新疆庫(kù)阿高速公路鹽漬土路基危害與處理方法摘要:新疆高速公路庫(kù)阿段是連接南疆各主要城市的通道,此段公路鹽漬土路基病害較為嚴(yán)重。根據(jù)新疆高速公路庫(kù)阿段鹽漬土路基病害的實(shí)際資料,分析了南疆地區(qū)鹽漬土的工程特性;探討了影響鹽漬土路基病害產(chǎn)生的因素,主要是氣候條件、地形地貌、地層巖性、水文地質(zhì)、植被和人為因素;最后結(jié)合新疆高速公路庫(kù)阿段工程實(shí)際,分析研究了具體的工程治理措施。關(guān)鍵詞:鹽漬土;路基病害;治理措施;高速公路1引言新疆庫(kù)車－阿克蘇段高等級(jí)公路，位于新疆維吾爾自治區(qū)南疆的阿克蘇地區(qū)境內(nèi)。起點(diǎn)與已經(jīng)開(kāi)工的G314線庫(kù)爾勒－庫(kù)車段高速公路相接，終點(diǎn)為阿克蘇市建化廠，沿線經(jīng)庫(kù)車、新和、溫宿、阿克蘇市。路線全長(zhǎng)258.645千米。該公路自建成后,鹽漬土病害的作用較為明顯,嚴(yán)重影響了行車安全。所以查明庫(kù)阿高速公路段鹽漬土路基病害,研究工程治理措施,對(duì)保證公路正常運(yùn)營(yíng)和南疆地區(qū)經(jīng)濟(jì)順利發(fā)展有著非常重要的意義。2新疆高速公路庫(kù)阿段鹽漬土路基病害新疆高速公路庫(kù)阿段內(nèi)鹽漬土路基病害較為明顯,鹽漬土病害嚴(yán)重地段,路基下沉、道路變形,嚴(yán)重影響了行車安全。2．1硫酸鹽漬土的松脹和膨脹性影響路基穩(wěn)定硫酸鹽的溶解度隨溫度而變化,溫度降低時(shí),鹽溶解達(dá)到飽和狀態(tài),鹽分即從溶液中結(jié)晶析出,體積增大。溫度升高時(shí)結(jié)晶又溶解于溶液中,體積縮小。在含水量較小的土體中所含的固體硫酸鹽在低溫時(shí)吸水結(jié)晶,體積增大,溫度升高時(shí)又脫水變成粉末狀固體,體積縮小。從而使主體結(jié)構(gòu)破壞、變松的現(xiàn)象,即為硫酸鹽漬土的松脹性。這一現(xiàn)象多發(fā)生在地表土層,往往引起路肩及邊坡土體變松,影響路基穩(wěn)定。由于季節(jié)性的溫度變化,即秋后溫度降低,引起較深部分土層中硫酸鹽吸水結(jié)晶,體積增大,促使土體體積增大,即為硫酸鹽漬土的膨脹性。春季溫度回升時(shí)硫酸鹽脫水體積變小,土體體積縮小。硫酸鹽漬土的膨脹影響深度及膨脹量都相當(dāng)大。引起路基季節(jié)性的隆起和下沉,造成路基不穩(wěn)定,增大了養(yǎng)護(hù)工作量。2．2碳酸鹽對(duì)土膨脹性的影響往往造成路基塌陷當(dāng)鹽漬土中含有大量的吸附性陽(yáng)離子并遇水時(shí),由于膠體顆粒和吸附性陽(yáng)離子互相作用,在膠體顆粒和粘土顆粒周圍形成結(jié)合水薄膜,減少了各顆粒間的粘著力,使其相互分離,引起土體膨脹。試驗(yàn)證明,當(dāng)土中Na2CO3含量超過(guò)0.5%時(shí),其膨脹量即有顯著增大。由于碳酸鹽的膨脹作用,在路基遇水時(shí),往往造成邊坡坍塌,路基泥濘。2．3鹽漬度對(duì)土的塑性的影響往往造成路基失穩(wěn)同一類土當(dāng)含鹽量增加時(shí)其液塑限相應(yīng)減小,塑性指數(shù)也有所降低,這種性質(zhì)對(duì)路基的穩(wěn)定性十分不利。因?yàn)橛鏊?當(dāng)含水量相同時(shí),鹽漬土比非鹽漬土較早地達(dá)到塑限或流塑狀態(tài),即較早地達(dá)到不太穩(wěn)定的狀態(tài)。達(dá)3權(quán)鹽漬土的主要庫(kù)工程特性嫌從表選1掘可以看出累:堅(jiān)富集硫酸鹽漬爹土和亞硫酸鹽籮漬土的地段屑,高路基松脹現(xiàn)象蛾比較嚴(yán)重錯(cuò);符而富集氯鹽漬肅土和亞氯鹽漬暫土的地段疾,種溶蝕現(xiàn)象比較嗚嚴(yán)重。這種差論別是由于鹽漬睬土的工程性質(zhì)坊決定的。從本致工程實(shí)際情況述來(lái)看庫(kù),微鹽漬土的工程加特性主要表現(xiàn)鑄在三方面其:脖溶陷性轟,戴鹽脹性憶,艙腐蝕性雁[12]魔撈。率4衰影響新疆高速貸公路庫(kù)阿段鹽巷漬土形成的因豐素皮4淺．剖1梳地形、地質(zhì)條是件子新疆高速公路因庫(kù)阿段大都經(jīng)熊過(guò)在天山南簏開(kāi)山前沖、洪積怨傾斜平原區(qū)和柔沖、洪積平原佩區(qū)的中上部。援由北向南的地?fù)Q形橫斷面看終,硬南疆鐵路庫(kù)喀媽段經(jīng)過(guò)的地區(qū)沫是從山前到平耗原常,喘地形由陡變緩能,輪土層組成由粗慶變細(xì)淘,左地下水埋藏由壺深變淺敬,儉礦化度由小變座大區(qū),皂地表鹽漬化程互度由輕變重。磁地形、地質(zhì)條漢件是鹽漬土路濟(jì)基病害生成的禽主要因素之一液。包4訂．而2哨氣候條件卻工程段執(zhí)位于歐亞大陸?zhàn)嚿钐幮旆秶鷥?nèi)京，遠(yuǎn)離海洋，壓屬暖溫帶干旱附型氣候，具有噴大陸性歲氣候特點(diǎn)：悉氣候干燥哥、降水偏少、必日照氣溫高、最年季變化大、訓(xùn)氣候變化劇烈吵、冬老寒酷暑、晝夜敵溫差削大、給蒸發(fā)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大膠于降雨量勇(筆本地區(qū)年降水獎(jiǎng)量均在距200mm悟以下吊,炮各站年平均蒸半發(fā)量為中189515扁～唯3185mm遍)慢、最大風(fēng)糧速遇23m/s魚(yú)并且多風(fēng)相,寇使土壤中鹽份欣大量沉積和向拴表層積聚朽,翻形成大范圍的勻土壤鹽漬化。域氣候條件是鹽邀漬土病害形成較與發(fā)展的促進(jìn)口因素匪。遠(yuǎn)沿線氣象要素公表叼序號(hào)確項(xiàng)目多單位喪庫(kù)車智新和粉溫宿蘿阿克蘇市溜1舒1眨月平均氣溫窄℃織-5.1誓-4.4幣-4.7受-5.4果2穴極端最高氣溫大℃糊41.5辭4撇0狡。抱1制37.6饞40.7箱3息極端最低氣溫貧℃像-27.4秋-29.9適-27.4鳳-27.6糞4漂降雨量惰mm歪64.8截53.8腐49.6蹈62.0墾5狡蒸發(fā)量釣mm撕1949.5雨2788.2復(fù)2050.1絕2082.0樓勵(lì)6悠最大凍結(jié)深度側(cè)cm麻95壽93冤94脂91源7爭(zhēng)最大積雪深度殿cm毯15餃12嫂11無(wú)14妖8廣最大風(fēng)速辨m/s取24特22恩20贈(zèng)23紀(jì)9蜻主要風(fēng)向拴旨NW刃ENENE視NE筒NE豐4唇．醬3爭(zhēng)水文地質(zhì)條件古水文地質(zhì)條件吧也是影響土壤立鹽漬化的重要井因素。鹽分的耽積聚肢,肅與地下水水位勉、礦化度和礦周化類型有密切飼關(guān)系錢(qián),止地下水水位越密高廢,跑蒸發(fā)越強(qiáng)步,享土壤的積鹽也霞越快。同時(shí)告,焰地下水礦化度饑愈高著,貞地下水向土壤枝輸送的鹽分越至多疊,矮土壤的積鹽也保越重。新疆高幫速公路庫(kù)阿段玻強(qiáng)烈蒸發(fā)的氣血候條件和地下肝水礦化度較高漂的水文地質(zhì)條蓄件是本段土壤手積鹽嚴(yán)重的主嚷要因素。犁4驕．?dāng)n4肌精地層巖性耐新疆高速公路僅庫(kù)阿段的地層絞巖性多為第四摸系松軟地層治,窗如砂類土和粘陡性土返,因大顆粒碎石類蹦土不會(huì)產(chǎn)生鹽錘漬化作用。一掩般來(lái)說(shuō)粘質(zhì)土陜的毛細(xì)管孔隙漂過(guò)于細(xì)小家,后毛細(xì)管水上升俱高度受到抑制騰,極砂質(zhì)土的毛細(xì)刑管孔隙直徑較抬大順,北地下水借毛細(xì)僚管引力上升的公速度快但高度援較小諸,謹(jǐn)這兩種土均不寫(xiě)易積鹽。粉砂涼質(zhì)土如粉土奸,棒毛細(xì)管孔徑適導(dǎo)中縫,嗽地下水上升速征度既快、上升撤高度又高津,激特別易于積鹽塔,咳但當(dāng)有夾粘層鋼存在時(shí)聽(tīng),銹情況又有所不咐同。駕4勾．拍5裝劇植被紗在本工程施工江段落中有大量訓(xùn)鹽生植物加劇廟了土壤的鹽漬傭化。象新疆地挪區(qū)胡楊、蘆葦之等深根植物較癥多間,飾在它生長(zhǎng)過(guò)程構(gòu)中的蒸騰作用字,慨消耗了大量地摔下水良,悄相應(yīng)加大了地互下水的礦化度瓦,敗間接加強(qiáng)了土異的鹽漬化。此咐外常見(jiàn)的鹽土脾植物以及干旱賢地區(qū)的深根性窩植物或鹽生植香物形,溪又能從土層深彎處及地下水中咱吸收水分和鹽藏分償,植將鹽分累積于磁植物體中們,洞植物死亡后凱,伏有機(jī)殘?bào)w分解窯,餡鹽分回歸土壤駐,被逐漸積累于地殖表浴,谷具有一定的積羨鹽作用。咽4攔．棒6瘦者人為因素戒鹽堿地開(kāi)荒種茫地蝦,到必須對(duì)其進(jìn)行針土壤的改良蹲,秒而工程段很多避病害區(qū)地處農(nóng)戰(zhàn)田邊緣除,蛇農(nóng)民為改良土株壤伴,毛對(duì)路基附近的餅農(nóng)田進(jìn)行大量舟澆灌、洗鹽。麻地表水通過(guò)各匆種渠道進(jìn)入到播路基附近茫,信增加了路基附屢近的含水量和虛含鹽量。另外拌,挑施工后獵,崗路基兩側(cè)局部候地形遭到破壞本,皇部分涵洞高懸停,副排水不暢去,省路基兩側(cè)積水駕,焰為鹽漬土病害蔑的形成創(chuàng)造了贏條件。所以人漆為因素也是促屢使鐵路路基土建鹽漬化程度加紙重的重要因素宅。泰5彼鹽漬土路基語(yǔ)病害處理措源鹽漬土路基的額工程治理措施稀有很多奮,朝有基底處理法霸、設(shè)置毛細(xì)水松隔斷層法和提纖高路基高度、世浸水預(yù)溶法、勒強(qiáng)夯法、化學(xué)臺(tái)處理鹽漬土法鉆、降低稅違法能。哀對(duì)新疆庫(kù)阿高煎速公路段而言搬,唱根據(jù)本工程的灑特點(diǎn)則,時(shí)猜新疆庫(kù)阿高速稅公路段駱處理鹽漬土路犬基病害采用逝路基基底表層盆處理，清除表?yè)鞂雍褚舛葮?0c傍m奪并壓實(shí)，產(chǎn)出猛后的地表應(yīng)做乎成由路中心向憐兩側(cè)樂(lè)約養(yǎng)3朵%鞏的橫波，采用擱礫類土回填；累路基填料調(diào)運(yùn)足非鹽漬化的礫孔類土；完善路慰基、路面排水饞系統(tǒng)；路基中丹部路床頂設(shè)置場(chǎng)兩布一膜復(fù)合錄土工布做隔斷爸層，阻斷毛細(xì)右水?dāng)y帶鹽分上踩升座；挖方路段，串采用反開(kāi)挖填緞方路基形式，用對(duì)路堤采用礫趴料土填筑，并體于上路床底鋪芝設(shè)復(fù)合土工膜禾隔斷層切等綜合處理措兆施?，F(xiàn)以斷面燥為例賤(麥圖狐1),規(guī)具體工程處理惜措施如利下富:錄5選．戚1臣衫基底處理蘋(píng)換填法一般應(yīng)伍用在路基含鹽皂量超過(guò)規(guī)定的天要求、路床過(guò)孩濕壓實(shí)度達(dá)不模到壓實(shí)要求或鋒路基標(biāo)高受限劉制的低填淺挖倡地段采用奧,奴換填一般采用絲就近砂礫或風(fēng)虧積砂雙,仰換填厚度應(yīng)根唉據(jù)地質(zhì)勘探資歌料以及填料的撇試驗(yàn)結(jié)果確定底,序最小不應(yīng)小于還1.0m吸。豆必須確保所換腹填的土質(zhì)為非話鹽漬土且有足瓦夠的強(qiáng)度。一堅(jiān)般祥地燭,囑換填土宜選用出礫石土或風(fēng)積扇砂。從路基換尼填及鏟除的鹽評(píng)漬土不得堆于漲路基兩側(cè)坡守腳底,瓶應(yīng)集中拉運(yùn)到比距離線路不得德小耀于荷30m脆抹以怪外盯,怠以免發(fā)生次生丈鹽漬化。身5芬．難2蓮盾患設(shè)置毛細(xì)水隔做斷層。急隔斷層法就是閥在路基某一層練位設(shè)置一定厚居度的隔斷層戰(zhàn),叨其根本目的是手隔斷毛細(xì)的上巧升檔,籃防止水分和鹽鴨分進(jìn)入路基上段部遷,鴿從而避免路基李或路面遭受破傍壞。迅隔斷層類型按銷采用材料有土戰(zhàn)工布橡(撤膜觀)暈隔斷層、風(fēng)積巧砂或河砂隔斷壁層貿(mào),眾礫踏(鹽碎屆)供石隔斷層和瀝在青砂誠(chéng),暢油毛氈等隔斷念層。土工膜、秋瀝青砂、油毛睛氈屬不透水性截隔斷層叮,美可隔斷下層毛脾細(xì)水和氣態(tài)水養(yǎng)上升款,扇礫石和風(fēng)積砂狹屬透水性隔斷努層截,催只可隔斷毛細(xì)鏈水的上升。熊設(shè)置隔斷層是包處治路基鹽脹孔最有效、最簡(jiǎn)憂便的措施勻,貓應(yīng)優(yōu)先考慮采浴用。一般應(yīng)用捆于中強(qiáng)鹽漬土鏟地段未,庭特別是硫酸鹽顛漬土地段范,婦受地面水或地覽下水毛細(xì)水影朱響的基謊,嗽標(biāo)高受限制的款挖方路塹或被菠利用的原有路聾基含量超限路孫段。壺5絕．刊3拴垃刻做提高路基高度編。縫提高路基填筑仗高紛度慮,圖可以減少進(jìn)入贊路基上部的水緣分和鹽告分用,深使上部路床受齊鹽漬影響較溪小抓,既有效防止鹽脹區(qū)。在排水不良旺或過(guò)濕的地酷帶攀,陰一般采用該方徒法。有些鹽漬委土地區(qū)地下水瞞位較孝高往,倆為了使路基不逐受凍害和再鹽菊漬化的影量響娘,敏應(yīng)控制路堤高凍度至不再鹽漬計(jì)化的最小高度愚。咐該方法施工簡(jiǎn)亡便是最常用的貝措施。提高法代只能應(yīng)用于弱淚中且為非硫酸泄鹽漬土地段。瘋施工中首先應(yīng)劫將表層的植被埋、鹽殼、腐殖同土等清窗除截,嬌然后才可按規(guī)死范要求分層填僵筑。施工中必葡須嚴(yán)格控制填手料斬,呈確保填料為非榴鹽漬土且具有要較好的透水性徒。趣5該．射4洪蛾餐浸水預(yù)溶法脖浸水預(yù)溶法即圈對(duì)路基預(yù)先浸手水鑰,皂在滲透過(guò)程中意土中易溶鹽溶火解抗,字并滲流到較深稿的土層相中徐,推易溶鹽的溶解聰破壞了土顆粒辟之間的原有結(jié)谷構(gòu)態(tài),葉在土自重應(yīng)力索下產(chǎn)生壓密。吹浸水預(yù)溶可使表路基土鹽膠結(jié)載構(gòu)改宿變閑,仿并在一定程度梁上降低路基土從含鹽機(jī)量扔,濫可提前消除鹽芹漬土溶陷等病敏害。剛浸水完成后即軋進(jìn)入晾曬登期患,坐晾曬的目的主伸要是調(diào)整路基頂土含水旋率娛,航達(dá)到滿足下一犧步施工條件。頌在現(xiàn)場(chǎng)浸水及療晾曬完成限后惑,揉進(jìn)行表面高程愉觀測(cè)、浸水后浴土的常規(guī)物理兩力學(xué)指標(biāo)試驗(yàn)玉等測(cè)猴試主,銅對(duì)預(yù)溶的效果謝進(jìn)行檢浸驗(yàn)摧,呀并重新評(píng)價(jià)預(yù)溫溶后的場(chǎng)地土倒。爺浸水預(yù)溶法一刺般適用于厚度誠(chéng)較戚大謝,片滲透性較好的園砂、礫石土、能粉土和粘性鹽咳漬土。墓5嫂．尋5孟黃強(qiáng)夯法柔路基土在浸水艱后渠,前強(qiáng)度會(huì)大幅降昆低障,集為了提高路基輩土強(qiáng)踢度牌,箏消除或降低路促基土的溶陷掀性銳,鄭對(duì)浸水后的路易基土體采用強(qiáng)箱夯法加固處理升。該方法工藝?yán)K簡(jiǎn)單、效果好罩、施工速度快就、費(fèi)用低、適駛合土層范圍廣燈。強(qiáng)夯處理的演主要目的記是叼:乖卡①瓣提高路基土的秧干密蹦度服,棗減少孔隙橫比座,爆以達(dá)到消除和播減少溶陷沉降畜量蹈;獄②錘滿足規(guī)范的壓文實(shí)度要另求始;獻(xiàn)霞③戰(zhàn)提高路基土的妥均勻性及整體挖性虜,努消除或減少差抗異沉降量及剩繪余沉降量。色新疆國(guó)損道謙31余4普線庫(kù)車至阿克頓蘇段公路改建配工推程撞,驚路基由鹽漬化士的粉土、低液劫限粘性土堆筑流形里成蜘,跪經(jīng)強(qiáng)夯法處理乳后滔,佳極大地改善了明原路基土的強(qiáng)夢(mèng)度與均勻蘆性危,亮滿足新建公路漠要求。迅強(qiáng)夯法一般和桐浸水預(yù)溶法配猛合使厘用但,約浸水后強(qiáng)夯效悟果最佳。希5程．配6帖膀暗化學(xué)處理鹽漬逮土法嘗對(duì)路基上層的磁硫酸鹽漬土進(jìn)緩行化學(xué)處理克,隨使土中的易溶臂鹽成分和性質(zhì)勒發(fā)生變化詞,蟲(chóng)從而不再產(chǎn)生裳鹽脹或減輕鹽什脹。在硫酸鹽粘漬土中摻入氯者鹽可以減少鹽勁脹拾,涼因?yàn)榱蛩徕c在暢氯鹽溶液中其啊溶解度隨氯鹽捷濃度增加而減坑小。當(dāng)土糊中嗽C(Cl珠-)/栗C定(達(dá)SO2-份4)離詞的比值增大葵到卸6夠,窮抑制鹽脹的效浴果最為顯著。毒這種方法對(duì)治出理硫酸鹽漬土網(wǎng)路基的病害很見(jiàn)有火效眠,陪經(jīng)濟(jì)效益最為狼顯豬著渡,舌目前所用的摻屬加泡劑喬,傲效果明顯的泰有局CaCl2捆醬、躬BaCl2尿纏等匹,于其反應(yīng)式為姓猶蹲Na2SO壯4+Ca希Cl2=親2NaCl只+CaSO自4苦益↓誰(shuí)狠域Na2SO草4+Ba釀Cl2=茫2NaCl襪+BaSO短4肚蠶↓松反應(yīng)生成的硫晝酸鈣僅微溶于努水左,醫(yī)性質(zhì)穩(wěn)定。另皺外構(gòu),浙氯化鈣無(wú)映毒紋,氏極易溶于奉水妥,偵而且易于配制溉溶疤液亮,腿滲透性拖好巷,益易于灌粒注汗,所由氯化鈣溶液雜帶入的附加水櫻也少。為使化露學(xué)處理的鹽漬高土不受下層水捕分和鹽分的影職響姥,直路基底部應(yīng)設(shè)臣置隔離層。貴5葬．環(huán)7刺吧降低水位法扯降低地下水位時(shí)以減少進(jìn)入路悶基上部的水分集和鹽分刻,夾其效果與提高強(qiáng)路基類似豪,鄭需要把地下水絡(luò)位降低到一定奮深度才有較好昂的效果。同樣艦,蠻如果產(chǎn)生鹽脹時(shí)的水分中氣態(tài)醬水占有較大比禽例卻,坐則不宜單純采舅用降低地下水將位的方法。包5犁．牧8詞釀其他方法支路基灑水采用煩鹵水世,乒可增加路基強(qiáng)牲度。砂礫培筑仍路肩寫(xiě),槽可減少路肩培大土的鹽脹。鹽什漬土層較厚發(fā),小含鹽量較高時(shí)訊,夜可采用樁基處炎理。改良法改座良鹽漬土路基布填料等。6結(jié)束語(yǔ)氣路基提高法施寺工簡(jiǎn)嗚便絲,剩當(dāng)附近滿足要臣求的填料較豐索富叢時(shí)臥,患可應(yīng)用于弱中殖非硫酸鹽漬土怠段裝,饞但有時(shí)為了滿洗足防止發(fā)生次親生鹽漬化的最株小填筑高度碰時(shí)帖,讀會(huì)使路基臨空接面增抓大通,動(dòng)造成行車安全證受到影冒響循;龜換填法可改善晚路基土的特戚性巖,謹(jǐn)?shù)顷幫诙?舟棄程)某紛方量、借方量嚴(yán)大處理困橫難湊,踐處理不當(dāng)易發(fā)卻生次生鹽漬砍化述,揭填料需嚴(yán)格控洪制弄,岸因多數(shù)情況下沾需遠(yuǎn)葛運(yùn)獲,籃成本較格高客;紀(jì)強(qiáng)夯法工藝簡(jiǎn)敲單、效果聾好駕,毛施工速度目快拔,觸費(fèi)用素低旬,芒適合土層范圍拌廣暢,比易于保護(hù)環(huán)糧境鼻,詠但強(qiáng)夯法一般挖配合浸水預(yù)溶述法使員用蘆,屆在過(guò)干旱缺水賄地區(qū)使用有限奧制盤(pán);貿(mào)隔斷層法可隔滔斷毛細(xì)水上栗升緊,伴保證路床上部洽的穩(wěn)車定美,填施工中應(yīng)嚴(yán)格陰選用隔斷層材野料佩,劇該法較經(jīng)難濟(jì)沒(méi),糕已普遍應(yīng)用。譯上述方法各有暫優(yōu)缺啞點(diǎn)普,求有自己的適用非條尾件飽,桶在工程復(fù)雜地沾區(qū)