淺談鹽漬土的工程特性及工程措施

褚艷召

(西藏大學(xué)工學(xué)院 拉薩 西藏 850000)

淺談鹽漬土的工程特性及工程措施

褚艷召

(西藏大學(xué)工學(xué)院 拉薩 西藏 850000)

鹽漬土是鹽土和堿土以及各種鹽化和堿化土壤的總稱。鹽漬土中易溶鹽含量不小于0.3%，并具有溶陷、鹽脹、腐蝕等性質(zhì)的土質(zhì)。鹽漬土廣泛分布于我國我國西北干旱地區(qū)如新疆、甘肅、青海、內(nèi)蒙等地；華北地區(qū)、大同盆地、松遼平原以及青藏高原的一些湖盆洼地也有分布。鹽漬土的廣泛分布給我國鐵路、公路等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)帶來了許多的難題，因而研究鹽漬土的工程特性與工程措施為解決工程基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)具有比較重要的意義。

鹽漬土；溶陷；鹽脹；腐蝕

一、鹽漬土的定義

所謂鹽漬土即指巖土中易溶鹽含量大于0.3%，(在市政公路工程中一般指地層以下1.0m深的土層范圍內(nèi)可溶鹽的含量大于0.3%的土。)鹽漬土一般具有溶陷、鹽脹、腐蝕等工程特性。由于其這種特性和在我國的廣泛分布，給我國的基建事業(yè)帶來了不少需要克服的難題。

二、鹽漬土的成土條件

海濱地區(qū)(如河北山東一帶的渤海灣，萊州灣，還有我國臺(tái)灣在內(nèi)的沿線諸島等地區(qū))，還有鹽漬土分布的地區(qū)一般年降水量小且蒸發(fā)量大的半干旱或者干旱的氣候環(huán)境，年降水量不足以淋洗掉土壤表層累積的鹽分，從而導(dǎo)致的土體中鹽分的堆積。在我國，受季風(fēng)氣候影響，土中的鹽分的含量隨季節(jié)變化，在多雨的夏季，土壤因雨水的沖刷土體含鹽量降低，而在春秋旱季，土體水的蒸發(fā)量大于降水量，又導(dǎo)致了土壤鹽分的析出。

三、鹽漬土的鹽脹特征

根據(jù)硫酸鈉在水中溶解的性質(zhì)來模擬鹽漬土中的鹽分的性質(zhì)，如圖可知，硫酸鈉在常溫下隨著溫度的升高其溶解度增大，而且鹽漬土中的鹽分大多不會(huì)是飽和狀態(tài)，在遇水后會(huì)使土體中的自由水轉(zhuǎn)化為結(jié)合水，致使體積增大進(jìn)而導(dǎo)致鹽漬土的體積發(fā)生膨脹，地基發(fā)生變形隆起等。從而導(dǎo)致建造在這種地基上的建(構(gòu))筑物發(fā)生地基不均勻的隆起或沉降。這種鹽漬土遇水發(fā)生膨脹的現(xiàn)象就叫做鹽脹。

結(jié)晶后的硫酸鹽體積為失水狀態(tài)下體積的3.1倍。土體中硫酸鹽的存在及遷移聚積是發(fā)生鹽脹這種現(xiàn)象的基礎(chǔ)。在自然狀態(tài)下,在蒸發(fā)的作用下鹽分向地層表處累積,但是路基在路面的覆蓋作用下，蒸發(fā)的強(qiáng)度相對于自然條件下大大降低,土中鹽份的運(yùn)動(dòng)是由溫度較高處遷移至溫度較低處,遷移強(qiáng)度秩序負(fù)離子為：Cl->SO24->HCO3-,正離子為Na+>Mg2+>Ca2+,土體中鹽份在降溫過程中由非飽和狀態(tài)轉(zhuǎn)化為飽和的結(jié)晶鹽、體積膨脹。這是導(dǎo)致鹽脹劇增并引起土體體積膨脹變形破壞的關(guān)鍵。

四、鹽漬土的溶陷特性

鹽漬土的溶陷變形分為兩種情況:一是在靜水中的溶陷變形,即在濕潤的條件下，浸水時(shí)間不長,水力梯度小且不出現(xiàn)滲流時(shí),土中部分或全部鹽結(jié)晶溶解,結(jié)合水轉(zhuǎn)化為自由水，體積減小從而導(dǎo)致土體結(jié)構(gòu)破壞，產(chǎn)生溶陷。二是潛蝕變形,即當(dāng)鹽漬土長時(shí)間浸水時(shí),浸水量很大且具有了滲流的作用,土部分土顆粒和夾雜的鹽分會(huì)因水的滲流作用被帶走，使得鹽漬土孔隙率增大,在上部荷載的作用下引起變形。研究表明,潛蝕變形是鹽漬土地基溶陷的主要部分,也是鹽漬土地基與其他非鹽漬土地基沉陷的本質(zhì)區(qū)別。

五、鹽漬土對工程的危害

鹽漬土對工程的危害，如鹽脹作用導(dǎo)致的地基的不均勻沉降：當(dāng)土的含鹽量大時(shí)，土的性質(zhì)往往由土中的鹽分控制；當(dāng)含水率較小時(shí)，土就會(huì)達(dá)到液性狀態(tài)，導(dǎo)致強(qiáng)度降低。當(dāng)鹽漬土在沒有水的作用下處于干燥狀態(tài)時(shí)，地基承載力可以達(dá)到很高的數(shù)值，甚至相對于周邊粘土的承載力還要高，但遇水后迅速變軟，承載力將成倍降低，所以地基進(jìn)水后，建筑物的周圍會(huì)出現(xiàn)因?yàn)榈鼗休d力不夠?qū)е碌牧芽p。甚至?xí)驗(yàn)榈鼗鶅?nèi)部土質(zhì)遇水發(fā)生地基變形導(dǎo)致上層建筑物的傾覆甚至倒塌。

六、鹽漬土的工程地基處理技術(shù)

鹽漬土遇水會(huì)有鹽脹溶陷等現(xiàn)象的發(fā)生，所以在有鹽漬土的地區(qū)對其土質(zhì)的改良是改變或者消除其鹽脹的只要方法。主要在于改善土的力學(xué)性質(zhì),消除或減少地因基因浸水而引起的溶陷或鹽脹導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)破壞。與其他軟土地基處理不同,鹽漬土地基處理的厚度與范圍應(yīng)根據(jù)土中含鹽類型、含鹽量、分布狀態(tài)、鹽漬土的物理力學(xué)性質(zhì)、溶陷等級(jí)、鹽脹特征以及建筑設(shè)計(jì)要求來確定。

(一)浸水預(yù)溶法。所謂浸水預(yù)溶法是對要處理的地基提前進(jìn)行浸水濕潤，這樣做是為了使土中的可溶鹽溶解于水中并且隨著水滲入更深的地層中去，隨著土中的結(jié)晶鹽的溶解和部分土顆粒的流失，在土自重壓力或人工夯實(shí)地基土的共同作用下，預(yù)先使土產(chǎn)生溶陷而密實(shí)的辦法。

(二)鹽化法。所謂鹽化法即通常所說的“以鹽治鹽”的方法，在地基土中注入飽和鹽溶液，形成一定厚度的鹽的飽和土層。由于蒸發(fā)或者地?zé)岬脑蚴?，結(jié)晶鹽析出，進(jìn)而能夠填充土顆粒之間的空隙，起到土粒骨架作用，降低鹽漬土的滲透作用。

(三)強(qiáng)夯法。對于土粒間孔隙率大的松散土,因其土體密度小,顆粒間接觸面積較小,抗剪強(qiáng)度低,鹽含量較小,一般采用強(qiáng)夯法，以來減少土顆粒間的空隙率。

(四)換土墊層法。對于溶陷性較高,但不很厚的鹽漬土地基采用換土墊層法消除其溶陷性是較為可準(zhǔn)的,就是把基礎(chǔ)以下一定范圍的土挖除換填上其它工作性質(zhì)較好的土或砂石，并且要分層夯實(shí)。作為建筑基礎(chǔ)的持力層,這樣做可消除部分或完全消除鹽漬土的溶陷性,減小地基的變形,提高地基的承載力。

七、結(jié)束語

鹽漬土在我國有著十分廣泛的分布，對公路建設(shè)、鐵路建設(shè)以及公共設(shè)施等的基礎(chǔ)建設(shè)有著一定的影響。所以以上是我這學(xué)期對鹽漬土的認(rèn)識(shí)，他有著與其它的土不同的性質(zhì)，無論是從土的三相上來看還是鹽漬土的地基處理方法上來看，鹽漬土在處理上的方法很多，從化學(xué)角度或者從物理角度上都可以在一定程度上預(yù)防因?yàn)辂}漬土的性質(zhì)而造成地基的塌陷、鹽脹等地基不穩(wěn)定的情況發(fā)生。

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褚艷召(1989-)，男，漢族，河北石家莊人，西藏大學(xué)工學(xué)院碩士研究生在讀，研究方向：巖土滑坡。