11.5.1 隔断层设置方法
1）盐分的迁移
地下水沿土层毛细管上升高至地表或接近地表，经蒸发作用水中盐分被析出并聚集于地表或地表下土层中。因此，盐分是随着水分的迁移而迁移的。随着盐分的迁移，可使非盐渍土变成盐渍土。盐渍土在外界因素的作用下，可使周围非盐渍土次生盐渍化。盐渍土在外界因素的作用下，可使周围非盐渍土次生盐渍化，因此具有以下的移动规律。
（1）竖直移动规律。盐渍土中的易溶盐，在一年中随着气温、降水、蒸发和水文条件的变化而发生周期性的聚集与淋溶现象。在干旱季节，气温升高，蒸发量大，矿化度高的地下水，盐分从溶液中结晶析出，在地表聚集。这时盐渍土表层的含量最大，地表下部随深度增加则含盐量相对减少。在潮湿或降水季节，地表的部分易溶盐由于降水或其他水分的溶解而随水下渗，转入下层。这时盐渍土表层的含盐量则相对减小，表层下部的含盐量增大。
（2）水平移动规律。易溶盐在水中的水平移动是通过地下水或地面水的水平运动而产生的。当地下水在土层中流动或地面水沿地面流动时，部分易溶盐溶于水中被带走，在其他地势低洼聚集析出，形成易溶盐的水平移动。由于不同盐类具有不同的溶解度，在移动过程中不同的盐类发生逐次沉积现象，出现不同盐类在平面上随着地势呈现带状分布的规律。
（3）灌区易溶盐的移动规律。灌溉时，地表大量水分下渗会抬高灌区及附近的地下水位，同时使土层上部的盐分向下淋溶，并向灌区附近地区转移。由于灌区附近地区地下矿化程度的增加，也由于地下水位升高加速了矿化水的蒸发过程，因此，灌溉的结果不仅会使灌区脱盐，而且也会使灌区附近发生新的盐渍化。
2）毛细上升高度
为了阻止盐分的迁移必须阻断水分的迁移。对于道面结构而言，水分的迁移主要是由毛细和渗透作用引起的水分在竖直方向的运动。我国西北地区气候干燥，降水量小，蒸发量大。由毛细作用引起的水分上升要远大于降水引起的水分下渗。为了阻止毛细作用引起的水分上升，可以在道面结构中设置隔断层，阻断水分的上升通道，保证道面结构不被盐分所侵入。
隔断层材料主要起阻止水分上升的功能。根据毛细作用原理，颗粒组成的孔隙越大则毛细上升高度就越小。通过不同颗粒级配的毛细试验可知，粉质土含盐量毛细上升的高度如图11-9所示。
图11-9 粉质土毛细上升高度
粉质土毛细管水的上升高度与土体中含盐量成正比，即含盐量越大，毛细管水的上升高度越高，但差别不太大。特别是含盐量进一步增大时，对毛细作用的影响趋于减弱。这是因为盐本身有吸水作用，特别是Na2SO4遇水后变为Na2SO4·10H2O，使体积膨胀，毛细水上升高度增强。当含盐量达到一定程度后，趋于饱和，对毛细作用的影响就逐渐减弱。从试验中得知，粉质土的毛细作用强烈，特别是粉质土中含盐时，土体膨胀，毛细作用更加强烈。
西北砂砾石广泛被用来修筑道面结构的基（垫）层，各地的砂砾石在级配上差别很大。对于毛细作用影响最大的细粒土（小于0.074mm）和砂类土（小于2.0mm）的含量。因此，对不同细粒土和砂类土含量的毛细上升高度进行试验。试验结果见图11-10。
图11-10 砂砾石土毛细上升高度
当5mm以下粒径为零时，不管5mm以上的粒径级配如何，毛细管水上升高度基本相等，这说明毛细管水的上升高度，主要是5mm以下的粒径影响。如果使5mm以下的粒径为零时，毛细管水的上升高度下降很快，上升高度很小。
卵石是指粒径大于60mm的颗粒质量占75%以上，其组成的孔隙更大，毛细上升高度要比砂砾石更低。现选取两组卵石级配如表11-7所示，进行毛细上升高度试验。试验结果表明，其毛细上升高度均为3mm。说明卵石的颗粒组成对毛细上升高度的几乎不造成影响。
3）级配范围
从防止水分上升的角度，隔断层应选择卵石和砂砾石。对于砂砾石应减小5mm以下粒径有含量，使其接近于零。
卵石颗粒组成的应符合表11-7的要求。
表11-7 卵石颗粒级配范围
砂砾石颗粒组成的应符合表11-8的要求。
表11-8 砂砾石颗粒级配范围
4）隔断层厚度的确定
盐渍土最明显的特征是吸收水分后引起的体积膨胀。当体积膨胀受到约束后，就会产生膨胀力，其最大的膨胀力为不产生体积膨胀时。隔断层作为道面结构的最下层，其上各层都要求采用非盐渍土。因此，隔断层上面的道面结构是不会发生膨胀的。隔断层以下为含盐原状土土质，即隔断层以下的土质在温度变化和水分作用下会发生盐胀。可以把隔断层以上的非盐胀土质，看成是上覆荷载。在上覆荷载的作用下，会抑制盐胀发生。能否完全抑制隔断层以下的土质发生盐胀，取决于隔断层以上非盐胀土层的厚度，也即设置的隔断层深度。采用这种方法确定隔断层埋置深度，应该是最有效防止盐胀的方法。
设置隔断层的道面结构如图11-11所示。h为设置的隔断层深度，隔断层以上是垫层、基层和面层，为上覆荷载。隔断层以下为盐渍土。在单位长度内如果上覆荷载产生的反压力等于单位盐胀力，就不会发生盐胀，这时求得的hz即为设置的隔断层深度。
图11-11 道面结构示意图
设面层的密度为ρm，宽度为Bm，厚度为hm；基层的密度为ρj，宽度为Bj，厚度为hj；垫层的密度为ρd，宽度为Bd，厚度为hd；隔断层的密度为ρg，宽度为Bg，厚度为hg；则单位长度上作用在土基顶面的荷载为
设盐渍土的单位膨胀力为F，则FBg=P时，即为所求的隔断厚度。
隔断层的埋置深度为
隔断层的厚度和埋置深度应先确定面层、基层和垫层的厚度、材料和盐渍土的膨胀力后，再计算隔断层厚度和埋置深度。
任何盐渍土地段，含盐量不同，单位盐胀力也不同。一般说来，含盐量越大，单位盐胀力就越大。目前，盐渍土的膨胀力还没有统一的方法进行测定。测定单位盐胀力，可采用在盐渍土表面施加荷载的方法，使盐渍土表面不产生任何位移，测得反力可认为是盐渍土的膨胀力。
试验材料为新疆南疆某机场的天然砂砾石，测定含硫酸钠总量（Na2SO4）为1.52%，含水量控制在18.5%；另一试样，硫酸钠总量（Na2SO4）为1.31%，含水量控制在17.8%；进行盐胀力的测定。测试结果如图11-12所示。
图11-12 不同月份盐胀力的变化
从图11-12可以得出，随着不同月份的变化，表明试样所处的温度发生变化，即随着温度的下降，盐渍土的膨胀力是增大的，这是因为，温度的下降更能使盐渍土中的硫酸钠结晶，产生体积膨胀更大，导致膨胀力的增加。同样，随着硫酸钠含量的增大，盐渍土产生的膨胀力也增大。
由于盐渍土体本身的覆盖作用，使得盐渍土体不同深度的膨胀力发生变化。图11-13为不同深度盐渍土膨胀力的变化。随着深度的加大，盐渍土产生的膨胀力减少。其原因是某一深度处的上面盐渍土可以看作是作用其上的外荷载，其作用是扼制盐渍土的膨胀，结果使盐渍土的最终膨胀力减少。因此，对于盐渍土的膨胀力可只考虑表面的膨胀力，而不需要考虑不同深度的膨胀力。
图11-13 盐胀力随深度变化