新疆京新高速（G7）梧桐大泉至木垒公路盐渍土路基施工技术探讨

新疆京新高速（G7）梧桐大泉至木垒公路盐渍土路基施工技术探讨

肖亮

中国铁建投资集团有限公司

摘要：新疆作为我国的重要省份，其地质情况较为复杂。由于盐渍土质面积占新疆总面积的6%，所以在修建公路上往往会涉及到盐渍土质的处理。本文根据盐渍土的物理特性及其对新疆京新高速公路盐渍土路基病害的实际资料，探讨了盐渍土路基施工技术，结合该高速公路工程实际情况，研究了具体的工程施工控制措施。

关键词：新疆；盐渍土质；施工技术

前言

盐渍土质面积大约占据到新疆总面积的6%，随着新疆地区的不断发展，新疆高等公路数量正在不断增加，里程数也在不断增多，这使得在进行公路建设时经过盐渍土质的几率大大增加。盐渍土质必须要经过严格的处理之后，才可以达到公路路基的基本施工要求。因为盐渍土质本身存在一定的特殊性，所以一定要基于新疆地区盐渍土质分布情况以及工程实际情况，确定最佳的盐渍土质公路路基处理方法。

一、工程项目

1.1项目概况

京新高速（G7）梧桐大泉至木垒公路建设政府和社会资本合作（PPP）项目招标由梧桐大泉至下马崖至伊吾段、伊吾至巴里坤段、巴里坤至木垒段三段组成，并按三个项目立项批复，路线主线长度514.952公里。

梧桐大泉至下马崖至伊吾段起点位于明水至哈密公路K49+700处，通过双井子互通立交与明哈高速相接，终点位于伊吾县城西南侧，与拟建伊吾至巴里坤高速公路终点相接，建设里程约187.16公里，主要控制点为明哈高速双井子立交、虎头崖、下马崖、终点伊吾县城西南。

伊吾至巴里坤段推荐方案路线走向：拟建项目充分利用既有S302资源，起于伊吾县县城西南侧，与G7(梧桐大泉至伊吾段)高速公路相接,沿G335南侧布设，经过盐池镇，合理绕避盐池镇农田区与轻工业园区。推荐方案路线全长67.790公里。

巴里坤至木垒段起点位于伊吾县前山乡西侧，终点位于奇台至木垒高速公路大浪沙互通立交,线路全长258.535Km，奎苏连接线长15.56Km。与拟规划建设G7Y伊吾至巴里坤高速公路相接，京奎苏镇、八墙子乡、大河镇，博尔羌吉镇、黄土场开发区，诺托井子、下涝坝乡、红皮口文物保护区，大石头乡。

1.2地质特征

本线存在大量盐渍土、软土及季节性冻土等特殊性岩土路段，需进行特别处理，施工技术要求高。

1.3该高速公路工程盐渍土分布广泛，其本身与一般土不同，甚至与冻土、膨胀土和湿陷性黄土相比，还更特殊和复杂。众所周知，盐是由金属离子（包括钠离子）和酸根离子组成的化合物，当土壤中的离子结合、盐分积聚，便使得土壤盐渍化，它除了具有溶陷性外，还具有盐胀性和腐蚀性，容易给工程带来许多危害，造成了巨大的经济损失。我国对盐渍土的分类是按不同性质的盐含量进行分类：主要分为氯盐渍土、硫酸盐渍土和碳酸盐渍土。

二、盐渍土的概念和性质

2.1盐渍土的概念

盐渍土是盐土与碱土的总称。在地表层1.0m的厚度范围内易融盐的含量大于0.5%时称盐渍土。盐渍土具有较强的吸湿、松胀、溶失及腐蚀等特性，土中常见的易融盐有氯盐、硫酸盐和碳酸盐。

2.2盐渍土的性质

2.2.1氯盐渍土

氯盐的盐溶解度大，有较大的吸湿性，具有保持水分的能力，结晶时体积不膨胀，溶解冰点较纯水显著降低。具有较强的吸湿性和保湿性，这在干旱地区有利于路基施工与保养，在潮湿地区则易吸水软化，降低土体强度。

2.2.2硫酸盐渍土

硫酸盐渍土以硫酸钠为主，其溶解度随温度而变化，在32.4°C时溶解度最大。当低于这个温度时硫酸钠分子便结合10个水分子变成晶体，体积增大三倍多；高于这个温度时又脱水，体积缩小。因此硫酸钠渍土最突出的工程地质问题是填料中硫酸钠超过2%时，由于温度的变化，体积不断的膨胀或缩小，如此反复进行，降低土体的强度。

2.2.3碳酸盐渍土

碳酸盐（亦称碱性盐）一般在土中含量较少，但碳酸钠的水溶液具有较强的碱性反应，对粘土颗粒间的胶结起分散作用，使土体发生膨胀，同时也使土的塑型增加，渗透性减弱。

三、盐渍土路基施工与控制

3.1闷料

根据测定的填料的天然含水量和最佳含水量，在料场进行洒水、拌和、闷料，闷料时间一般不小于24小时。

料场闷料有以下优点：

（1）填料集中洒水、拌和，含水量相对容易控制，填料的质量有保证。气温高的地区，水分散失快，考虑到材料运输以及碾压期间水分的损失，料场闷料的含水量比最佳含水量高2～3%为宜。

（2）施工可用水紧缺的地区，集中闷料用水经济。

3.2路基填筑

（1）填料运输

为保证每层压实后大面的平整度，剔除超粒径填料，在运输车上安装用Φ20钢筋焊成的人字形筛，利用筛剔除超粒径材料，可减少现场清捡人员的数量，又加快施工速度。

（2）填料摊铺装载机配合平地机摊铺填料，挑选技术水平较好的平地机操作手，减少平地机平整次数，减少砂砾料的聚集，有效防治离析现象的发生。

运料车与摊铺机械数量配置要合理，确保填料能够及时摊铺及时碾压，防止水分过多散失。水分的散失容易造成不良影响：

a、水量损失过多，低于最佳含水量，在干燥地区压实困难，增加碾压遍数，而且压实度不容易保证。

b、水分在蒸发损失的过程中，会将盐分带到土基的顶面，容易在顶面形成盐壳。顶层遇水后强度会明显降低。

（3）路基压实

a、路基压实度以重型击实标准为准，每个取土地点应做不少于两组平行试验。施工中如果发现土质有变化，应及时补做试验。

b、在碾压之前，先将路基边缘稳压一遍，然后遵守“先边缘后中间、先轻压后重压、先慢压后快压、先静压后振动”的原则，按压实要求变数进行碾压，每次碾压的轮迹重叠宽度应不小于20cm，严防碾压不到边的现象。

c、路基填土应分层摊铺、分层碾压，松铺厚度不得超过30cm。

d、为防止盐分的转移，路基不宜采用提浆碾压，洒水车洒水必须均匀，不允许有过湿地方，主要目的是补充在施工中表面散失的水分。

e、为防止盐分的转移和保证路基的稳定，路基压实工作安排要紧凑，压实度应尽量提高1～2个百分点。

f、碾压时，宜按最佳含水量±1%控制。当填筑砾类土和砂类时，不得超过最佳含水量的3%或低于2%。雨天不宜施工。

g、在压实过程中，对肉眼观察有怀疑之外应先做压实度测定，检查不合格处应进行及时返工或者局部处理至符合要求之后，方可做随机检测。

（4）隔断层施工

隔断层是为了防止毛细现象的发生，使水分和盐分浸入路基上层或路面基层，在路基内或其顶部用透水性良好的或者不透水的材料铺装的层次，其种类有土工合成材料及风积砂、河沙等透水性好的粒料。

a、土工合成材料

铺设土工合成材料隔断层时，路基表面必须平整与横坡符合设计及规范的要求，仔细检查路基的表面，清除坚硬凸出的碎砾石，特别是带有尖角的碎砾石。当隔断层的底面或顶面填料为粗粒土时，其相应的部位铺设保护层，防止土工合成材料破坏。

土工合成材料应全路基断面铺设，不得有折皱，接头处搭接不得小于20cm。铺设完成后，要仔细检查有无破损的地方，如果发现后应在破损处的上面加铺大小适当的能防止漏水的土工布进行补强。

顶层保护层铺筑时，运料车应采取倒行卸料，慢慢推进，或者人工倒运摊铺的方法，严禁车辆直接在土工布上行驶，同时防止行人及牲畜上路。保护层碾压时，严禁车辆掉头，以免造成隔断层材料的损坏。

土工布在存放及铺设过程中，应尽量避免长时间暴晒或者暴漏，以免其性能老化。隔断层地面位臵应高出路边长期积水位或者边沟流水面20cm以上，在没有积水或者不设边沟路段应高出地表20cm以上。

必须设置砂或者砂性土的上下保护层，以防止顶破；保护层兼起排水层的作用，故必须严格控制其粉黏粒含量不超过15%。

b、粒料类隔断层

粒料类隔断层有碎（砾）石隔断层和沙隔断层。

隔断层顶面距离路肩边缘不得小于80cm，同时底高程应高出路边长期积水或边沟水面20cm以上，并设臵双向横坡，坡度不得小于1.5%。

隔断层厚度不小于60cm，上下设置反滤层（碎砾石隔断层）。反滤层以中、粗砂为宜，含泥量不大于3%，厚度在10—15cm。采用具有渗滤功能的土工织物效果更好。

隔断层碎石最大粒径5cm，小于0.5mm的土含量不大于5%。

（5）路基排水

盐渍土地区路基的病害，主要与地表水和地下水有关，水的作用加剧了地表和路堤盐分聚积，影响公路路基稳定，导致路基路面变形损坏，因此路基排水除应按照《公路路基施工技术规范》(JTGF10-2006)有关规定外，并应执行以下规定：

a、施工中应及时合理布置好排水系统，路基两侧不设置取土坑，以免造成积水。

b、施工中必须按照设计要求，做好施工场地及附近的临时排水设施，应尽量与永久性排水设施相结合。

c、路基一侧或者两侧有取土坑时，取土坑的位置尺寸必须严格按照设计要求执行。

d、当地面排水困难，地下水位较高或路基旁有农田灌溉水渠，设置排水沟或截水沟，以降低地下水位或阻截农田排灌跑水。排水沟、截水沟距离路基坡脚不小于2m。

e、如果用排水沟排水困难，在占地允许的情况下，设臵蒸发池，以排除地表流水。

f、当路基所处位置有潜水或泉眼时，可设置纵、横盲沟将水引出路基范围。

（6）构造物防腐

盐渍土的腐蚀性主要表现为对水泥混凝土和金属建材的腐蚀。以硫酸盐为主的盐渍土主要通过化学反应作用、结晶膨缩作用对水泥混凝土、砂浆、黏土砖等建筑发生腐蚀破坏；以氯盐为主的盐渍土，通过氯离子与铁离子结合，对金属起腐蚀作用；氯盐与硫酸盐同时存在的盐渍土，在受到温度、湿度、冻融和干湿交替等自然环境中，具有更强的腐蚀性，对构造物的破坏性更强。

a、在以氯盐为主的盐渍土，应采用高强度等级硅酸盐水泥或者矿渣硅酸盐水泥，以防止氯盐对钢筋的腐蚀破坏作用；

b、在以硫酸盐为主的盐渍土，应采用高强度抗硫酸盐水泥，以防止硫酸盐对混凝土的物理、化学破坏作用。

c、搅拌混凝土或者砂浆用水、砂，应符合现行标准的有关规定外，施工时对版和用水、砂中的含盐量应严格控制。

d、基础混凝土采用外加剂时，应根据盐渍土地基的侵蚀等级选用外加剂品种。

e、位于氯盐渍土地区钢筋混凝土构造物，混凝土拌合物中各种组成材料引入的氯离子含量（折合氯盐含量），对于预应力混凝土应不超过水泥用量的0.06%，对于普通混凝土应不超过水泥用量的0.10%；如果大于此数据，应采用有效的防锈措施。如掺入阻锈剂、增加保护层厚度、提高混凝土密实性等。

f、需涂抹防腐层的混凝土构造物的基础表面，必须坚实平整、无裂缝及蜂窝麻面，表面要干燥，强度应符合设计要求，涂抹高度应高出接触盐渍土或矿化水的部位0.5～1.0m。沥青防腐层宜分两层施工，厚度为2～5mm

（7）施工中的检测

a、填料的检测

路基施工过程中，除了按照《公路路基施工技术规范》和《公路土工试验规程》进行常规检测，随着取土位臵的不同，深度的变化，填料的含水量、含盐量、最大干密度将可能发生变化，因此在施工中必须增加料场材料含盐量、施工现场含水量和压实度的检测频率。

含盐量的检测：填料的含盐量及其均匀性应加强施工控制，于路床以下的填料，每1000m3随机抽查1组；路床部分填筑，每500m3随机抽查1组，每组取3个土样进行分析，取土不足上例填料数量时，也必须做一组试验。含盐量较大的土一般分布在上层，检测时，如果发现上、下层含盐量不一样，但总得平均含盐量为超出规定允许值时，可以通过将上、下层盐土打碎拌合来保证填料含盐量的均匀性。

b、施工用水的检验

在施工过程中，应该随时对施工用水取样检验，随时监测水中含盐量的变化，尤其在水位变化的季节。

c、压实度检测

路基压实度的检测严格按照《路基路面现场测试规程》（JTGE60-2008）规程进行，检测频率不得小于《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）的要求。

在干旱、高温地区，填料的含水量在现场基本无法进行测定，即使勉强完成，结果也不够准确。为了解决此问题，采用室内监测，现场取出土样后，立刻用塑料袋将土样包裹，并在尽快的时间将土样运往工地试验室，以防止水分损失。试验室结果出来后，以电话的方式通知施工现场，这样既能保证检测结果的准确性，又不影响现场的施工进度。

如在取料场发现土质有变化或者在路基压实度检测时，出现超百或按即定的方法（已经适当增加碾压遍数）压实度无法达到设计及规范要求时，有两种可能，一是填料已经发生变化，二是标准击实试验需要重新验证。需要对填料的组成进行分析，并重新进行标准击实，确定当前材料的最大干密度。

对于砂类土和细粒土路基在检测压实度时应分以下两步进行：选点检测：对已经压实的段落进行仔细观察，怀疑有问题的地方做压实度及含水量测定；每100m有10个以上选点的检测结果不符合要求时，应作为不合格工程，不能局部处理，应翻晒或补充洒水重新进行碾压；如果不符合要求的测点不到10点时，可作局部处理。

随机检测：选点检测满足要求后，应做随机检测，检测频率为每2000㎡的检验点不少于8点。

（8）环境保护

a、在盐渍土地区的生态环境一般都比较差，在施工过程中减少用地，减少环境的破坏，保护生态环境，防止水土流失。

b、为了防止次生盐渍化和其他环境污染，在施工过程中，应严格按照设计的取土和弃土场地进行作业。

c、在路基两侧坡脚外一定范围内种植耐盐植物，如沙枣、红柳、白杨等，可以吸取土壤中大量水分，对保持路基稳定、绿化环境有好处。

四、施工中常见的泛盐问题及处理

（1）当路基填筑高度较低时，由于路基范围内排水不畅，导致地下水位上升，当水位降低，易溶盐结晶，出现泛盐。在此情况下，做好路基范围内的排水工作。

（2）当路基填筑高度较高时，由于碾压不及时，填料中水分蒸发损失，将盐分带到填筑顶面出现泛盐。

（3）路基碾压时洒水补水，洒水过量，受毛细水的影响，盐分转移，造成顶面出现泛盐。

（4）在施工过程中，未及时对施工用水进行检测，将含盐量超标的水用于施工。

（5）料场填料含盐量发生变化，含盐量超标，因此出现泛盐。此时要加强路基填料的检查，不合格材料不得填筑。否则工程返工既影响施工进度又造成资源浪费。

（6）路基填筑碾压完成后，未及时进行路面工程施工，路基长期暴露在空气中，水分在慢慢蒸发的过程中，在表面出现泛盐。当遇到此情况，将路基顶面铺筑一层30cm厚填料，只需要初压即可，或在路基顶面铺设一层塑料薄膜，并在顶面覆盖20cm厚填料，效果更好。

结束语

随着西部大开发的日益深入，我们将会面临越来越多的特殊路段。盐渍土路基是新疆地区存在较为普遍的特殊路基之一。本文在分析了盐渍土公路路基的工程概况后，指出公路路基可能有盐渍土引起的道路病害情况，并依托工程的实践确定了盐渍土路基的处理方法与具体的施工技术，对盐渍土的路基施工有一定的启迪效果。尽管盐渍土质占据新疆总面积的比例较大，是影响公路路基强度的重要因素，但只要做到因地制宜，合理应用加固技术对软土盐渍土质进行处理，必然能够在保证经济性的条件下，使软土盐渍土质达到最佳优化。

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