西宁地区盐渍土盐胀特性及其地基处理方法探讨_安海文

表 １ 土中易溶盐指标
土中易溶盐 W(mg/kg) 分析成果
Na（+ mg/kg）
SO42（- mg/kg）
范围质 1970～13390 68.25～1290.35 845.33～8833.68
平均值
6872
土样膨胀力 （KP）a 15～46
24.9
自由膨胀率 （%） 11～84
２．１．２ 处理方法及效果 资料表明，场内绝大部分地基
青海境内多年勘察、研究资料 显示，盐渍土主要分布于柴达木盆 地西部及青海、平安河湟谷地湟水 河南岸山前倾斜平原带。其形成与 大陆抬升古海洋逐渐干涸，低洼地 带的聚集、蒸发作用有关。其工程 地质特性主要有： 1.1 溶陷性
过去，由于工程技术人员对盐
渍土地基认识不足，地基处理宽度 和厚度偏小，地基处理后消除湿陷 效果差，剩余湿陷量偏大等多种原 因，地基土一旦浸水，因土中易溶 盐的溶解，土体原有结构的破坏， 使地基土承载力降低，并产生较大 的湿陷导致其上建筑物产生沉降。 由于地基浸水范围、浸水量往往是 不均匀的，因而地基沉降也是不均 匀的。典型的有某监舍楼下沉，青 海某电厂的水处理厂房下沉等事 例。 １．２ 盐胀性
细水问题以及应力缓释是需要解 决的两大问题。目前，湿陷性黄土 地区建筑规范对湿陷性土层处理 规定中不容许采用粗粒土料的规 定，多年来人们对处理黄土状盐渍 土地基总是习惯性回避碎石、砂砾
料的使用。因而给这类地基土工程 处理人为设定了一道门槛。 ３．２ 突破规范的成功案例
毛细水问题以及应力缓释是 需要解决的两大问题。在前文提到 的铬盐厂及变电所一带的特殊地 基工程处理工作中，具体问题具体 分析，针对地面下 3m 以下大气影 响作用较弱，而 3m 以上大气影响 异常剧烈的特点。在 3m 以下采用 了碎石桩，而 3m 以上采用碎石垫 层进行处理。观测结果显示：这一 突破性地基处理方案效果非常好。
盐渍土地基对工程建筑物的 危害往往是多方面的，几种作用可 能同时存在的，因此要根据场地盐 渍土的类型、含盐量、成分及其环 境因素综合确定地基处理方案。
２ 西宁地区盐渍土地基处理 现状及存在的问题
依据 《盐渍土地区建筑规范》 （SY/T0317- 97），可选择的方案有：
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《工业建筑防腐蚀设计规范》 GB50046－2008 第 4.7.2 条第 4 款 规定: 当污染土对水泥类材料的腐 蚀性等级为强、中时，不宜采用水 泥粉煤灰碎石桩、夯实水泥土桩、 水泥土搅拌法等含有水泥的加固 方法。但硫酸根离子介质腐蚀时，
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可采用抗硫酸盐硅酸盐水泥。 当时使用的虽然是老规范，但
性质[4]，有的使石灰不能固结钙化 失去加固作用，内在原因很简单。 但由于对盐渍土的这一特性缺乏 认识，所以对盐渍土地基处理采取
条件下还是不成熟的，需慎重考 虑。那么，究竟如何选择地基处理 方案呢？以下将通过具体研究事例 对盐渍土地基处理方法进行探讨。 ２．１ 处理方法一：灰土垫层 ２．１．１ 工程概况
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强夯、灰土或易夯实的非盐渍土回 填、桩基、墩式基础。尽管桩基、墩 式基础是可行的，但成本却往往很
2.1.3 原因分析 石灰类材料在酸或硫酸盐作
用下所产生的盐类，有的具有膨胀
高，一般条件下不应优先考虑。强 夯、灰土或易夯实的非盐渍土回填 法，在一些条件下被证明是可行 的；但在西宁地区看来，某些特地
均采用该方案处理了地基。勘探时 发现，垫层总体质量很差，虽经 3、4 年固结，土体仍很松散，几乎看不 出碾压痕迹。起初，我们推断是施 工质量所致，后经查实，当时施工 质量是经过严格控制，并完全符合 规范要求的。处理后的场区仍产生 大面积变形破坏，与处理前几乎没 有多大变化。
分 析 表 明 ，由 于 规 范 、规 程 对 硫酸类膨胀盐渍土产生盐胀破坏 缺乏动态认识。该例中，厂房之所 以在建成后前两年没有明显变形 破坏迹象，是因为采用了非盐渍土 换填；而由于细粒土毛细水上升高 度大，将其下部及周边环境中的盐 份不断带入并析出于素土垫层之 中，随着时间的推移和地质环境的 变化，其地基处理失效，从而发生 盐胀破坏。
通过分析研究，认为较严重的 膨胀性盐渍土地基有三特点：
一是地下水位较浅，埋深一般 不超过 5～6m，毛细水上升高度达 气温急剧影响带；二是周边环境地 层含盐量高，致地下水本身含盐量 很高；三是地层为细粒土，为毛细 水上升提供了通道，同时地层本身 又不具备胀力缓释能力。
3 分析与总结
3.1 理论的局限性 基于上述研究，不难看到，毛
处理工作完成后开始观测，周 期为三年，从观测结果看：处理后 第一年，几乎看不出有变形，第二 年变形迹象亦不明显，人们普遍认 为处理效果较好。2001 年组织的一 次讨论会就得出了乐观的结论，并 决定把这一处理方法推广到整个 场区。但是，接下来的观测结果让 所有的人都感到震惊 （见 图 2）： 2002 年入冬以来，架构变形开始加 剧，与 1999 年处理前几乎相同。至 此，经过严密论证过的处理方案宣 告失败。 2.3.2 原因分析
参考文献
[1] 中 国 石 油 天 然 气 总 公 司 . SY/T0317- 97.盐渍土地区建筑规范[S].北 京石油工业工业出版社，1998.
[2] 中 华 人 民 共 和 国 建 设 部 . GB50021－2001.岩土工程勘察规范[S].北 京：中国建筑工业出版社，2009.
[3] 中 华 人 民 共 和 国 建 设 部 . GB/T50123- 1999. 土工试验方法标准[S]. 北京：中国计划出版社，1999.
２．３ 旋ຫໍສະໝຸດ Baidu桩加换土 ２．３．１ 处理方法及效果
总 结 2.1 例 垫 层 法 失 败 的 教 训，当时专家们认为:灰土不能解决 盐渍土盐胀的问题，但盐胀事故已 发生，既成事实，当务之急是如何 控制建（构）筑物进一步变形破坏， 不要造成更为严重的后果。于是， 经研究，决定采用高压旋喷桩加固 地基。基坑开挖至基底标高，沿基 础周边布置旋喷桩，桩端深入基底 下 4m～6m 米，即深入到大气影响 深度以下适当位置，桩身插入钢筋 笼，钢筋固定绑扎于原基础上，并 包封新的基础层面，使桩基与原基 础坚实连接，形成抗拔桩。同时，为 了减弱基底原有土层盐胀力，对基 底、桩间土进行了置换，置换厚度 0.5m，置 换 材 料 为 非 盐 渍 粉 土（见 图 1）。
原理是一致的。据此，认为旋喷桩 采用抗硫酸盐水泥是可行的。那 么，问题究竟出在那个环节呢？取 样分析后认为，桩间置换土已被严 重盐渍化，不仅没有起到减轻盐胀 的作用，反而由于回填密实度较 高，无应力缓释作用，致使盐胀作 用表现的更为强烈。同时，由于旋 喷桩属于水泥及母体地层的混合 体，因而桩体本身也产生了不同程 度的破坏。 ２．４ 地基处理失败教训总结
4 结论
在盐胀性盐渍土地基处理工 作中，主要应解决的问题是阻断毛 细水以及应力缓释。因此，在地面 下 3m 以下大气影响作用较弱段， 采用了碎石桩置换部分盐渍土，同 时缓释一定盐胀力即可起到应有 效果。而 3m 以上大气影响异常剧 烈带，宜采用碎石垫层法进行处 理。如果属于湿陷性严重场地，采 用一定厚度碎石垫层，起到阻断毛 细水作用后，可在其上部再铺设非 盐渍土垫层。笔者认为，上述方法 是可以推广使用的。
盐渍土是岩土中易溶盐含量 大于 3%，并具有溶陷、盐胀及腐蚀 等工程特性时，应判定为盐渍。盐 胀性是盐渍土特性的重要特点之 一，长期以来，由于研究工作的片 面性，人们对盐胀性盐渍土地基处 理仍缺乏经济有效的方法。基于 此，笔者对西宁地区盐胀性盐渍土 地基处理问题进行了探讨。
１ 西宁地区盐渍土分布及其 工程地质特性
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西宁地区盐渍土盐胀特性及其 地基处理方法探讨
安海文 （青海核工业地质局，西宁 810008）
摘 要：针对西宁地区盐渍土的特殊工程地质性质，就其地基处理方法通过数个工程实例从场地的盐渍土特点 及其地基处理进行了分析探讨，提出了该类地基通过碎石桩及碎石垫层等处理方法和经验。
关键词：盐渍土；特殊工程地质性质；地基处理
2.1 所列举工程实例相似，地下水： 枯水季初见水位 3.6m～5.4m，稳定 水位 2.9m～5.8m；丰水期水位约上 升 0.7m～2.05m 不等。 ２．２．２ 处理方法及效果
地基处理采用素土垫层法。所 采用换填土属非盐渍土，满足规范 要求。工程竣工后第三年，厂房出 现明显膨胀变形破坏，严重部位甚 至拉断钢筋。 ２．２．３ 原因分析
灰土或易夯实的非盐渍土换填。实 际应用中要根据场地地基土中含 盐量的高低、含水量的变化等综合 因素确定。 ２．２ 处理方法二：非盐渍土回填 ２．２．１ 工程概况
西宁硝湾某变电所，地基处理
某铬盐厂，场地地质条件与
采用灰土垫层法。1996 年建成运 行 ，两 年 后 发 现 架 构 、设 备 基 础 以 及场区道路等严重变形，部分母线 被迫停止运行。勘察资料显示：地 层组成为：①粉质粘土，红褐色，土 质较均匀，局部含石膏颗粒，未见 层理。含水量 13.5%～35.6%不等， 液性指数 IL=- 0.44～0.88，坚硬— 软塑状，层厚 9m～12m。②第三系 泥岩，埋深 9m～12m。土中易溶盐 指标见表 1。
西宁黄土状盐渍土易溶盐含 量以硫酸盐为主，由于青海日温差 变化大，由气候引起的干湿交替现 象明显，从而使盐渍土地基产生盐 胀变形的几率增大，主要表现在对 建筑物的山墙、地坪、散水等的破 坏。如青海铁路分局某场地，某监
房前后纵墙。均因盐胀而产生裂缝 等。 １．３ 腐蚀性
盐渍土地基对工程建筑物的 腐蚀性也是相当严重的，它不仅对 混凝土结构具腐蚀性，而且对各种 金属管道均具腐蚀性，典型的有:某 厂围墙，由于砖体本身及混凝土施 工所用水中易溶盐含量高，导致墙 体材料由表及里逐渐疏松剥落，使 墙体破坏等。
[4]中华人民共和国建设部.GB50046 - 2008. 工业建筑防腐蚀设计规范 [S].北 京：中国计划出版社，2008.
责任编辑：王丽华
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