化而发生相应的变化。夏季，天气干燥，水分大量蒸发，使路基表面出现返盐现象，导致土体内的含盐量增大，但到了多雨时节，土内的含盐量会不断降低。在返盐现象与脱盐现象的反复作用下，土体结构受到严重影响，促使土体强度不断下降。因此，盐渍土路基的承载能力会随着土体内的含盐量增大而逐渐减小。

在众多类型的盐渍土中，以硫酸盐渍土的工程特性最恶劣。如果硫酸盐渍土中硫酸钠的比例超过2%，土体会出现显著的膨胀性。土体的膨胀规模与含水量、含盐量以及现场环境温度均存在密切联系。其中，环境温度对土体膨胀情况造成的影响最大。由于环境温度处于不断变化的状态，土体内的硫酸盐也会随之发生相应的变化，在此情况下，土体结构必然会受到破坏，进而导致土体的强度不断降低。

2.2 盐渍土路基病害成因

（1）施工现场的地形、地质条件对盐渍土路基造成的影响较大。结合施工现场的地形断面形式进行分析，该区域内有高山、平原，地形有急有缓，地层厚度不一，地下水的水位标高不一。地表的盐渍化程度存在一定差异。

（2）盐渍土的产生受水温地质条件的影响非常大。该项目所在区域的地下水埋深较浅，最小埋深为1.5m。雨季时节，由于地表径流会对路基结构的表面造成冲刷、浸泡作用，导致路基结构的盐渍化问题进一步加剧。因此，地下水和地表水是路基结构中盐渍土形成的一个核心影响因素。

（3）自然环境也会对盐渍土的形成造成巨大影响。由于盐渍土路段所处的环境较为干燥，地区内的降水量较小，且地区内的水分蒸发量明显超过了降雨量，导致土体内的盐分不断下沉，从而形成规模性的土壤盐渍化。

2.3 盐渍土路基病害特征及危害

结合实际情况，由于各种类型盐渍土的特性存在一定差异，导致路基产生的病害类型也会呈现不同特征。氯盐渍土的病害特征主要体现在路肩与边坡部位出现诸多的沟渠，路堤内出现尺寸不同的空洞、结板等现象。

硫酸盐渍土路基的病害特征表现为路基表层0.3cm的土层出现疏松现象，路肩部位出现松软层，松软层的厚度通常保持在2～3cm，最厚可达5～10cm。

为分析土体内含水量及含盐量对土体的影响，对土体的含盐量及含水量指标进行调整，设计出多种不同状态的土体进行试验，最终的试验结果见表1。

表1 土体试样参数

结合表1中的信息数据可以了解到以下基本情况：

（1）试样1 只发生了土体冻胀现象，土体的膨胀率从最初的0.2%逐渐提升至0.34%，当土体被冻胀以后，土体的变形量依然可以恢复到初始值；而试样2则出现盐涨现象与冻胀现象。不难发现，当土体内的含盐量增大后，土体的膨胀率也会增大，从原本的2.1%逐渐增加至2.32%。

（2）通过试样2 和3 之间的对比分析发现，当发生冻融循环现象时，土体的冻胀与形变恢复变化的幅度均非常大，试样2 的最终膨胀率保持在2.32%，而试样3的最终膨胀率则保持在3.63%，此结果是试样1的7～10 倍。由此可知，含盐量及含水量都会对土体的形变造成影响。

（3）通过试样3 和4 之间的对比分析发现，土体内的含盐量增大后，对初始阶段的膨胀率影响并不是很大，但会对最终阶段的膨胀率造成显著影响，可使膨胀率达5.21%，是初始阶段膨胀率的4 倍有余。由此可以得出，土体内的含盐量增长后，对土体的危害程度也会增大，因此应合理控制路基内盐渍土中的盐分含量。

3 治理及预防措施

本标段特殊性岩土主要为盐渍土，分布长度为1 990m。对于病害的处治，本着因地制宜、就地取材、经济合理的原则，充分借鉴吸收已建工程的成功经验，综合考虑工程的重要性、对公路的危害程度及维修难易程度等因素进行合理处治，确保施工中的临时稳定和通车后的长期稳定。

本标段沿线主要为弱、中亚硫酸盐盐渍土，弱、中亚氯盐盐渍土，沿线盐渍土无盐膨性，但对钢筋混凝土结构物存在腐蚀性，腐蚀程度为微-中。为确保工程的安全可靠，路基填筑前应进行水文情况的调查，对地下水位高的非盐渍土路段，及时向设计院反映，提出变更，争取按盐渍土路基处理方式进行处理。

3.1 治理措施

（1）路基处理应针对土基含盐性质、盐渍化程度、当地工程地质、水文地质、地形和筑路材料等条件，因地制宜地采用提高路基、路基换填、设隔断层、改善排水条件等有效措施，保证路床0～80cm 处于干燥或中湿类型的稳定状态，不受盐分、水分的影响。

（2）对地基盐膨率符合规定要求的盐渍土路段，清除盐渍土地基表层聚集的盐霜、盐壳、生长的耐盐碱植被并进行换填处理，然后设置复合土工布隔断层。

（3）考虑地基盐渍化程度及植被情况等因素，采用不同的清除表层厚度；植被稀少的段落，清除厚度为0.3m，芦苇根、红柳根较深的段落，清除表层换填厚度为0.4m。①盐渍土路基：弱盐渍土路段采用清表处理。中-强盐渍土路段，采用风积沙填筑，路基高度大于1.48m。②采用清表处理：路基高度小于1.48m，在路基内部设置两布一膜复合土工膜隔断层时，隔断层设置在上路床底面，隔断层的设置层位低于地表或地表长期积水位0.2m 时，路基坡脚需开挖加深边沟。③弱盐渍土路段采用清表处理。中-强盐渍土路段采用风积沙填筑，路基高度大于1.48m 采用清表处理；路基高度小于1.48m，在路基内部设置两布一膜复合土工膜隔断层时，隔断层设置在上路床底面，隔断层的设置层位低于地表或地表长期积水位0.2m 时，路基坡脚需开挖加深边沟。地表水丰富、水文地质条件较差的路段，路基两侧设置护坡道。