魏晋攀
摘 要：盐渍土对公路工程具有很大的危害性，严重影响了公路的正常运营，造成了巨大的经济损失。文章结合瓜墩高速公路盐渍土野外勘察和室内试验，对该地区盐渍土的分布及特点进行深入研究，并提出了相应的处治措施。
关键词：瓜墩高速公路；盐渍土；隔断层
1 概述
S314线瓜州至敦煌公路位于甘肃省酒泉市瓜州县及敦煌市境内，作为柳格高速在甘肃省境内的重要组成路段，是连霍和京藏两条国家高速的联络线。研究区地处河西走廊西端，属于河西走廊-阿拉善漠境碱化、戈壁氯盐-硫酸盐盐渍土片区边缘地带，故对盐渍土的处治是工程建设的关键因素。
2 盐渍土的定义
《盐渍土地区建筑规定》中规定当地基土中易溶盐含量超过0.3%时，就应按盐渍土地基进行勘察、设计和施工；《公路工程地质勘查规范》（JTG C20-2011）定义“地表以下1m深度范围内的土层，当其易溶盐的平均含盐量大于0.3%，具有融陷、盐胀等特性时，应判定为盐渍土”，这一定义从定量定性两方面对盐渍土做了明确规定。
3 盐渍土的分类
我国现行规范中以盐渍土易溶盐含量为工程分类标准，以易溶盐性质对工程的危害性确定分类的界限指标。《公路工程勘察规范》中盐渍土按含盐性质可分为硫酸盐渍土、亚硫酸盐渍土、氯盐渍土、亚氯盐渍土、碳酸盐渍土；《公路路基设计规范》中按颗粒大小分为粗粒土和细粒土，分别按盐渍化程度及对公路工程危害程度分为过盐渍土、强盐渍土、中盐渍土、弱盐渍土，具体划分标准见表1、表2。
表1 按含盐性质分类
表2 盐渍土按盐渍化程度分类
注：离子含量以100g干土内的含盐总量计
4 盐渍土危害及分布特点
4.1 盐渍土对公路工程最直接的危害主要是浸水后的溶陷、盐胀和对路基基础及其它地下设施的腐蚀等病害
溶陷：土颗粒接触点的盐类被溶解带走或土颗粒自身被溶解带走引起的地基下陷称为盐渍土的溶陷。干燥状态下盐渍土具有强度高、压缩性小的特点，但遇水后可溶盐被溶解，土体在荷载或自重作用下下沉，使盐渍土产生溶陷。
盐胀：主要表现为硫酸类盐渍土因温度降低或失去水分后，溶于土孔隙中的盐分浓缩并析出结晶所产生的体积膨胀；温度上升致使硫酸盐脱水，体积变小，致土体疏松。盐分结晶膨胀使材料发生开裂、剥落、胀缩等物理劣化，它是盐渍土最主要的盐害。
腐蚀：盐类与孔隙介质材料发生化学反应，改变其原有的性质使材料发生化学劣化，主要针对公路构造物材料的腐蚀，文章只针对路基盐渍土处理，腐蚀性再不做评论。
4.2 研究区盐渍土分布特性及分析
拟建项目地处河西走廊内陆，气候干燥，降雨量小，蒸发量大，属典型中温带大陆性荒漠气候。由于地貌单元和地下水条件不同，形成了冲洪积和湖沼积盐渍土两种不同成因的盐渍土。（如图1）
图1 西北内陆盆地山前地貌分区
研究区地形地貌由地势较高的山前冲洪积扇戈壁荒漠地带逐步过渡到地势较低的冲积湖积平原，第四系地层由山前角砾逐渐颗粒变细。地下水位自盆地边缘至盆地中心，由深变浅。从地貌类型和地理区域来看，研究区盐渍土属内陆盐渍土。（如图2）
图2 项目区盐渍土表层分布现象
5 盐渍土取样及分析
5.1 化学分析
公路沿线均为第四系砂土覆盖，均属粗粒土。盐渍土勘探主要采用探井取样、直接观测与测试的方法，在开挖断面垂直方向观测盐渍土分布形态，并在地表向下0.05m、0.25m、0.5m、0.75m、1m、1.5m、2m、2.5m、3m处分层取样。依据《公路土工试验规程》中易溶盐测试方法，对504组土样进行易溶盐测试分析，统计分析结果如表3所示，从不同易溶盐测试分析成果表中可以看出，土体所含易溶盐阳离子以Na+和Ca2+为主，含少量Mg2+和K+，阴离子主要为SO42-和Cl-，易溶盐主要成分为Na2SO4、NaCl、CaSO4和CaCl2，土体含盐量最大值1.58%，平均值0.48%，盐分含量较高。
表3 盐渍土化学组成统计表
5.2 盐渍土随深度变化特征
探究河西地区盐渍土的垂向分布规律能够进一步认识盐渍土的工程地质特性，为公路工程建设和病害防治提供依据和建议。经统计分析表明研究区盐渍土盐分主要集中在近地表（0～1m）深度内，1m以下土层含盐量相对较少，上部为冲洪积和湖沼沉积形成的盐渍土，以（亚）硫酸盐盐渍土为主，局部地段为氯盐盐渍土，盐渍化程度以弱为主。（如图3）
图3 项目区盐渍土SO42-和Cl-离子含量随深度变化
6 盐渍土处治建议及措施
6.1 为防止路基的次生盐渍化，实际工程中常采取提高路基填土高度、设置隔断层等阻盐手段，以保证路基不受盐分、水分的影响
提高路基高度可以增长毛细水的迁移路径，减弱毛细水对路基的影响，但提高路堤在减少毛细水影响的同时会增加边坡临空面，增加边坡被雨水冲刷的面积，同时也增加了路堤的不稳定性，对地基的承载力和变形提出更高的要求，显着增加了工程造价。为防止地表积水，路基两侧必须设置完善的排水设施。设置隔断层是为隔断水分和盐分侵入路基上层或路面基层，从而避免路基或路面遭受破坏，隔断层设置层位应高出地面和地表长期积水位。
6.2 处治措施
通过以上几种阻盐措施的介绍可以看出，对路基内盐分迁移的阻止是一个系统工程，需要全面的从不同角度配合才可以发挥最大的效果。通过工程对比发现隔断层的设置是最有效的阻盐技术手段，并加以完善的排水设施，具体采取措施如下：
路基基底为盐渍土且路基填料采用弱盐渍土填筑路段，在路床底部铺设一层复合土工膜（两布一膜）隔断层；路基基底为盐渍土路段，且路基填料采用非盐渍土填筑路段，在填筑路基前，先清除表土，然后填筑路基，在路基底部高出原地面30cm处铺设一层复合土工膜（两布一膜）。（如图4、图5）
路线经过山前洪积扇或戈壁区时，为拦截流向路基坡脚的漫水，避免路基受到水石流的冲刷，在路基迎水侧根据实际地形情况设置拦水砂坝；路基两侧均设置排水沟，为了防止排水沟中的少量水下渗影响路基稳定，根据实际情况采取设置复合土工膜等防水措施。必要时修建横向排水沟，将水流引至附近天然排水系统，排出路基范围之外。由于研究区内降雨量不大，路肩采用散排方式排除路面积水，边坡设置急流槽等排水设施，边坡表面应进行有效的防护，以减少雨水的冲刷。
7 结束语
7.1 通过室内试验可知：自地表向下土体的含盐量逐渐减小，盐分主要集中在近地表（0～1m）深度内，1m以下土层含盐量相对较少；以（亚）硫酸盐盐渍土为主，局部地段为氯盐盐渍土，盐渍化程度以弱为主。
7.2 通过合理设置土工布隔断层，基本阻断了盐分和水分上升侵入路基上层或路面基层，从而避免路基或路面遭受破坏，效果良好；隔断层设置层位应高出地面和地表长期积水位。
7.3 路基两侧设置排水沟，必要时修建横向排水沟，将水流引至附近天然排水系统，排出路基范围之外；路基边坡设置急流槽等排水设施，表面应进行有效的防护，减少雨水的冲刷，以上防排水措施有效的防止了地表水对路基的渗入。
参考文献
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