盐渍土公路路基沉降机理与常见病害研究

 盐渍土公路路基沉降机理与常见病害研究

章毓慧

温州经济技术开发区建设项目前期管理中心，温州 浙江，325000

摘要：盐渍土公路路基不均匀沉降以及其他常见病害严重影响着道路的使用寿命及服务水平，本文通过对公路盐渍土路基的沉降机理及常见病害分析得出，遇水沉陷和盐类腐蚀是盐渍土路基产生不均匀沉降的主要原因。此外盐渍土路基极易产生翻浆病害、冻胀病害、盐胀病害、溶蚀病害以及次生盐渍化病害等，采用合理的方法可以在一定程度上减小或防治盐渍土路基常见病害的产生。

关键词：盐渍土；路基；沉降；机理

盐渍土在我国分散十分广泛，其成因主要是由于盐粒子与次生沉积岩以及岩浆碳聚集，在经受风化、氧化等一系列的作用后，生成的易溶盐与二氧化硅的结合物。盐渍土属于工程不良用土，处置不当，容易引发路基的不均匀沉降，导致公路路基失稳失效。所以对盐渍土路基的沉降展开研究是解决其次生灾害的前提条件，基于此，本文针对公路盐渍土路基的沉降机理及影响因素展开了一系列的研究，旨在为提高我国公路盐渍土路基的设计及施工水平提供相应的参考。

1盐渍土路基沉降机理

盐渍土中的盐分来源主要包括地上含盐水、盐湖、沼泽干涸、海水及地下含盐水，根据盐渍土中所含盐分的不同以及含盐量的不同可以将盐渍土划分为氯盐渍土（氯离子含量大于2%，）、亚氯盐渍土（氯盐含量在1-2%之间）、硫酸盐渍土（硫酸盐离子含量0.3-1%）、亚硫酸盐渍土（硫酸盐含量小于0.3%）以及碳酸（氢）盐渍土（碳酸盐及碳酸氢盐含量大于0.3%）。如果以含盐土量可以将盐渍土划分为超强盐渍土、强盐渍土、中盐渍土以及弱盐渍土等。此外还可以依据地理位置将盐渍土划分为内陆盐渍土、滨海盐渍土以及冲击平原盐渍土等，还可以根据盐的溶解程度将盐渍土划分为易溶盐、难容盐以及中溶盐。

氯盐渍土具有两面性，一方面氯盐遇水极易溶解，随着水分的不断溶析，氯盐不断损失，容易造成路基中土的密度降低、空隙增大、强度减小等不利的工程特性；另一方面氯盐溶解前后并不会出现明显的体积变化，因此盐冻病害不明显，且有利于冻胀病害的预防。硫酸盐渍土则不然，其对温度有着显著的敏感性，在低温结晶过程中体现显著增大，盐冻破坏明显，能够造成路基的强度不均、变形不均等。碳酸盐渍土属于碱性盐渍土，其在遇水后所产生的结水薄膜导致土颗粒之间的分离，表现为蓬松状，即膨胀，因此，碳酸盐渍土具有显著的干湿两种状态，于公路路基的稳定性不利。

盐渍土路基的沉降机理首先为遇水下陷，即湿陷性，这也是盐渍土路基在收到雨水的浸泡与冲刷后出现显著沉降的根本原因。经研究，盐渍土中盐分含量越大，盐渍土路基遇水的沉降量也就越大。有效的阻止毛细水的上升，以及路面遇水的排放，是确保盐渍土路基不发生显著沉降的重要途径。

盐渍土遇水后的盐类腐蚀是掺量公路盐渍土路基不均匀沉降的另一项重要原因。盐类物质的存在可以改变土颗粒的结构，特别是基于盐类物质结晶的再次排列，土颗粒结构的改变对于公路路基的强度有着较大破坏，土颗粒之间空间的增加也进一步加剧了沉降量的增大。

总之，盐渍土公路路基的沉降过程非常复杂，收到盐分种类、水分、盐分含量、浸泡时间以及土颗粒自身的状态与结构的影响。此外，由于公路路基的压实过程中存在较大的外面压力，这容易导致盐渍土内部形成渗流，使得原本结晶的材料重新溶解，同时发生流失现象，因此有无渗流是区分是否为盐渍土沉降的主要依据。

2、盐渍土路基常见病害

翻浆病害一般发生于我国北方冬季有冻土层的区域，当春季气温回升，处于路面下的冻土层逐渐解除冰冻，这会增大路基土的含水量，而路基土的含水量与路基强度关系密切，随着含水量超过最佳含水量，路基的强度也就随之降低，直至无法承受路面传递下来的荷载发生断裂，同时从裂缝中向路面冒出泥浆。氯盐渍土路基中由于氯盐的存在，使得路基土具有较高的吸水性与保湿型，这会导致盐渍土路基一直位于一种潮湿或者饱和的状态中，这无疑会加重路基翻浆病害的产生。如果是硫酸盐渍土而会因为硫酸盐的结晶所导致的体积膨胀，进而印发更加严重的翻浆病害。

冻胀病害也属于盐渍土路基的一种常见病害，这主要出现在硫酸盐渍土及碳酸盐渍土路基中。硫酸盐和碳酸盐在温度降低的过程中其溶解度也随之降低，从而在低温条件下，硫酸盐和碳酸盐更容易结晶析出，结晶体的体积膨胀，进而造成了冻胀病害，与此同时发生的还有盐胀病害。

盐胀病害是硫酸盐渍土非常容易发生的一种病害，其根本原因就是盐类物质结晶之后体积膨胀而产生的。氯盐渍土结晶析出物体积几乎没有变化，盐胀病害不明显，但硫酸盐渍土则存在较为严重的盐胀病害，与其析出物体积膨胀量过大有关系。路基发生盐胀病害的外部表现一般为路面的鼓包以及不规则不均匀的变形，此外在盐渍土路基边坡处，路基土所呈现出的容易遭受风侵蚀、多布孔隙以及表层过于疏松是盐胀病害的另外一项重要表征。

溶蚀病害是盐渍土路基最为常见的一种病害。由于盐渍土路基中含有大量的可溶性的盐类物质，在有水的环境中，这些盐类物质会随着水分的迁移而产生一定量的流失现象，而这种现象产生的后果导致路基结构的不完整性，所形成中空隙极易导致路基的不均匀沉降，造成路面的不平整等病害，对于道路的安全出行带来极大地隐患。

次生盐渍化病害。部分路基土原本不属于盐渍化路基，但随着土中水分的灰分，土体中的盐分浓度将明显上生，当土中水分挥发到一定程度时，路基土则达到了盐渍化路基土的标准，进而将出现一系列盐渍土的相关病害。

为了防止公路盐渍土路基出现相关病害，可以采取一些办法。例如设置隔断层：例如，当工程所在地为中、高盐渍土区域时，可以设置土工布和薄膜隔断层；风积沙和河砂隔断层可用于路面垫层以下；当地下水为较高时，则可设置碎石隔断层。提高路基高度也可以有效的减少路基上部的水分，防治盐渍土路基病害的发生。将地下水位降低到一定的深度也可以取得一定的效果。换填法是较为常用的一种方法，但使用条件有限，适用于埋深较浅，含盐量较高的盐渍土路基，在换填过程中要注意换填深度，必须超过有效的溶陷性深度。此外，化学处置也不失为一种处置盐渍土路基的一种有效方法，对于处置盐渍土层较为后的路基有良好的作用，一般采用的化学添加剂主要为氯化钡和氯化钙等两种物质。

3、结语

本文通过对公路盐渍土路基的沉降机理及常见病害分析得出，遇水沉陷和盐类腐蚀是盐渍土路基产生不均匀沉降的主要原因。此外盐渍土路基极易产生翻浆病害、冻胀病害、盐胀病害、溶蚀病害以及次生盐渍化病害等，采用合理的方法可以在一定程度上减小或防治盐渍土路基常见病害的产生。

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章毓慧（1980-），男，本科学历，工程师，主要从事政府投资项目前期工作。