高速公路盐渍土路基易溶盐含量检测

库阿高速盐渍土路基易溶盐含量检测

摘要：在盐渍土公路路基施工中,确定土的含盐程度非常重要,不论是对细粒土内易溶盐进行测定步骤,还是对粗粒土易溶盐试验成盐分析，都是核心问题。特别是粗粒土填筑的路基发生盐胀,构造物发生腐蚀的现象越来越多,是当前应该引起重视的一个重要问题,本文对这个问题进行了一定的探索和分析。

关键词：库阿高速、盐渍土、含盐量检测

一、引言

盐渍土作为一种特殊土，在环境条件变化过程中，由于土体中盐碱成分的迁移和聚集，反复结晶与溶解，积盐与脱盐过程的频繁交替与反复，使其表现出特有的工程特性，对工程建设有着不同程度的影响，如果不处置或处置不当将对工程建设的产生极大的危害。库车至阿克苏高速公路沿线广泛分布有盐渍土和盐渍化软弱土，由于盐渍土工程性质比较特殊，如何有效地进行盐渍土地段路基设计，确保公路建设质量和公路建成营运后的长期稳定性，是库阿高速公路建设中亟待解决的关键技术问题。

二、工程概况

国家高速公路项目、新疆库车至阿克苏高速公路是国家高速公路网规划中连云港至霍尔果斯高速公路的重要联络线，也是新疆“Y”形公路网纵贯南北疆快速干线的重要组成部分，是中国通往中亚及欧洲的又一条重要通道。项目主线全长260公里，双向四车道，设计时速100公里，采用设计施工总承包模式建设。经过多次调查和勘测，查明该地区广泛分布着大量的各种类型的盐渍土。鉴于盐渍土成因的复杂性、种类的多样性和工程特性差异性，此前国内外开展的对盐渍土工程特性研究和探索，针对不同的目的，采用了不同的理论和方法来解释和论证其工程性质，但对该类型路基处理技术研究不足，因此，密切结合库阿高速公路建设项目的实际需要，借鉴和总结已有的研究成果，开展粗颗粒盐渍土公路路基稳定技术的研究十分必要。

三、盐渍土的成因及主要特征：

盐渍土的定义

盐渍土是不同程度盐碱化土的总称。在公路工程中，系指地表下1.0m内易溶盐含量平均大于

或等于0.3%的土（粗粒土的盐渍土单独予以界定）。

盐渍土形成应具备的条件：

1. 地下水的矿化度较高，有充分的盐分来源。岩层含盐矿物的风化产物是盐渍土中盐分的主

要来源，而且盐渍土中盐分的化学成分也与这些风的成分有关。

2. 地下水位较高，毛细作用能达到地表或接近地表，有被蒸发作用影响的可能。土中水能通

过土层蒸发而形成盐的深度称为临界深度。土中水的埋深大于临界深度时，则不致形成盐

渍土。临界深度的大小决定于土的毛细上升高度和蒸发强度。

3. 气候比较干燥，一般年降雨量小于蒸发量的地区，易形成盐渍土。例如我国西北地区降水

稀少，蒸发量大，一般年降水量在200mm以下而蒸发量却高达3000mm以上，干燥度可高达

80左右，相对湿度只有40%。

在这种极端干旱的气候条件下，使盐分有利于在土层中聚集。

四、易溶盐试验方法及步骤

（一）试验取土样的方法

1、清表时取土：

弱盐渍土每隔一百米取一次土进行试验，非盐渍土每五百米取一次土。

2、取土场取土：

探坑深度在四米范围内，从表层至底层按如下顺序进行取土：

0-25cm/25-50cm/50-75cm/75-100cm/100-150cm/150-200cm/200-250cm/250-300cm/300-

350cm/350-400cm

将取来的土过1毫米的筛，放在烘箱里，待土烘干后备用。

（二）易溶盐待测液的制定：

1.称取100g土样，量取500 ml水，将其放入锥型瓶内，摇匀。

2.用离心机将混合液过滤，将滤液取出放入锥型瓶内，准备使用。

钾钠的计算

（三）易溶盐总量的测定步骤

1.取待测液50或100ml，注入恒量的蒸发皿中，盖表皿，水浴上蒸干。（干后如有黄褐色，加15%的

H

2O

2

，1-3 ml继续蒸干，反复处理，至黄褐色消失）

2.蒸发皿在烘箱4h-8h取出，在干燥器中冷却0.5 h，称量。再烘2h-4h，冷却0.5 h称量，反复至

前后质量差不大于0.0001g。记录称量数据。

3.计算：

易溶盐总量（%）=(m

2-m

1

)/ms*100

m

1

-----------蒸发皿加干残渣质量

m

2

-----------蒸发皿质量

ms------------当量干土的质量（四）易溶盐碳酸根及碳酸氢根的测定步骤

1.取待测液25 ml，加0.5%的酚酞2---3滴，不显红色，无CO

3，显红色，用H

2

SO

4

滴至红色刚消失为

止，记消耗量V

1

2.上述液体再加0.1%的甲基橙1---2滴，用H

2SO

4

滴至黄色突变橙红色，记消耗量V

2

3.滴后的试液可测Cl-。

4.计算

CO

32-（mmol1/2 CO

3

2-/㎏）=2V

1

*c/m*1000

CO

32- (%)=CO

3

2-（mmol1/2 CO

3

2-/㎏）*0.0300/10

HCO

3-（mmol1/2 HCO

3

-/㎏）=(V

2

-V

1

)*c/m*1000

HCO

3- (%)=CO

3

2-（mmol1/2 CO

3

2-/㎏）*0.0610/10

V 1--------滴CO

3

2-时H

2

SO

4

消耗

V 2--------滴HCO

3

-时H2SO4消耗

C---------1/2H

2SO

4

的浓度

m---------当量土的质量

0.0300----1/2 CO

3

2-摩尔质量

0.0610---- HCO

3

-摩尔质量

（五）易溶盐氯根的测定步骤--硝酸银滴定法

1.取待测液25 ml，加甲基橙指示剂，逐加0.2mol/L的NaHCO

3

至纯黄色，控制PH为7

2.再加5%的K

2CrO

4

（铬酸钾）指示剂5—6滴，用AgNO

3

标准液滴至有砖红色沉淀，记消耗量V,

3.如含氯离子高，减少待测液量，重取重滴。

4.计算：

Cl-（mmol /㎏）=V*c/m*1000

Cl- (%)=Cl-（mmol /㎏）*0.0355*1000

C-------- AgNO3的浓度

m--------当量土的质量

V-----------AgNO

3

的消耗量

0.0355----氯的摩尔质量

（六）易溶盐钙和镁离子的测定步骤--EDTA配位滴定法

1.取待测液25 ml，加PH缓冲液2 ml，摇匀K—B指示剂0.1g,用EDTA滴定至由酒红色突变为纯蓝

色，记消耗量V2{钙镁含量测定步骤}

2. 测钙，另取待测液25 ml ，加1：1的盐酸一滴，沸煮1min 冷却，加2mol/L 的NaOH 2 ml ，摇匀，

放置1—2分钟，使PH 达到12.0以上。加钙指示剂约0.1g 用EDTA 滴定至溶液由红色突变为纯蓝色，记消耗量V 1 3. 计算：

Ca 2-（mmol 1/2 Ca 2-

/㎏）=2V 1*c/m*1000 Ca 2- (%)=Ca 2-（mmol 1/2 Ca 2- /㎏）*0.0200/10

Mg 2-（mmol 1/2 Mg 2- /㎏）=2(V 2-V 1) *c/m*1000 Mg 2- (%)=Mg 2-（mmol 1/2 Mg 2- /㎏）*0.0122/10

C-------- EDTA 的浓度 m--------当量土的质量

0.0200-----1/2 Ca 2-的摩尔质量 0.0122-----1/2 Mg 2-的摩尔质量

（七）易溶盐硫酸根的测定步骤---EDTA 间接配位滴定法

1. 取待测液25 ml ，加1：4的盐酸5滴，加热至沸，趁热加5---10 ml 的钡镁混合液（继续微煮五

分钟后放置2小时）

2. 加PH10缓冲液5 ml ，加铬黑T 或KB 指示剂约0.1g 。用EDTA 滴定至酒红色突变为蓝色，记消耗量

V 1

3. 空白标定：取25 ml 水，加钡镁混合液5---10 ml ，其余条件相同，用EDTA 滴定至酒红色突变为

蓝色，记消耗量V 2.

4. 待测液钙镁离子测定步骤时EDTA 消耗量V 3

5. 计算：

SO 42-（mmol 1/2 SO 42- /㎏）=2c*(v 2+v 3-v 1)/m*1000 SO 42- (%)=SO 42-（mmol 1/2 SO 42- /㎏）*0.0480/10

C-------- EDTA 的浓度 m--------当量土的质量

0.0480-----1/2SO4的摩尔质量 （八）钾钠的计算

K -+Na -（mmol /㎏）=阴离子总重(Cl -+SO 42-+HCO 3-)-阳离子总重(Ca 2-+Mg 2-) K -+ Na -= K -+ Na -（mmol /㎏）*23 五、试验结果

（一）、盐渍土的分类

表1：盐渍土按含盐性质分类盐渍土名称离子含量比值

Cl-/SO

42-CO

3

2-+HCO

3

-/Cl-+ SO

4

2-

氯盐渍土＞2

亚氯盐渍土1～2

亚硫酸盐渍土0.3～1.0

硫酸盐渍土＜0.3

碳酸盐渍土 ----- ＞0.3

表2：细粒土按盐渍化程度分类

盐渍土名称土层的平均含盐量

氯盐渍土及亚氯盐渍土硫酸盐渍土及亚硫酸盐渍土弱盐渍土0.3～1.0 0.3～＜0.5

中盐渍土 1.0～＜5.0 0.5～＜2.0

强盐渍土 5.0～8.0 2.0～5.0

过盐渍土＞8.0 ＞5.0

表3：粗粒土按盐渍化程度分类

盐渍土名称通过1mm筛孔的平均含盐量

氯盐渍土及亚氯盐渍土硫酸盐渍土及亚硫酸盐渍土弱盐渍土 2.0～＜5.0 0.5～＜1.5

中盐渍土 5.0～＜8.0 1.5～＜3.0

强盐渍土8.0～10 3.0～6.0

过盐渍土＞10 ＞6.0

（二）、实验数据分析

表4：易溶盐试验记录

易溶盐试验记录

试表01

工程名称G314库车至阿克苏高速公路试验单位中国交通建设库车至阿克苏高速公路二分指挥部试验室

取样地点K851+000-K851+100 试验规程JTG E40-2007 试样深度试验者

试样描述计算者

校核者试验日期2010年1月24日

离子吸取

液ml

相当

于土

质量

g

标准液

mol/l

滴定

前ml

滴定后

ml

消耗量

ml

平均值

ml

mmol/kg 质量%

1/2CO

32-25 5

1/2H

2

SO

4

0.0202

0.0 0.0 0.0

0.00 0.000 0.000

0.0 0.0 0.0

HCO

3-25 5

1/2H

2

SO

4

0.0202

19.2 19.8 0.6

0.60 2.424 0.015

19.8 20.4 0.6

CL-25 5

AgNO

3

0.0084

1.2 57.0 55.8

55.65 93.492 0.332

0.0 55.5 55.5

1/2SO

42-25 5

EDTA

0.031

2.9 18.5 15.6

15.60 73.160 0.351

18.5 34.1 15.6

1/2

（C

a 2++M

g

2+

）25 5

EDTA

0.031

11.4 25.0 13.6

13.40 166.160 0.331

25.0 38.2 13.2

1/2Ca2+25 5

EDTA

0.031

4.5 17.7 13.2

13.25 164.300 0.329

17.7 31.0 13.3

1/2 Mg2+/ / 0.15 1.860 0.002 K++Na+ 2.916 0.007 CL-

/1/2SO

42-

1.278 1.035

总盐量吸取液ml 皿号

皿重

（g）

皿+盐重

（g）

盐重

（g）

单个值

（%）

平均值（%）

50

57

57.89

92

58.1496 0.2504 2.5040

2.582

63

69.09

66

69.3625 0.2659 2.6590

盐渍土类

别根据JTG E40-2007《土工试验规程》及XJTJ01-2001《新疆盐渍土地区公路路基路面设计与施工技术规范》 CL-/1/2SO42-＝1.278,总盐为2.582,属亚氯盐弱盐渍土。

本表反应的是K851+000-K851+100路段盐渍土的试验数据，主要检测了总盐以及CO

32- Cl- HCO

3

-

SO

4

2- Ca2 Mg2+ ，试验结果满足离子和/0.9＞总盐、总盐＞离子和，但不超过其10%为合格，根据下表盐渍土的分类来判定土的类别。此路段土为粗粒土，由表可知CL-/1/2SO42-＝1.278属于亚氯盐，在看总盐量为2.582弱盐渍土，可判定此路段为亚氯盐弱盐渍土。

（三）施工中的控制：

盐渍土地区路基由于清表、换填等产生的废方处理，应在有利于水土保持、防止次生盐渍化和环境污染的前提下，进行专项设计；原则上应设置弃土场集中堆放。弃土场应选在距公路至少100m 以外的低凹处和含盐量高的荒地上，必要时应采取防水、防渗措施。

1、工程开工前：应严格按照 XJTJ01-2001《新疆盐渍土地区公路路基路面设计与施工技术规范》清除

表层30cm后，由负责现场的技术人员通知相关试验人员，按盐渍土路段100m、非盐渍土路段500m 取样进行易溶盐试验，如试验路段含盐，则应进行换填。

2、路基施工中：路基填筑前，试验室应做好土场的检测工作。按其深4m、50m见方开挖探坑，探坑的

数量由土场面积决定，每个探坑严格按照0-5cm、5-25cm、25-50cm、50-75cm、75-100cm、100-150cm、150-200cm、200-250cm、250-300cm、300-350cm、350-400cm取样；路基填筑过程中，在进行下一层路基填筑前，现场技术人员应通知试验人员现场取样，按97区以下每500m检测一次，

97区以上（含97区）每200m检测一次。（注：如施工过程中，有发现路基出现泛盐、发白现象，应立即通知试验人员进行易溶盐试验,并且在结果出来之前，不允许进行下一道工序）。

3、底基层施工中：由于底基层施工中要用到的也是天然砂砾，所以相应的也需要进行易溶盐试验。底

基层施工前，可根据现场技术员提供的具体方量，由试验人员确定该土场大致的探坑数量，检测频率和路基填筑前的一样。

（四）处理措施

本项目区域内盐渍土分布广泛，盐渍土分布范围及分布类型变化较大，含盐性质主要为亚硫酸或硫酸盐渍土，盐渍化程度为弱到强。在查清盐渍土的分布类型、盐渍化程度及其在土层不同深度中的变化情况、盐渍土路段的自然条件及水文地质条件的基础上，参照新疆多年建设经验及库尔勒至库车高速公路的成功做法，路基尽可能采用路堤形式通过，地基盐渍土处理执行《公路路基设计规范》（JTG D30—2004）和《新疆盐渍土地区公路路基路面设计与施工规范》（XJT J01—2001）《盐渍土地区公路设计与施工指南》有关规定，根据沿线盐渍土的含盐量类型、盐渍化程度及地下水位和地质情况，采取好处理措施，盐渍土作为一种特殊土，在环境条件变化过程中，由于土体中盐碱成分的迁移和聚集，反复结晶与溶解，积盐与脱盐过程的频繁交替与反复，使其表现出特有的工程特性，对工程建设有着不同程度的影响，如果不处置或处置不当将对工程建设产生极大的危害。

1．盐渍土地基处理方法：

基底表层处理

对路堤基底（包括护坡道）范围内的表层眼霜、盐壳、高盐含量、腐殖质土等植被及其根

系必须严格清除，清除表层土深度应根据试验确定，一般不小于30cm.

基底浅层处理

在重盐渍土地带的过湿路段、池塘、水坑等软弱地基，软弱土层厚度在3m以内时可做浅层处理，以提高地基承载力，消除盐渍化土层对路基的危害。可采用排水、挖除软弱土层或高含盐土层，换填非盐渍化渗透性好的砂或砂砾的措施，挖除深度应经过详细调查而定，以达到换填后路堤基地承载力符合设计要求。一般情况下，高速公路、一级公路换填厚度不宜小于1.0m，其他公路不小于0.5-0.8m。

2. 隔断层

隔断层设在路堤内一定深度，以隔断向上前一的水分和盐分，是防止路基盐胀、翻浆等有

效的路基处理措施，也是盐渍土地区降低路基高度常用的做法。按其材料的透水性能可分为透

水性隔断层与不透水性隔断层两大类。透水性隔断层材料有砾（碎）石、砂、风积沙等；不透

水隔断层材料有复合土工膜、土工膜、沥青砂等。

①、砾（碎）石隔断层，适用于地下水位较高或降水较多的强盐渍土地区新建的二级以上公路。

②、风积沙或河沙隔断层，适用于缺乏砾石材料而沙材丰富的沙漠边缘、河道下游地段的新建、改建

公路。

③、复合土工膜隔断层。在中、强或过盐渍土地区修建次高级路面以上的公路宜采用复合土工

膜隔断层。其品种一般可分为二布一膜、一布一膜，切均具备抗渗、耐腐蚀、抗老化和耐冻

性能及相当的强度。

④、土工膜隔断层，适用于强、过盐渍土地段新建或改建公路，其中聚乙烯防渗透膜、聚丙烯淋膜编

织布只宜在三、四级公路上使用。

六、结论

本文以库阿高速公路盐渍土地段为试验研究依托工程，针对该盐渍土地段的易溶盐含量检测进行

了研究工作。易溶盐对盐渍士的热特性有着重要的影响，含盐量较高的盐渍土在环境温度降低(升高)时，会有两级放热(吸热)反应，且该现象随含水率增大愈剧烈，该现象将会是影响工程建筑融沉(冻胀)的一个重要因素。路基是路面的基础，只有确保路基长期稳定，才能防止产生路基、路面病害。盐渍

土地区的公路路基设计应在做好调查研究和勘探试验工作的基础上进行特殊设计，以满足路基强度和

稳定性、耐久性等方面的要求。

参考文献

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[5]新疆维吾尔自治区公路行业技术规范．新疆盐渍土地区公路路基路面设计与施工规范(XJTJ011001)[S]鸟鲁木齐：新疆维吾尔自治区交通厅发布，2001