盐渍土的工程性质及其施工技术

第４２卷第６期　交通标准化　ＶｏＩ．４２　Ｎｏ．６　２０１４年３月　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ　Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ　Ｍａｒ．２０１４　盐渍土的工程性质及其施工技术　冯承刚　（承德市京承高速公路建管处，河北承德０６７０００）　摘要：结合盐渍土的形成及工程性质，分析盐渍土地区道路路基的病害特征，研究表明，盐渍土的特殊工程性　质易造成路基溶陷、翻浆和次生盐溃土等病害，并从路基填料、含水量控制、路基压实和排水等方面提出盐渍　土地区道路路基的施工技术及施工注意事项。　关键词：盐渍土；病害；工程性质；施工技术　中图分类号：Ｕ４１６．１６６　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００２—４７８６（２０１４）０６—００２４—０３　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　Ｓ　ａｌｉｎｅ　Ｓｏｉｌ　ａｎｄ　Ｉｔｓ　Ｃ　ｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ＦＥＮＧ　Ｃｈｅｎｇ——ｇａｎｇ　（Ｊｉｎｇ—Ｃｈｅｎｇ　Ｅｘｐｒｅｓｓｗａｙ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ＆Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｏｆｉｃｅｆ　ｏｆ　Ｃｈｅｎｇｄｅ，Ｃｈｅｎｇｄｅ　０６７０００，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｓａｌｉｎｅ　ｓｏｉｌ，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ａｎａｌｙｚｅｓ　ｓｕｂｇｒａｄｅ　ｄｉｓｅａｓｅｓ　ｉｎ　ｓａｌｉｎｅ　ｓｏｉｌ　ａｒｅａ，ｗｈｉｃｈ　ｓｈｏｗｓ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｓｐｅｃｉａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｓａｌｉｎｅ　ｓｏｉｌ　ｃａｎ　ｅａｓｉｌｙ　ｌｅａｄ　ｔｏ　ｓｕｂｇｒａｄｅ　ｍｅｌｔ　ｓｉｎｋｉｎｇ，ｆｒｏｓｔ　ｂｏｉｌｉｎｇ　ａｎｄ　ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　ｓａｌｉｎｅ　ｓｏｉｌ．Ｔｈｅｎ　ｉｔ　ｐｒｏｐｏｓｅｓ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ　ａｎｄ　ｍａｔｔｅｒｓ　ｎｅｅｄｉｎｇ　ａｔｔｅｎｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｒｏａｄ　ｓｕｂｇｒａｄｅ　ｉｎ　ｓａｌｉｎｅ　ｓｏｉｌ　ａｒｅａ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ａｓｐｅｃｔｓ　ｓｕｃｈ　ａｓ　ｓｕｂｇｒａｄｅ　ｉｆｌｉｎｇ，ｗａｔｅｒ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｃｏｎｔｒｏｌ，ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｄｒａｉｎａｇｅ　ｏｆ　ｓｕｂｇｒａｄｅ，ａｎｄ　ＳＯ　ｏｎ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｓａｌｉｎｅ　ｓｏｉｌ；ｄｉｓｅａｓｅ；ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｐｒｏｐｅｒｔｙ；ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　０引言　土体体积发生剧烈变化，对盐渍土地区道路危　盐渍土是含有一定盐分的土，相对于地表土中　所富含的盐分和矿物，盐渍土中所含的盐分和矿物　超过标准或者是含有某种或者某几种特殊的盐分。　对盐渍土的定义表述为：岩石在风化过程中会有少　量的易溶盐类（常见的有氯盐、硫酸盐和碳酸盐）　分离出来，这些易溶盐类在水的作用下渗入地下溶　害严重。硫酸盐的温度敏感性较强，在温度的　影响下很容易发生结晶和脱水现象，结晶时体　积增大而脱水时体积缩小。这就导致含有硫酸　盐的土体，在Ｅｔ温差较大的干旱地区，因硫酸　盐体积的时缩时胀，土体结构疏松，冬季温度　下降幅度较大时，产生大量的结晶而导致土体　剧烈膨胀。　于地下水，地下水会因为毛细作用而逐渐上升，当　其升高至地表或接近地表时，水中的盐分会由于蒸　发作用而分离出来聚集于地表，形成易溶盐的含量　土中硫酸盐含量在２％以内时，一般认为结晶　盐的膨胀性对土的危害性较小，当高于２％这个含　大于０．５％的土，称为盐渍土。　１盐渍土的工程性质　量时，其膨胀量迅速增加，所带来的危害也迅速　增大。碳酸盐吸附阳离子在水的参与下与胶体颗　粒发生作用，使胶体颗粒和粘土颗粒周围形成结　合水薄膜，导致土颗粒间的内聚力减小和土体　膨胀。　１．１盐胀性　易溶盐的膨胀性会导致含易溶盐的盐渍土　收稿日期：２０１３—１０—２９　第４２卷第６期　冯承刚：盐渍土的工程性质及其施工技术　１．２盐渍土的力学性质　工程性质会随水、热等环境而发生变化。盐渍土　的含盐量较高，在水分和温度的影响下，土中所　含的盐类会发生不同程度的相态和数量的变化，　而使盐渍土表现出不稳定的工程特性。盐渍土的　在土中含水量一定且较高的条件下，随着土　粒中盐分含量的增加，土粒间距增大、内聚力减　小、内摩擦角减小、强度降低，所以在含水量较　高的情况下，含盐量越高，土体强度越低，含盐　量增加到一定程度时，盐分在土中起胶结作用；　这种特殊的工程性质在高含盐量地区特别是在高　地下水位地区会严重影响路基的稳定性和耐　久性。　随着含水量的降低，盐分会结晶并充填于土空隙　中发挥骨架作用。由此可知，盐渍土的强度与其　２．１路基溶陷　含水量有密切的关系，含水量低、含盐量高则强　度较高，反之则较低。　１．３湿陷性和水稳性　盐渍土在水的作用下不仅会发生膨胀，由于　易溶盐类极易溶于水，地基还会因此而发生下　陷。当盐渍土与黄土有类似结构，即粉粒含量＞　４５％，孔隙度＞４５％时，会有一定的湿陷性。对盐　渍土的湿陷性一般采取控制土中Ｓ０：一的含量和加　大土体密度的措施来预防。　１．４压实性　土的最佳密度会随着土中含盐量的增加而逐　渐较小，并且在含盐量超过一定限度时，土很难　达到最佳密度，从而导致土体很难达到规定的压　实度，这种情况很容易产生不均匀沉降。在特殊　情况下，含盐量高的土必须用作路基填料时，一　般采取加大夯实能量的方法来降低因压实而造成　的沉降不均匀。　１．５盐渍土中的毛细水作用　盐渍土中的有害毛细水作用会引起地基土浸　湿软化和次生盐渍化，使土强度降低，最终导致　盐胀、冻胀等路基病害的发生。土的粒度成分对　毛细水上升高度的影响最为显著，一般表现为，　颗粒愈细毛细水上升高度愈高。除此之外土中盐　的含量和类型对毛细水上升高度也会产生一定的　影响，主要表现为：毛细水上升高度会随着水表　面张力的增大而增大，而水中的含盐量会提高水　的表面张力；土中含有的盐分溶于毛细水形成相　对密度增大的溶液，此时土颗粒表面的分子膜厚　度会增大，毛细水的上升会受到更大的阻力，其　上升值就会减小。　２盐渍土路基病害特征　盐渍土是一种特殊的土，环境敏感性强，其　随着路基土中含水量的增加以及温度的升　高，水对土中可溶性盐的溶解和搬移作用增强，　在这种情况下路基容易产生变形。路基产生盐溶　蚀的过程中，盐渍土中盐分溶解并被水分带走，　导致路基强度急剧降低，在外荷载或自重作用　下，发生沉陷变形。　２．２路基翻浆　含盐量较高的土体对水非常敏感。含水量　低，路基处于干燥状态时，盐类物质结晶，路基　有较高的强度，随着含水量的增加，易溶盐类极　易溶于水，土在液态后强度迅速降低，压缩性随　着增大。含盐量越高这种特性越明显，即在含盐　量很高的状态下，土在很小的含水量时就可以达　到液性状态，抗剪强度降低到接近零。　２－３路基的次生盐渍化　产生路基次生盐渍化主要有以下三种情况：　路基的修建阻塞地下水补给和排泄通道而抬升地　下水位，使路基产生次生盐渍化；新修路堤土体　中毛细水上升，发生蒸腾、积盐，造成路堤土体　的次生盐渍化；随着全球气候的变暖，海平面的　上升，海水的倒灌，也会使路堤土产生次生盐渍　化，继而导致路基病害。　３盐渍土地区道路施工技术及注意事项　盐渍土地区路基的破坏程度受路基含盐性　质、盐渍化程度、当地工程地质、水文地质、筑　路材料以及路堤高度等诸多因素制约。因此，应　根据路段工程地质勘察资料、地基土的含盐性　质、盐渍化程度等，进行综合分析，选择合理的　盐渍土路基施工技术，最大限度地保证盐渍土地　区路基的稳定性。　３．Ｉ路堤填料　盐渍土地区道路对路堤填料有很高的要求，　２６　交通标准化　２０１４年３月　首先含盐量不能超过规定值，其次不能含有盐块　３．４路基压实　和其他杂物。填料容许的含盐量如表１所示。在施　工前应对填料的含盐量以及均匀性做严格的测　盐渍土路堤填筑与一般路堤填筑的方式相　同，应该采取分层铺筑、分层压实的方式。对松　铺厚度的要求有所差异，盐渍土路堤每层松铺厚　度＜￣２００ｍｍ，砂类土松铺厚度＜￣３００ｍｍ。施工时应　试，不符合规定的不能使用，试验取样要求：路　床以下每１　０００ｍ　填料、路床部分每５００ｍ　填料应　至少做一组测试，每组取３个土样，取土不足上述　数量时，亦应做一组试件。在当地没有适用的填　料，需要采用含盐量超标的土作填料时，应根据　该选择晴天，严格控制碾压时的含水量，不得超　过最佳含水量的ｌ％。碾压时应先轻后重，先慢后　快，先两侧后中间。　当地气候、水文地质等条件，通过试验确定填筑　措施。用石膏土作填料时，首先要破坏其蜂窝状　结构，施工过程中要控制压实度。　表１盐渍土地区路基填料容许含盐量　鐾许　含盐量＼　渍’　氯盐渍土及亚氯　硫酸盐渍土及亚硫酸　碳酸盐　盐渍土　盐渍土　渍土　路基等级＿＼　次高级路面　≤８　≤２　≤０．５　高级路面　≤５　≤１　≤０．５　３．２季节对盐渍土的影响　盐渍土路基施工时应注意施工过程的稳定性　和方便性，充分考虑季节对盐渍土施工过程的影　响，尽可能安排在枯水季节施工。不同类型的盐　渍土根据其工程性质，施工季节也有所区别：黏　质土的盐渍土适宜夏季施工；砂类土的盐渍土适　宜春末夏初施工；强盐渍土地区适宜春季施工，　春季表层土含盐量降低；胶碱土地区适宜潮湿的　春季或秋季施工。　３．３含水量的控制　在盐渍土地区道路施工前期对含水量要有严　格的检测，主要检测内容有：基底（包括护坡　道）表土的含盐量和含水量及地下水位。根据检　测结果，按照设计规范采取具体的处置措施。当　原基底土的含水量超过液限的土层厚度在ｌｍ以内　时，必须全部换填渗水性好的土；含水量在液限　和塑限之间时，应铺１００—３００ｒａｍ的渗水性土后再　填黏性土；含水量在塑限以下时，可直接填筑黏　性士。　３．５排水　施工过程及时设置排水设施并且保证排水系　统合理完善，保证路基及其附近不出现积水现　象；路基附近有取土坑时，要保证取土坑底部与　地下水位有一定的安全距离，一般不应小于１５０～　２００ｒａｍ，底部还应向路堤外设置有２％～３％排水横　坡和不小于０．２％的纵坡，在排水困难地段或取土　坑有被水淹没可能的情况下，取土坑外设置纵向　护堤。盐渍土地区排水设施不宜采用渗沟，地下　排水管与地面排水沟渠必须采取防渗措施。　４结语　随着公路网的不断优化，盐渍土地区公路里　程在逐渐增加，保证盐渍土地区公路的安全稳定　越来越受到社会各界的广泛关注。针对盐渍土的　工程性质以及其所产生的危害采取切实可行的施　工措施是非常有必要的，相关施工技术措施还需　要在公路建设工程中不断优化。　参考文献：　［１】ＪＴＧ　Ｆ１０－－－２００６，公路路基施工技术规范［ｓ】．　［２】青海省收费公路管理处．盐渍土筑路技术基础知识［Ｍ】．　西宁：青海人民出版社，２００８．　［３］薛明，姚洪林．盐渍土地区公路养护与环境技术【Ｍ］．北　京：人民交通出版社，２００６．　ｆ４１新疆自治区公路学会．盐渍土地区公路设计与施工指南　【Ｍ］．北京：人民交通出版社，２００６．　［５】李凌云，熊海珍．荒漠过干区盐渍土路基工程施工技术　［Ｊ］．科技信息，２００６，（１Ｏ）：３２—３４．