阿拉爾墾區(qū)鹽漬土工程特性試驗(yàn)與分析★

葛廣華　王　成

姚明星2

(1.塔里木大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院，新疆 阿拉爾　843300；　2.第一師阿拉爾市建筑材料檢測中心，新疆 阿拉爾　843300)

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阿拉爾墾區(qū)鹽漬土工程特性試驗(yàn)與分析★

葛廣華1王成1*

姚明星2

(1.塔里木大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院，新疆 阿拉爾843300；2.第一師阿拉爾市建筑材料檢測中心，新疆 阿拉爾843300)

摘要：介紹了阿拉爾墾區(qū)鹽漬土的分布特性，通過試驗(yàn)，研究了該地區(qū)鹽漬土的物理力學(xué)性質(zhì)，并從地基土、地下水、含鹽量等方面，評價了鹽漬土的地基腐蝕性，有利于制定出適宜的鹽漬土治理措施。

關(guān)鍵詞：鹽漬土，地基土，地下水，含鹽量，腐蝕性

0引言

阿拉爾墾區(qū)屬暖溫帶極端大陸性干旱荒漠氣候，極端最高氣溫40 ℃，極端最低氣溫-33.2 ℃，墾區(qū)雨量稀少，冬季少雪，地表蒸發(fā)強(qiáng)烈，年均降水量為40.1 mm～82.5 mm，年均蒸發(fā)量1 876.6 mm～2 558.9 mm。該區(qū)域特殊的水文地質(zhì)、地形地貌、含鹽母質(zhì)和鹽生植物等自然條件使得存在于地下水和土壤中的鹽分隨土壤毛細(xì)作用被大量的遷移積聚至地表一定厚度范圍，形成了大面積分布的鹽漬土。由于鹽漬土的特殊性，鹽漬土地區(qū)的工程建設(shè)與一般地區(qū)相比具有不同的技術(shù)要求。當(dāng)前，在“對口援疆”政策支持下，阿拉爾墾區(qū)正在進(jìn)行大規(guī)模的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，對墾區(qū)內(nèi)的鹽漬土工程特性進(jìn)行研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文以阿拉爾墾區(qū)某擬建建筑物地基為研究對象，通過分析鹽漬土地基的工程特性，對工程施工進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)，為本地區(qū)的工程建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)。

1南疆鹽漬土的地層巖性特征及物理力學(xué)性質(zhì)

通過對阿拉爾墾區(qū)某擬建建筑物的地基土進(jìn)行鉆探試驗(yàn)，分析該地區(qū)各土層的巖性分布，并在鉆孔中采取土樣等，以綜合確定各土層的有關(guān)物理力學(xué)指標(biāo)。

1.1鹽漬土的地層分布特征

經(jīng)室內(nèi)測試分析，該擬建建筑物場地地基土從上到下劃分為三層，分別為：

第①層：粉土，厚度約0.5 m～1.2 m，局部表層含有耕植土或雜填土，夾薄層粉質(zhì)粘土、粉砂透鏡體。粉土為土黃色，稍濕稍密狀態(tài)，孔隙發(fā)育，含少量腐殖質(zhì)。

第②層：粉質(zhì)粘土，埋深約0.5 m～1.1 m，厚度約1.8 m～2.7 m，局部夾薄層粉土、粉砂透鏡體。粉質(zhì)粘土為黃褐色，濕，可塑狀態(tài)，孔隙發(fā)育，含少量腐殖質(zhì)。

第③層：粉、細(xì)砂，埋深約2.6 m～3.7 m，最大揭露厚度14 m，上部以粉砂為主，松散狀，濕～飽和，局部夾有粉土透鏡體。礦物成分主要有石英、長石、云母等，砂質(zhì)純凈，顆粒較均勻，級配不良。

1.2鹽漬土的物理力學(xué)性質(zhì)

1)室內(nèi)物理力學(xué)試驗(yàn)。

第①層粉土：厚度約0.5 m～1.2 m，稍濕，密實(shí)度為稍密，孔隙發(fā)育，局部有薄層雜填土或耕植土，該層為表土，成分混雜，工程性質(zhì)差，屬清除層。該粉土砂粒含量13.4%，粉粒含量81.3%，粘粒含量5.3%。顆粒分析見表1。

第②層粉質(zhì)粘土。厚度約1.8 m～2.7 m，軟塑～可塑狀態(tài)，天然密度1.839 g/cm3，含水量28.8%，孔隙比0.908，飽和度89.5%，液性指數(shù)0.73，壓縮模量9.7 MPa，內(nèi)摩擦角25.7°，土層特性參數(shù)如表2所示。

第③層粉、細(xì)砂。埋深約2.6 m～3.7 m，上部以粉砂為主，呈土黃或灰黃色，松散。礦物成分主要有石英、長石、云母等，砂質(zhì)純凈，顆粒較均勻，不均勻系數(shù)2.83，曲率系數(shù)1.15，級配不良，其顆粒分析如表3所示。

2)現(xiàn)場密度、含水量試驗(yàn)。第①層及第②層水位以上部分進(jìn)行室內(nèi)土工試驗(yàn)，其密度、含水量現(xiàn)場測試14組，①層粉土平均含水量8.92%，天然密度1.897 g/cm3；②層粉質(zhì)粘土平均含水量29.71%。

現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)果如表4所示。

2鹽漬土地基腐蝕性評價

依據(jù)GB 50007—2011建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范規(guī)定，該建筑物場地第②層粉質(zhì)粘土含水量實(shí)測平均值29.71%，凍脹類型為特強(qiáng)凍脹，凍脹等級為Ⅴ級；對于場地第①層粉土，含水量實(shí)測平均值為8.92%，凍脹類型為弱凍脹，凍脹等級為Ⅱ級。本場地采取土化學(xué)分析樣品3組，進(jìn)行易溶鹽分析,結(jié)果為：易溶鹽含量0.262%～0.516%，土中pH值變化不大(一般在9.3～9.5),呈弱堿性，局部有弱鹽漬土。

2.1地基土腐蝕性性能評價

地基土腐蝕性評價方法按照《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》，環(huán)境類別Ⅰ類。地基土對混凝土結(jié)構(gòu)、鋼筋的腐蝕性評價如表5和表6所示。

2.2地下水腐蝕性能評價

地下水水質(zhì)腐蝕性分析，其各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)見表7。

由表7可以確定，地下水為SO4-Cl-Na化學(xué)類型，平均礦化度達(dá)4 021.7 mg/L，最高達(dá)4 385.2 mg/L，pH值7.5，水質(zhì)較差。該區(qū)域?yàn)樗锬九璧氐湫透珊禋夂?，有冰凍土，且干濕交替變化，濕潤的地基土為弱透水層，一般含水量不小?0%，環(huán)境類別Ⅰ類。依據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》，評價水介質(zhì)腐蝕性(見表8)。由表8看出，地下水對建筑結(jié)構(gòu)、鋼筋和鋼結(jié)構(gòu)具有中等腐蝕性。

本次試驗(yàn)取水時，由于附近有機(jī)井抽取地下水進(jìn)行灌溉，使得勘探期間所測水位較低，地下水埋深為2.40 m～3.60 m。因此，

預(yù)計將來主要影響場地地基土性質(zhì)的仍將是地下水。而處于地下水位上下的飽和粉細(xì)砂，通?？紫遁^大，結(jié)構(gòu)較松散，工程地質(zhì)條件較差。隨著城市的發(fā)展，生產(chǎn)生活用水量將會增加，可能引起地下水位上升，對場地土造成一些不良后果，如使場地土層中地下水蒸發(fā)排泄作用加強(qiáng)，鹽分聚集地表，使土壤鹽漬化程度加重。地下水位上升或不合理的排泄?jié)B漏形成的上層滯水，都將會造成工程地質(zhì)環(huán)境惡化。

2.3鹽漬土的含鹽量

對擬建建筑物場地土進(jìn)行取樣分析，進(jìn)行含鹽量測試。鹽漬土鹽分含鹽量檢測結(jié)果見表9。

從表9中分析可知，硫酸鈉和氯化鈉的含量最高。當(dāng)硫酸鈉含量在0.5%～1.2%時，其鹽脹率1<η≤2，鹽脹分級為Ⅱ級，鹽脹分類為弱鹽脹性，則其最大總鹽脹變形量在15 mm～40 mm之間，按照80%的鹽脹保證率計算，其平均鹽脹變形量在12 mm～32 mm之間。

3結(jié)論

1)該地區(qū)土層含鹽量受該區(qū)域環(huán)境和氣候的影響較大，隨時間的推移，土壤鹽漬化的程度加重。2)鹽漬土對建(構(gòu))筑物的基礎(chǔ)具有中等腐蝕性，是由于該地區(qū)地下水位埋深淺，礦化度高，腐蝕性強(qiáng)。3)該地區(qū)鹽漬土在季節(jié)性凍融循環(huán)作用下形成的鹽凍脹變形對現(xiàn)有建(構(gòu))筑物基礎(chǔ)有一定的破壞作用，需對其采用相關(guān)的防治措施。

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The test and analysis on saline soil engineering characteristics in Alar Reclamation Area★

Ge Guanghua1Wang Cheng1*Yao Mingxing2

(1.WaterConservancyandCivilEngineeringCollege,TarimUniversity,Alar843300,China;2.TheFirstDivisionAlarBuildingMaterialsTestingCenter,Alar843300,China)

Key words:saline soil, foundation soil, groundwater, salt content, corrosion

Abstract:This paper introduced the saline soil distribution characteristics in Alar Reclamation Area, through the experiment, researched the physical and mechanical properties of saline soil in the area, and from the foundation soil, groundwater, soil salt content and other aspects, evaluated the saline soil foundation corrosion, conducive to the development of suitable saline soil treatment measures.

文章編號：1009-6825(2016)14-0043-02

收稿日期：2016-03-06

作者簡介：葛廣華(1980- )，女，講師

通訊作者：王成(1978- )，男，副教授

中圖分類號：TU448

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

★：塔里木大學(xué)校長基金項(xiàng)目(項(xiàng)目編號：TDZKSSZD201306)；塔里木大學(xué)校長基金重大培育項(xiàng)目(項(xiàng)目編號：TDZKPY201401)