新疆盐渍土公路路基病害处理方法研究

王 海

（新疆应用职业技术学院，新疆 奎屯 833200）

0 引言

盐渍土主要由气、水盐溶液、难溶结晶盐、易溶结晶盐、土颗粒等多种不同物质组成，与常规土之间也有着明显差异。在温度变化影响下，若水完全浸入盐渍土，那么土中的易溶结晶盐就会溶解为液体，且气体孔隙也会逐渐被填充，使得盐渍土从固、液、气三相体过渡转变为固、液二相体，并在转变过程中，出现土体结构破坏、土体变形等方面的问题。此外，若外在环境条件发生明显改变，盐渍土的两相体又会转变为三相体，使得土体体积发生明显变化。作为盐渍土公路，在这种相体转变中必然存在严重病害。本文就新疆盐渍土公路路基病害的处理方法进行论述。

1 新疆地区盐渍土公路路基病害

1.1 溶陷问题

盐渍主要分为钾盐、钠盐等多种不同的类型，其不仅有着较高的易溶盐含量，在干燥环境下，还能体现出良好的强度性能，但在含水量不断增加的情况下，盐分将会大规模溶解，并在土壤自重与行车荷载等多种因素的影响下，出现明显的土体溶陷现象，这种现象在氯盐盐渍土地区中，表现得更明显，如图1 所示。

图1 溶陷现象

对氯盐性质进行分析可以发现，其对温湿度有着较高的敏感度，并且在温度不断升高的情况下，还会出现持续性吸水溶解的情况，使得路基溶陷失稳。若某地区地下水含量偏高，则会在毛细水上升的影响下，使得盐分大量迁移到路基层，从而对公路路面的质量造成一定的影响。在后续运营阶段，在行车荷载等多种影响因素的作用下，使得道路出现严重的损害问题。

而硫酸盐在温度升高的情况下，则体现出较强的适应能力，其溶解度也会随之不断减小，避免了结晶水大面积溶解的情况发生，溶陷概率也会随之不断降低。对湿陷性问题进行处理时，同样需要重视土体易溶盐含量、毛细水迁移等方面的控制工作。

1.2 翻浆问题

在盐渍土地区中,极容易发生危害性较高的翻浆病害，若水和粉质土质量无法得到基本保障，那么含盐量与冰点，对盐渍土的影响较大，甚至引发严重的翻浆病害。

以新疆地区中的氯盐渍土为例，若氯盐含量过低，土壤冰点就会呈现出明显下降的趋势，从而延长水分聚流持续时间，使土壤冻胀的发生几率不断增加，且这种翻浆病害集中体现在春融温度升高时。若氯盐含量较高，受土壤冰点降低的影响较弱。

硫酸盐渍土的特点在于，土壤冰点受盐分影响较小，很少出现冰点大范围变动的情况，但在高强密水性能的影响下，路基就会出现冻胀翻浆的情况。因此，在硫酸盐渍土翻浆病害防治过程中，应控制含盐量和土基水分传递，使得盐含量得以有效控制的同时，避免土体水分流动[1]。

1.3 盐胀问题

硫酸盐渍会引起盐胀和松胀等情况，若土壤中的硫酸盐含量超过2%，其膨胀量就会不断增长，使得路基膨胀到一定的高度，影响行车安全。但将环境恢复到干燥状态,可以看到明显的结晶水析出现象，使得土体体积下降，并保持良好的松胀特性。

新疆地区盐渍土的膨胀量主要受温度的影响，在夏季高温时节，盐分溶解度不断增加，使得盐析出的结晶相对较小；而秋冬季节，温度递减，盐分溶解度明显下降，并在吸水结晶过程中出现体积膨胀的情况。

新疆地区昼夜温差大，夜间温度下降，使得盐溶解度不断减小，导致过饱和溶液中的盐分不断析出而结晶，使得夜间的土壤状态相比于日间，产生明显的膨胀变化。日间温度回升后，其溶解度将会不断升高，而硫酸盐晶体在快速溶解的同时,还会出现土壤体积不断减小的情况。当硫酸盐反复结晶或溶解时，土体就会生成相应的空隙结构，从而导致土体出现失稳。

1.4 盐分迁移问题

盐分迁移,主要与土体水分的毛细作用和盐分溶解度变化有关。昼夜温差变化，导致盐分晶体体积长期反复变化，土体空隙也会随之增大，使得土体结构出现松软的情况，进而破坏路基土的完整性。若盐分主要聚集于边坡表面，那么降雨环境下的表层盐分就会受到冲刷作用的影响，从疏松土体流动渗透到深层路基，对整个边坡结构的稳定性造成不同程度的影响。

2 新疆地区盐渍土公路路基病害的处理

2.1 提升路基高度

整体提高路基建造高度，有助于大面积减少其中的水分和盐分，使得路床上部不受盐渍作用的影响，避免盐胀现象的发生。若水分排出情况不理想，或者路基处于相对潮湿的地段，可以通过提高路基高度的方式来解决以上问题，如图2 所示。

图2 提升路基高度

由于某些盐渍土区域充斥着较多的地下水，因此需要提高路基高度，并将最低限度设为地下水的最高位置、毛细水上涨位置以及临界冻结位置，从源头上规避盐渍化问题。但需要注意的是，在实际使用过程中,必须优先清理上部植物、杂土等，并严格按照相关标准做好分层填埋工作，保证填埋物质为非盐渍土，且有着良好的透水性能。

此外，提高路基高度处理方法,适用于弱中且性质为非硫酸根盐渍土的公路，以及水分排出效果不佳或水分超标的地段[3]。

2.2 换填法

换填法主要适用于溶陷性强、路基盐分含量超出特定标准、路床水分含量过高，但压实度却未达到既定标准、路基高度受限于低填浅挖的公路，并且这种方法可以有效降低溶陷性，如图3 所示。

图3 盐渍土路基换填

换填法可以清除基础下部一定范围的盐渍土。若盐渍土深度相对较浅，可以在挖出盐渍土后，铺设其他性质的土或风积砂等，并做好填埋压实处理，应根据地质勘测资料与填充物试验结果，确定填埋厚度。值得注意的是，挖出的盐渍土，要避免放在路基两边的坡脚处，并将其运输到距离线路30m 之外的位置，避免再次发生盐渍化的情况。

2.3 浸水预溶法

浸水预溶法是对路基提前进行浸水处理。由于易溶盐遇水溶解后，就会渗透到较深的土层中，使得原有土颗粒之间的架构遭到破坏，并受到土体重量的影响被压实。若盐渍土的主要成分为砾石、砂以及渗漏性能优良的非饱和黏性土，其土体架构就会缺乏紧密性，使得缝隙架构变大、变多，一旦遇水，胶结土颗粒中的盐分就会溶解，而土体中，小于孔隙的土颗粒就会下渗，由此导致土层塌陷。若盐渍土的主要成分为砂土，那么砂颗粒半径将会在自然状态下达到50μm 以上，但这些砂颗粒大多由较小的颗粒组成，而由盐胶结构组成的集粒浸水后，会使盐分溶于水，导致盐胶结构组成的集粒重新变成直径较小的土粒，甚至填满孔隙，出现土体塌陷的情况。这种浸水预溶法,使路基土盐胶架构发生明显变化，并在一定程度上降低路基盐分含量，从根本上预防盐渍土塌陷等病害问题的发生。

经试验研究表明，浸水预溶法可以将溶陷量消除60%～70%左右，同时改变地基塌陷级别，且经济投入少、处理便捷。这种方法主要适用于厚度大、渗漏性能良好的粉土、砂砾石土、黏性盐渍土，而不适用于渗漏性能差的黏性土，这种方法对水的需求量相对较高，因此应选择取水方便的场地[4]。

2.4 强夯法

喀什地区大面积存在土体结构松散、孔隙大及架空结构特点的非饱和盐渍土，由于这类土具有空隙大、密度小、压缩性高、抗剪强度小的特点，为消除其盐胀、溶陷病害及液化，针对这类非饱和盐渍土地基，采用强夯加固方法，是最为经济有效的。强夯法具有施工操作简便、效果显著、施工周期短、成本低廉、土层适用性强的优势，将其与浸水预溶法混合使用，可以有效提升水渗透后的强夯效果。

这种方法主要适用于结晶盐含量少、非饱和低塑性盐渍土，在改善地基土体架构的同时，可以避免塌陷程度加剧。强夯法可以整体提高路基土的干密度、调节孔隙比例、达到压实标准，保障路基土的完整性与均匀性，使得差异溶陷量或剩余溶陷量保持在原有位置。以X745 线新源—巩乃斯公路改建后的二级工程为例，该项目位于阿吾拉勒山脚下，左靠巩乃斯河，地质构造极容易受到喜马拉雅山脉运动的影响，出现强烈的沉降反应。该公路工程沿线降雨充沛，地表水主要为积雪融水，整体处于大陆性气候的温和干燥区。经过盐渍化的低液限黏性土、粉土填筑构成的路基，通过强夯法处理，可以有效提高路基土的强度和均匀性，使得改建道路达到标准。

3 结束语

新疆盐渍土分布广泛，其对公路路基的危害性较大。因此，必须做好新疆地区盐渍土公路路基病害的防治处理工作。按照既定的公路等级，明确路基要求、工程特性以及盐渍土含盐类别和含盐量对公路造成的影响，结合现场施工条件、施工工期、筑路材料来源等因素，科学选择公路路基处理方法及盐渍土病害的处理技术，在新疆地区盐渍土公路路基病害处理实践中，取得了良好的技术效果和较佳的经济效益。