浅析细砂类盐渍土的地基特征及处理办法

摘要： 随着我国西部大开发步伐的推进，越来越多的铁路、公路等交通工程设施在西部地区兴建，并逐步投入使用。但在西部地区进行工程建设难度也很大，由于西部特殊的地理位置和自然气候条件，造就了诸如多年冻土、盐渍土等不同于一般土体的特殊土体，给铁路、公路等工程构筑物的建设和安全使用带来了一定的困难和不便。本文以青海省锡铁山至北霍布逊线地方铁路为依托，开展细砂类盐渍土的地基处理研究，该工程铁路通过地段岩盐层最厚达17.7m。其成分以氯化钠为主。地基处理主要任务是最大限度降低高含盐区内地下水（卤水）对工程的腐蚀，尽量保证工程的安全性。

Abstract： Along with the development of the western region in China， a growing number of railways， roads and other traffic engineering facilities are constructed in the western region， and gradually put into use. But there is great difficulty in engineering construction in the western region due to the special geographic location and natural conditions， which has created permafrost soil， salty soil and other special soil. Based on the local railway from Xitieshan to Beihuo in Qinghai province， this article studies the foundation treatment of salty soil. The salt bed of the railway passing section in this project reaches 17.7m at the thickest spot. Its main content is sodium chloride. The main task of foundation treatment is to reduce the corrosion of high salt content groundwater（brine）to the engineering and guarantee the safety of engineering.

关键词： 铁路；地基；细砂；盐渍土；冻土

Key words： railway；foundation；fine sand；salty soil；permafrost

中图分类号：TD713 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）26-0112-02

0 引言

盐渍土地质条件、工程性质不同于一般地区，在这里开展工程建设是困难重重，由于盐渍土地区土壤的特殊性，在这里修筑的道路工程也有很多病害，比如盐胀、翻浆、淋溶、湿陷、腐蚀等，这些病害都会大大降低道路的使用质量和使用期限。因此，必须针对此类地区特殊的地质特征，提出一些可靠的且行之有效的防治措施。

1 盐渍土地区主要病害

在盐渍土地区开展铁路工程建设，除了会产生一般的道路损坏形式外，还面临着很多技术问题。主要有以下几个方面：

1.1 盐溶

盐溶存在主要有溶洞和溶塘两种表现形式，溶洞是盐溶的主要表现形态。当盐渍土地区的土壤中含水率水发生变化时，那么盐渍土中的易溶于水的盐颗粒会受到含水量的变化而发生相应的变化，从而引起路基沉降增大甚至路面塌陷。

1.2 盐胀

主要是由土壤中易溶于水的盐造成的，主要原因为硫酸钠，硫酸钠在温度降低的时候时吸收水分成为晶体，这样土壤中就会含有晶体状态的盐，从而体积会增大，导致土体也会因此发生膨胀，引起道路路面变形或铁路轨道不平顺。反之，气温升高时使土壤中盐晶体失去水分，从而体积变小，导致土质凝聚力下降产生疏松，压缩后的变形就会比较大。

1.3 翻浆

盐渍土在经过低温的冻胀后，粘性盐渍土路段会在温度升高时慢慢融化，这个过程是从上到下的过程，盐渍土土壤有很多孔，这些孔含有空气、水分以及易溶盐粒，这些孔的存在使盐渍土很不稳定，并导致土质渗透性差，不同的盐粒有不同的溶解度，而溶解量又会随着温度变化不断变化，这就很容易在地基内形成泥浆，路面在荷载的作用下，泥浆就容易从下层土壤中挤出，导致路面出现翻浆。

1.4 道路桥梁损害

道路边坡土流失：由于盐碱的大多存在于盐渍土的表层，因此道路边坡表层最容易受到盐分的侵蚀，使其土质松散，当起大风的时候，很容易被吹走[2]。容易受到雨水的冲击造成边坡土流失，特别是涵洞，雨水经过的机遇比一般路段要多要大，因此涵洞的路肩很容易造成这种破坏。实际工程中，经常有雨水冲毁路基的严重事件发生。因此，如果需要在盐渍土地区修建铁路，就必须经常向边坡上添加土壤并夯实，养护也很困难。桥涵构筑物受到病害：由于盐渍土中含有盐碱等化学成分，这会强烈腐蚀桥梁及涵洞结构底层部位的混凝土及钢筋。此外，桥涵地基也会由于盐渍土的盐胀作用造成不同程度的损害，缩短桥涵的使用寿命。

2 盐渍土地区病害主要防治措施

盐渍土比较严重的地段，特别是路基很低时，其路面因为和地基比较接近从而极易受到下层土壤中盐碱的侵蚀，严重损害了道路的使用。针对这种现状，结合工程的实际情况及经济性，可以直接利用路基两侧或周围的盐渍土进行路面的铺设，这样可以是路面与路堤整体性好，因为其吸收水分后会产生胶结性。这样既可以扬尘的产生，也可以使路基密实平整，这些都有利于路基的稳定。但这样做也有弊端，如遇到雨雪等水的作用时，盐渍土内的水分就会升高，会导致路面产生含盐的积水，车辆在上面行驶时可能会打滑，此时应该洒粗砂铺撒在路面防止因打滑出现交通事故。

此外，在路基两侧边坡上结合现场的土质情况，设置绿化带，种植适合在当地生长的花草树木，这样就可以固定盐渍土地区道路路基的边坡，并且美化了盐渍土公路沿线的生态环境，将生态防护和工程治理完好的结合起来。

本文结合实际项目即新建的地方铁路锡铁山至北霍布逊，针对此地区高含盐饱和细砂土特殊的地质特性，最初设计的地基处理和路基填筑方法为：清除地表厚盐壳，然后采用重型机械碾压后回填粗颗粒土至原地面高程。地表以上0.5m设隔离层，隔离层采用渗水土填筑以阻止毛细水的上升。

在实际施工时发现，由于盐壳下土层的含水量高，地下水位埋深较浅，盐壳挖除后，地基土渗水严重，无法进行重型机械碾压处理，所以实际地基处理路基填筑中，以不扰动盐壳为原则，直接在盐壳上进行重型机械碾压处理，达到相关压实标准后，继而进行路基填筑。经分析计算，此种处理方法也能满足路基相关要求。

在涵洞基础施工中，涵洞原设计地基加固方式―碎石挤密桩。实际施工开挖后发现，地基渗水严重。并且在施工现场碎石桩机钻不透含盐层，挖机开挖也很困难，钻机也很难达到要求，且施工碎石桩基础施工工期相对比较长，无法满足工期要求。

因此，实际现场地基处理方式作出了调整：取消了该处三座涵洞基底碎石桩处理方式，加大涵洞出入口节基础厚度及中间箱节基础厚度，涵洞采取基坑换填的地基处理方式，并在涵洞基础下设置0.5m厚的C45素混凝土层，作为涵洞扩大基础。

在素混凝土层下铺设的片石垫层，片石换填总厚度为1.0m，分三层进行换填，换填第一层采用大小和形状都比较均匀的片石进行换填，并用级配良好的卵石填充片石之间的孔隙，使其密实均匀，再用压路机进行振动碾压，当密实度大于0.96就能满足要求，然后进行第二层换填，经压实符合要求后换填第三层。

具体处理示意图如图1及图2所示。经处理后使用有限元软件分析计算得出的涵洞不同深度地基沉降如图3及图4所示，由图可知采用片石换填时涵洞顶沉降最大值为31mm，采用碎石桩最大沉降值为18mm。两种地基处理措施，都能满足规范的允许的沉降范围，因此更改地基处理方案后是能满足要求的，而且片石换填处理地基经济效益更好，这可以为此类地区地基处理提供一种新的方法。

3 结语

在高含盐饱和细砂区内修建铁路，一定要做好相关防护措施。若施工方法不当，会引起盐湖内卤水对路面及其他结构的腐蚀，导致基础被卤水腐蚀而发生融沉塌腰等病害。因此必须优化施工组织设计，强化施工环境保护理念，采用先进施工技术，确保工程的质量。

参考文献：

[1]钱征宇.中国盐湖铁路的主要技术问题及其工程措施[J].中国铁路，2004（4）：43-46.

[2]丁锐，杜力德，陈向前.浅谈铁路盐渍土路基整治[J].铁道技术监督，36（2）：44-47，2008.

[3]吴增强.关中地区不良地基土类型及治理[J].杨凌职业技术学院学报，2008（04）：40-42.