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摘要：在我国，大面积的盐渍土主要存在于新疆、青海以及甘肃等西北地区。土中易溶盐受温度、含盐量、含水量的影响。本文通过分析硫酸盐渍土盐胀率的变化规律指出了含盐量、含水量、初始密度之间的交互作用，对硫酸盐渍土地区的基础处理提供参考，它们对盐胀影响程度都有不同。对防治建筑工程的盐胀危害有重要指导意义。
关键词：硫酸盐渍土 盐胀率 影响因素
我国西北地区分布着大面积的盐渍土。盐渍土在四季气温周期性变化过程中，土的物理力学性质发生剧烈的变化，盐渍土中盐分的迁移和聚集，反复结晶与溶解，给这些地区的交通、工业与民用建筑带来严重的危害。随着西部大开发的深入，在盐渍土上修筑的工程进一步增多，土体盐胀和冻胀造成工程破坏的例子屡见不鲜，它主要是由于硫酸渍土中硫酸钠结晶引起的，为保证工程建筑安全运行，我们需要深入展开硫酸盐渍土盐胀及抑制技术研究。
1 硫酸盐类盐渍土的盐胀影响因素
硫酸盐渍土盐胀随含水量、硫酸钠含量、初始干容重和温度等因素的改变而变化，且有一定规律性。
1.1 含水量对盐胀的影响
实验研究表明[1]，最佳含水量是硫酸盐渍土最大膨胀值的界限。由于土壤在最佳含水量时容易达到最佳夯实密度，即此时土的空隙率较小，但是如果发生盐胀，土壤也会跟着变形。当土壤中的含水量大约或小于最佳含水量时，土壤不易达到最佳密度，此时土壤的空隙率相对较大，使得盐胀变形受到限制。因此，在不包括吸附水的情况下，当土中的含水量大于或小于最佳含水量时，膨胀量都会呈现不同程度的降低。
1.2 含盐量对盐胀的影响
由于硫酸钠吸水结晶而导致土体的盐胀。土体的盐胀程度会随着土体中盐分的增加逐渐变大，而多余的盐分则不直接参与盐胀，只有当盐分增加到不能被土中水分完全溶解时才会发生盐胀现象。因此，含盐量增加的最初，盐胀率显著增大，但是随后趋势逐渐变缓[2]。
1.3 初始干密度对盐胀的影响
当初始干密度达到最小值以后，最终盐胀率起初随初始干密度的变大而增大，在相同含水量、含盐量和降温速率的条件下，最终盐胀率起初随初始干密度的变大而降低，存在一个最低盐胀值区间，初始干密度与其最终盐胀率的关系大致为倒二次抛物线型[3]。
1.4 降温过程中的盐胀规律
盐胀过程在一定的温度范围内表现的十分剧烈。土体的盐胀过程随着试件温度的进一步降低，会表现出较为缓慢的增长。对此规律可作如下解释：
1.4.1 随着温度进一步降低，一直降低到土体的冻结温度时，溶液中就会析出硫酸钠结晶。随之土壤中的液态水含量就会减少，土体中水开始结冰，体积膨胀1.09倍，土体冻结后产生的膨胀是盐胀和冻胀，故土体盐胀过程表现为缓慢的增长。
1.4.2 最初盐胀随着温度的降低表现出缓慢增长的趋势，由于溶液中析出硫酸钠结晶导致硫酸钠溶解度降低，从而使得土体中的硫酸钠溶液的计算浓度大于硫酸钠溶解度。硫酸钠析出结晶的速度随着溶液浓度的逐渐减小而趋于稳定，由于水分被Na2SO4·10H2O带走的不是很多，随着析出硫酸钠结晶，其溶液浓度迅速变大、硫酸钠结晶析出速度急剧增大，Na2SO4·10H2O从溶液中带走大量的水分，试样冻结前土体产生的膨胀是盐胀，土中固相体积增大4.18倍，故表现为剧烈的盐胀过程。
2 硫酸盐渍土盐胀的抑制
在硫酸盐渍土中掺入氯盐可以使得硫酸钠的溶解度随氯盐浓度增加而减小，因为将硫酸钠置于不同浓度的氯化钠溶液中，并控制在同一温度下，测得硫酸钠的溶解度随氯化钠溶液浓度增加而减小。同时，析出的Na2SO4便以粉末状态存在，而芒硝晶体析出量降低。另外以固体颗粒存在的NaCl对土颗粒具有一定的粘固性，从而使得土体抵抗膨胀压力的能力增强，故能够很好地抑制盐胀。
这种方法对治理硫酸盐渍土路基的病害很有效，但是对于硫酸盐渍土并不是掺入氯盐的量越多，抑制盐胀的效果就越好。硫酸盐渍土的盐胀受Na2SO4和Cl-/SO42-两因素的影响，不能简单地用Cl-/SO42-指标来评判盐胀。当Na2SO4含量较低时，Cl-/SO42-对盐胀具有抑制作用；当Na2SO4含量较高时，Cl-/SO42-对盐胀的抑制作用局限在一定的比值范围内，超过这一范围的界限值，Cl-/SO42-反而对盐胀具有促进作用。
3 硫酸盐渍土路基盐胀病害处理
对硫酸盐渍土路基盐胀病害的整治有多种方法：可用渗水土将路基换填或加高，设置毛细水隔断层，还有缓冲层法、增设护坡等等。这里主要介绍用灌注氯化钙抑制盐胀的方法[2]。
3.1 灌注氯化钙抑制盐胀的原理
用灌入氯盐的办法来抑制硫酸盐渍土的盐胀，通过上述分析发现当土中Cl-/SO42-的比值增大到4左右时，抑制盐胀的效果最为显著。在硫酸盐渍土中掺入氯盐之所以能减少盐胀，是因为硫酸钠在氯盐溶液中其溶解度随氯盐浓度增加而减小。这种方法对治理硫酸盐渍土路基的病害很有效，灌注氯盐的方法有人工和机械两种。
3.2 灌注工艺
按定位、钻孔、封孔、灌浆拔钻、填孔和冲管五道工序进行。封孔采用湿润土研钻杆周围捣实，灌浆压力0.1～0.15Mpa，流量为1.5～2.0l/m。灌注法的最大优点是施工安全，不干扰行车，工序简单，劳动强度小，特别是灌注氯化钙带进路基中附加水分少，不需其他加固工程，省工省料。缺点是机械灌注工效较低。灌注祛的效果可以长期保持，如果是路基高度不够，使路基产生次生盐溃化而造成路基的膨胀和松胀，灌注法的效果就不能持久，因为在这样的情况下，灌注法虽降低了路基土体中的硫酸盐含量，但地下水（包括溶解于水中的硫酸盐）仍然能够不断地转移到路基的土体中，使硫酸盐的含量不断增加，再造成路基膨胀和松胀。因此，灌注氯化钙整治硫酸盐渍土路基病害的方法，可在生产中推广使用，但必须注意它的使用范围。
4 结束语
影响盐渍土盐胀率的因素很多，温度、初始干密度、含盐量、含水量等因素都是主要因素。氯盐对硫酸盐渍土盐胀有抑制作用，利用灌入氯盐的办法来抑制硫酸盐渍土的盐胀，这种方法对治理硫酸盐渍土路基的病害很有效。盐渍土地区的路基病害产生是一个复杂的过程，目前国内缺乏系统研究盐渍土地区路基病害的相关成果，工程经验也不十分成熟。建议在防治盐渍土地区路基病害时注重对新的路基路面结构的研究。
参考文献：
[1]李东.贵州高速公路边坡加固防护形式初探[J].价值工程， 2010（17）.
[2]文燕，唐松玲.浅谈公路路基施工技术措施[J].科技创新导报，2007（32）.
[3]杨丽英，李斌.氯与硫酸根比值对硫酸盐渍土工程性质的影响[J].冰川冻土，1997（1）：84-89.
[4]曾招良.路基边坡坡面常见的防护措施及适用条件分析[J].广西质量监督导报，2007（04）.
[5]田继伟，倪亮.公路路基路面病害防治措施[J].技术与市场，2011（06）.
[6]李莉，胡玉萍.探讨公路工程路基路面病害治理措施[J].价值工程，2010（21）.
[7]刘东斌.公路工程路基施工技术[J].技术与市场，2011（07）.
[8]吴先刚.公路工程路基路面病害治理措施探讨[J].现代商贸工业，2008（09）.
[9]朱芝同，李国民.包兰二线铁路某段硫酸盐渍土的盐胀特性及其病害防治[J].地质灾害与环境保护，2011（03）.
[10]邴慧，马巍.盐渍土冻结温度的试验研究[J].冰川冻土，2011（05）.
作者简介：井浩（1978-），男，陕西兴平人，大学本科，讲师，研究方向：公路桥梁、岩土工程。
关键词：硫酸盐渍土 盐胀率 影响因素
我国西北地区分布着大面积的盐渍土。盐渍土在四季气温周期性变化过程中，土的物理力学性质发生剧烈的变化，盐渍土中盐分的迁移和聚集，反复结晶与溶解，给这些地区的交通、工业与民用建筑带来严重的危害。随着西部大开发的深入，在盐渍土上修筑的工程进一步增多，土体盐胀和冻胀造成工程破坏的例子屡见不鲜，它主要是由于硫酸渍土中硫酸钠结晶引起的，为保证工程建筑安全运行，我们需要深入展开硫酸盐渍土盐胀及抑制技术研究。
1 硫酸盐类盐渍土的盐胀影响因素
硫酸盐渍土盐胀随含水量、硫酸钠含量、初始干容重和温度等因素的改变而变化，且有一定规律性。
1.1 含水量对盐胀的影响
实验研究表明[1]，最佳含水量是硫酸盐渍土最大膨胀值的界限。由于土壤在最佳含水量时容易达到最佳夯实密度，即此时土的空隙率较小，但是如果发生盐胀，土壤也会跟着变形。当土壤中的含水量大约或小于最佳含水量时，土壤不易达到最佳密度，此时土壤的空隙率相对较大，使得盐胀变形受到限制。因此，在不包括吸附水的情况下，当土中的含水量大于或小于最佳含水量时，膨胀量都会呈现不同程度的降低。
1.2 含盐量对盐胀的影响
由于硫酸钠吸水结晶而导致土体的盐胀。土体的盐胀程度会随着土体中盐分的增加逐渐变大，而多余的盐分则不直接参与盐胀，只有当盐分增加到不能被土中水分完全溶解时才会发生盐胀现象。因此，含盐量增加的最初，盐胀率显著增大，但是随后趋势逐渐变缓[2]。
1.3 初始干密度对盐胀的影响
当初始干密度达到最小值以后，最终盐胀率起初随初始干密度的变大而增大，在相同含水量、含盐量和降温速率的条件下，最终盐胀率起初随初始干密度的变大而降低，存在一个最低盐胀值区间，初始干密度与其最终盐胀率的关系大致为倒二次抛物线型[3]。
1.4 降温过程中的盐胀规律
盐胀过程在一定的温度范围内表现的十分剧烈。土体的盐胀过程随着试件温度的进一步降低，会表现出较为缓慢的增长。对此规律可作如下解释：
1.4.1 随着温度进一步降低，一直降低到土体的冻结温度时，溶液中就会析出硫酸钠结晶。随之土壤中的液态水含量就会减少，土体中水开始结冰，体积膨胀1.09倍，土体冻结后产生的膨胀是盐胀和冻胀，故土体盐胀过程表现为缓慢的增长。
1.4.2 最初盐胀随着温度的降低表现出缓慢增长的趋势，由于溶液中析出硫酸钠结晶导致硫酸钠溶解度降低，从而使得土体中的硫酸钠溶液的计算浓度大于硫酸钠溶解度。硫酸钠析出结晶的速度随着溶液浓度的逐渐减小而趋于稳定，由于水分被Na2SO4·10H2O带走的不是很多，随着析出硫酸钠结晶，其溶液浓度迅速变大、硫酸钠结晶析出速度急剧增大，Na2SO4·10H2O从溶液中带走大量的水分，试样冻结前土体产生的膨胀是盐胀，土中固相体积增大4.18倍，故表现为剧烈的盐胀过程。
2 硫酸盐渍土盐胀的抑制
在硫酸盐渍土中掺入氯盐可以使得硫酸钠的溶解度随氯盐浓度增加而减小，因为将硫酸钠置于不同浓度的氯化钠溶液中，并控制在同一温度下，测得硫酸钠的溶解度随氯化钠溶液浓度增加而减小。同时，析出的Na2SO4便以粉末状态存在，而芒硝晶体析出量降低。另外以固体颗粒存在的NaCl对土颗粒具有一定的粘固性，从而使得土体抵抗膨胀压力的能力增强，故能够很好地抑制盐胀。
这种方法对治理硫酸盐渍土路基的病害很有效，但是对于硫酸盐渍土并不是掺入氯盐的量越多，抑制盐胀的效果就越好。硫酸盐渍土的盐胀受Na2SO4和Cl-/SO42-两因素的影响，不能简单地用Cl-/SO42-指标来评判盐胀。当Na2SO4含量较低时，Cl-/SO42-对盐胀具有抑制作用；当Na2SO4含量较高时，Cl-/SO42-对盐胀的抑制作用局限在一定的比值范围内，超过这一范围的界限值，Cl-/SO42-反而对盐胀具有促进作用。
3 硫酸盐渍土路基盐胀病害处理
对硫酸盐渍土路基盐胀病害的整治有多种方法：可用渗水土将路基换填或加高，设置毛细水隔断层，还有缓冲层法、增设护坡等等。这里主要介绍用灌注氯化钙抑制盐胀的方法[2]。
3.1 灌注氯化钙抑制盐胀的原理
用灌入氯盐的办法来抑制硫酸盐渍土的盐胀，通过上述分析发现当土中Cl-/SO42-的比值增大到4左右时，抑制盐胀的效果最为显著。在硫酸盐渍土中掺入氯盐之所以能减少盐胀，是因为硫酸钠在氯盐溶液中其溶解度随氯盐浓度增加而减小。这种方法对治理硫酸盐渍土路基的病害很有效，灌注氯盐的方法有人工和机械两种。
3.2 灌注工艺
按定位、钻孔、封孔、灌浆拔钻、填孔和冲管五道工序进行。封孔采用湿润土研钻杆周围捣实，灌浆压力0.1～0.15Mpa，流量为1.5～2.0l/m。灌注法的最大优点是施工安全，不干扰行车，工序简单，劳动强度小，特别是灌注氯化钙带进路基中附加水分少，不需其他加固工程，省工省料。缺点是机械灌注工效较低。灌注祛的效果可以长期保持，如果是路基高度不够，使路基产生次生盐溃化而造成路基的膨胀和松胀，灌注法的效果就不能持久，因为在这样的情况下，灌注法虽降低了路基土体中的硫酸盐含量，但地下水（包括溶解于水中的硫酸盐）仍然能够不断地转移到路基的土体中，使硫酸盐的含量不断增加，再造成路基膨胀和松胀。因此，灌注氯化钙整治硫酸盐渍土路基病害的方法，可在生产中推广使用，但必须注意它的使用范围。
4 结束语
影响盐渍土盐胀率的因素很多，温度、初始干密度、含盐量、含水量等因素都是主要因素。氯盐对硫酸盐渍土盐胀有抑制作用，利用灌入氯盐的办法来抑制硫酸盐渍土的盐胀，这种方法对治理硫酸盐渍土路基的病害很有效。盐渍土地区的路基病害产生是一个复杂的过程，目前国内缺乏系统研究盐渍土地区路基病害的相关成果，工程经验也不十分成熟。建议在防治盐渍土地区路基病害时注重对新的路基路面结构的研究。
参考文献：
[1]李东.贵州高速公路边坡加固防护形式初探[J].价值工程， 2010（17）.
[2]文燕，唐松玲.浅谈公路路基施工技术措施[J].科技创新导报，2007（32）.
[3]杨丽英，李斌.氯与硫酸根比值对硫酸盐渍土工程性质的影响[J].冰川冻土，1997（1）：84-89.
[4]曾招良.路基边坡坡面常见的防护措施及适用条件分析[J].广西质量监督导报，2007（04）.
[5]田继伟，倪亮.公路路基路面病害防治措施[J].技术与市场，2011（06）.
[6]李莉，胡玉萍.探讨公路工程路基路面病害治理措施[J].价值工程，2010（21）.
[7]刘东斌.公路工程路基施工技术[J].技术与市场，2011（07）.
[8]吴先刚.公路工程路基路面病害治理措施探讨[J].现代商贸工业，2008（09）.
[9]朱芝同，李国民.包兰二线铁路某段硫酸盐渍土的盐胀特性及其病害防治[J].地质灾害与环境保护，2011（03）.
[10]邴慧，马巍.盐渍土冻结温度的试验研究[J].冰川冻土，2011（05）.
作者简介：井浩（1978-），男，陕西兴平人，大学本科，讲师，研究方向：公路桥梁、岩土工程。