盐渍土地区路基

盐渍土相关名词

盐渍土是在深 1米的地表土层内，易溶盐含量大于0.3%的土地。盐渍土对路基稳定性的影响同环境条件有关。氯盐渍土易遭溶蚀而产生湿陷、坍塌等病害，但在干燥条件下，氯盐却可起粘固作用。

盐渍土的分类

(1)盐土。盐土是指以含有氯盐及硫酸盐为主的盐渍土。往往是地下水位很高时，水中的盐分由于毛细管作用，经过蒸发而聚集在土的表层。在草原和荒漠中的洼地，由于带有盐分的水流入，经过蒸发而形成盐土。

(2)碱土。碱土是由盐土因地下水位降低而形成或由地表水的渗入多于土中水的蒸发时形成。

(3)胶碱土(龟裂粘土)。胶碱土生成于荒漠或半荒漠的地形低洼处，大部分是粘性土或粉性土，表面平坦，不长植物，干燥时非常坚硬，干裂成多角形，潮湿时立即膨胀，裂缝挤紧，成为不透水层，非常泥泞。

成因机理

由盐渍土溶蚀引起的路基破坏

由溶蚀引起的路基破坏主要包括由于盐渍土浸水后土中盐分溶解、流失等导致地基出现的湿陷、洞穴等情况而引起路基出现沉降，甚至坍陷等的破坏现象。

这类破坏现象的出现主要与盐渍土地基含水量的变化有关，即地基所处区域水环境的改变。当地基处于干燥状态时，盐渍土中的各类盐以固体、晶体或二者混合物的形式存在，其强度满足地基承载力的要求，路基处于稳定状态。当由于地下水位升高或毛细现象使得盐渍土地基含水量增大时，地基当中的可溶盐分将溶解在水中，并随着水分的移动而流失，使得地基土的组成颗粒减少，各土粒间的间距增大，从而导致其颗粒间的聚合力减小，进而使地基的抗剪强度降低，最终导致其上的路基发生变形失稳，出现沉降等现象，严重者造成路基坍陷。

由盐渍土的松胀性和膨胀性引起的路基破坏

由盐渍土的松胀性和膨胀性引起的路基破坏主要包括路基的不均匀沉降、路肩及边坡土体变松等路基失稳现象。

这类破坏大多发生在以硫酸盐为主的盐渍土地区。该类破坏的发生主要与地基土温度的变化密切相关。硫酸盐的溶解度对温度的变化十分敏感，随着地基温度的降低，液态的盐溶液达到过饱和状态，盐分以结晶体的形式从溶液中析出，单位体积比温度降低前有所增大，出现盐胀现象；当温度回升时，溶液的溶解度增大，硫酸盐结晶体又溶解于溶液中，使得盐渍土体积缩小。温度场的循环使得地基土不断地处在膨胀—收缩—膨胀的循环变化过程中，使得土体由于结构破坏而变得松散，造成土体孔隙率的增大、抗剪强度的减小及承载力的下降，引起上部路基的不均匀沉降，导致路面出现鼓胀、裂缝等破坏现象。同时，当地基土含水量较小时，土体中所含的固体硫酸盐在低温时吸水结晶，体积增大；当温度升高时，脱水变成粉末状固体，使其体积缩小。通过不断的循环，使土体出现变松的现象，这一现象往往影响路基稳定。

对于碳酸盐而言，其对土体膨胀性的影响往往更加复杂。当碳酸盐渍土处在潮湿状况下时，薄膜水和钠离子所引起的交换作用很强烈，若盐渍土中含有大量的吸附性阳离子，在遇水时由于胶体颗粒和吸附性阴离子相互作用，在胶体颗粒和黏土颗粒周围形成结合水薄膜，进而减少了各颗粒间的粘着力，使其互相分离，引起土体膨胀，导致路基的不均匀变形。

道路盐胀病害的发展是低温盐胀的累积过程。相关研究表明：从每年的秋季开始，随气温的逐步降低，路基土中的硫酸盐逐渐结晶而析出，导致土体的体积增大，其体积在垂直方向的增量就是盐胀量。随着地温降到一年的最低点，盐胀量达到峰值，路基的变形进入最严重阶段。随着气温的回升，盐的溶解度逐渐增大，土体的体积减小，盐胀程度随之降低，但路基的变形恢复过程是不可逆的。因此，虽然随着温度的升高，土体的盐胀程度有所降低或完全回落，但变形对路基的破坏却不能恢复，随着时间的增长，路基病害也在逐年加剧。

由盐渍土做路基填料引起的路基破坏

这类破坏主要包括由盐渍土路基填料引起的冻胀而造成的路基翻浆和由雨水冲刷而引起的边坡失稳而导致的路基破坏。

路基由于翻浆而发生的破坏主要与盐渍土的含盐量和冰点有关。对氯盐渍土而言，当含盐量在一定范围内时，由于冰点降低、水分聚流时间加长，则对冻胀有加剧作用。但含盐量更多时，由于冰点降低多，路基将不冻结或减少冻结，从而不产生冻胀或只产生轻微冻胀。硫酸盐渍土对冻胀具有和氯盐渍土类似的作用，但冰点降低不如氯盐渍土多，影响不如氯盐渍土显著。碳酸盐渍土由于透水性差，对冻胀具有一定的减轻作用。

氯盐渍土，当含盐量在一定范围内时，不仅可加重冻胀，也可加重翻浆，这是因为氯盐渍土不仅聚冰多，而且液、塑限低，蒸发缓慢。当含盐量更多时，也因不冻结或减少冻结而不翻浆或减轻翻浆；硫酸盐渍土，在降低冰点方面，其作用和氯盐渍土类似，也可加重翻浆，但不如氯盐渍土显著；春融时，结晶硫酸钠脱水也可起到加重翻浆的作用。

另一方面，由雨水冲刷引起的边坡失稳而导致的路基破坏主要由盐渍土路基（主要是边坡）盐分的溶蚀和退盐作用造成。盐渍土路基受雨水冲刷，边坡表层盐分被溶解冲走，溶盐流失后边坡表层土体变松，使得其他细颗粒更加容易被冲走，在路基边坡和路肩上会出现许多细小冲沟，加剧了坡面侵蚀的发生，情况严重者将导致边坡失稳。同时，随着边坡侵蚀的进一步发生，降水的入渗量和入渗深度也进一步增加，松胀和膨胀作用将破坏土的结构，对盐渍土路基的稳定性非常不利，会导致路基湿陷、塌陷等病害的发生。

由毛细水携盐上升对路基造成的破坏和影响

盐渍土的盐分溶解度随温度升高而增大，甚至可以使固相盐变为液相盐。盐渍土地区的土中含水溶解盐，经蒸腾作用提升水分由地表挥发，盐分却存留下来，随时间推移越聚越多。当温度下降，空气相对湿度增加，盐吸水分子尤其是硫酸钠吸水分子膨胀，从而导致路面结构破坏。除毛细水携盐上升外，还有一种水携盐上升（被称为气态水），但它携带盐上升的速度缓慢，是看不见摸不着的，最终盐要聚集到路基上层，渗入并破坏路面，影响公路交通。盐渍土路基毛细作用诱发路基灾害示意见图1。

处治方法

设置隔离层法

在路基内设置隔离层，防止水分进入路基上部。如果只是隔断毛细水，可用粗粒渗水材料修筑；如果同时要求隔断毛细水和汽态水，则可用沥青、土工布等不透水材料修筑。隔离层的埋置深度，对高等级公路要满足减少盐胀、冻胀的要求，同时考虑经济性和耐久性，一般以不小于1.0～ 1.5 m为宜。隔断层是处治路基盐胀最有效、最简便的措施，应优先考虑采用。

提高路基法

提高路基高度以减少进入路基上部的水分和盐分，施工简便，亦是最常用的措施。但要注意的是，如果提高高度不足，则效果不佳，若提高太多，也存在纵面随之调整问题。当冻深大于1 m，粉质亚粘土硫酸盐渍土路基要高出地下水位6～ 7 m才能有效防治盐胀。因此，如果使路基产生盐胀的水分中汽态水占有较大比重，则不宜单纯采用此法。

降低地下水位法

降低地下水位，以减少进入路基上部的水分和盐分。与上法类似，地下水位需降到一定的深度才有较好效果。如果产生盐胀的水分中汽态水占有较大比重，亦不宜单纯采用此法。

化学处理盐渍土法

对路基上层的硫酸盐渍土进行化学处理，使土中的易溶盐成分和性质发生变化，从而不再产生盐胀或减轻盐胀。所用的掺加剂，效果明显的有：、等。为使化学处理的盐渍土不受下层水分和盐分的影响，路基底部应设置隔离层。

选线原则

(1)对于有可能对能遭受洪水冲淹的低洼地区，以及经常处于潮湿或积水的强盐渍土、过盐渍土或盐沼地带;对于大范围的硫酸盐渍土地带，路线应尽可能绕避。不能绕避时，应考虑以最短的距离通过。

(2)在一般盐渍土地区或小面积岛状零星分布的盐溃土地带，路线应尽可能地选择在地势较高、含盐量较小、地下水位较低、地表水排除不困难、通过距离最短、距渗水性土产地最近的地方通过。

(3)在一般情况下，盐渍土地区路基宜采用有适当高度的路堤，而不宜采用路堑形式。

设计原则规定

盐渍土填料的容许含盐量与压实度

(1)氯盐渍土及亚氯盐渍土的容许含盐量。氯盐渍土容许含盐量的确定，是考虑夯实时应达到要求的压实度和固体盐分能完全溶解，即土顺粒间的空隙中不夹有盐分结晶速一基本概念出发的。氯盐渍土的最大容许含盐量采用轻型击实标准时为5%～ 8%，采用重型击实标准时为3%～ 6%。但在过干地区，因为盐分在此地区只发生部分溶解，所以该地区氯盐溃土的合盐量可以容许超对上述限制，在一定条件下，甚至可以直接用纯盐来筑路。亚氯盐渍土与氯盐渍土性质相似，故对其中的氯化物盐类的容许含盐量可阻采用与氯盐渍土相同的标准，但对其中的硫酸盐的含量则应限制在不超过2%为宜。

(2)硫酸盐渍土及亚硫酸盐渍土的容许含盐量。硫酸盐在土体中由于盐分状态的转变产生的盐胀作用比较严重，因此这两种盐渍土的硫酸盐含量应不超过1%～ 2%，一般公路不超过2%，高等级公路不超过1%。

(3)碳酸盐渍土的容许含盐量。碳酸盐渍土对路基土体密度的有害影响，主要是浸水后发生的膨胀作用，故在一般情况下，其含盐量不宜超过0.5%。

(4)盐溃土作为路基填料的分类。如上所述，盐演土作为路基填料的可能性，首先与所含易溶盐的性质和数量有关，其次与所在自然区域的气候、水文和水文地质条件有关，此外也与土质和遭路技术等级有关。

(5)盐渍土填料的压实度。加大夯实功能，可以提高盐演土路基的压实度。一般盐溃土路基的压实度应尽可能提高一些，以防止盐分的转移和保证路基的稳定。

隔断层

为防止路基冻胀、翻浆、盐胀及再盐渍化，如提高路堤或降低地下水位的措施不经济或不可能时，可以在路堤下部设置毛细水隔断层。隔断层一般可以用粗粒的渗水材料修筑，也可以用沥青、土工布等不透水材料修筑。如用粗粒的渗水材料修筑时，其厚度视所用填筑材料的颗粒大小而定。即相当于毛细管水在该土层的上升高度加一安全高度，材料颗粒越粗者厚度可越小，安全高度一般可采用0.15m，而在潮湿地区可采用0.3m。为防止粗粒材料隔断层失效，应在隔断层的顶面及底面各铺一层反滤层。隔断层应尽量设置在路基的中部或底部，在硫酸渍盐土及亚硫酸盐渍土地段，为防止盐胀，更应当放低一些。当隔断层设置在路基底部时，考虑下沉和淤塞所造成的影响，其厚度要适当大一些。

路基排水

盐渍土地区路基应该能保持排水畅通，不致因积水使土质发生不利的变化。在地面水的排除有保证及地下水位不高的情况下，弱盐渍土、中盐渍土的路基宽度、路拱形状及边坡陡度可以按一般路基进行设计。为保证路基稳定，应防止路基附近积水。当两侧有取土坑时，可以利用取土坑进行横向和纵向排水。当两侧无取土坑时，宜设置纵向排水沟进行排水。取土坑与路基边坡坡脚之间设置不小于2m的天然护坡遭。取土坑的坑底离最高地下水位不应小于0.15～ 0.20m。纵向排水沟应有0.2%以上的纵坡，取土坑坑底向路堤外应有2%～ 3%的横坡。当根据地形设置必要的横向排水沟时，两排水沟之间的距离不宜大于0.3～ 0.5km。地下水位高，地形有利时，可于路基旁侧设置降低地下水位的排水沟，并将水引至路范围以外。一般情况下，地面排水系统可蹦与降低地下水位的排水系统台并设置。但如地表径流大，则宜分开设置，以免抬高地下水位或冲毁降低地下水的排水沟，影响路基稳定。

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