關(guān)于濰坊濱海區(qū)鹽漬土工程性質(zhì)分析的相關(guān)討論

陳飛

濰坊市勘察測(cè)繪研究院 山東 濰坊 261000

引言

濱海經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)（簡(jiǎn)稱濱海區(qū)），位于山東省濰坊市區(qū)北部，渤海以南，西側(cè)為壽光市。陸地面積678km2、海域面積510km2，是濰坊北部沿海開發(fā)的核心區(qū)，是環(huán)渤海地區(qū)新崛起的投資沃土，近年來(lái)，濱海區(qū)大力發(fā)展建設(shè)，取得了眾人矚目的成就。當(dāng)然，濱海區(qū)也存在一些不可避免的難題，最為突出的便是多年以來(lái)飽受海水入侵的困擾，海水入侵所造成的直接后果就是導(dǎo)致土壤鹽漬化嚴(yán)重，植被稀少，不適宜工農(nóng)業(yè)發(fā)展，致使該區(qū)域土層鹽漬化較濰坊市區(qū)嚴(yán)重得多，這也成為影響濱海區(qū)建設(shè)的問(wèn)題之一。

本文通過(guò)對(duì)濰坊濱海新城醫(yī)療健康產(chǎn)業(yè)園的巖土勘察，對(duì)該場(chǎng)地鹽漬土的工程性質(zhì)進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，為濰坊濱海區(qū)后續(xù)工程積累相關(guān)的工作經(jīng)驗(yàn)[1]。

1 鹽漬土的性質(zhì)

1.1 鹽漬土含義

根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》（2009年版）關(guān)于鹽漬巖土的相關(guān)條文所述，當(dāng)巖土中易溶鹽含量大于0.3%，并具有溶陷、鹽脹、腐蝕等工程特性的巖土定義為鹽漬巖土。

1.2 區(qū)域地層情況

該項(xiàng)目以濱海新城為中心，輻射膠州半島乃至全國(guó)，通過(guò)自身特色優(yōu)勢(shì)打造“防、治、養(yǎng)、研”一體化融合的醫(yī)療健康產(chǎn)業(yè)園，促進(jìn)濰坊相關(guān)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，提升濱海新城的基礎(chǔ)設(shè)施形象，提高人民的生活質(zhì)量、帶動(dòng)就業(yè)，成為全國(guó)健康產(chǎn)業(yè)園區(qū)建設(shè)的典范。打破傳統(tǒng)醫(yī)療模式，讓所有病患感受愛與關(guān)懷，做新型醫(yī)療模式的領(lǐng)航者。

擬建場(chǎng)地位于濰坊濱海區(qū)，東臨北海路、南至長(zhǎng)江西街、北至海寧街、西至海逸路。地貌單元屬濱海沉積平原，場(chǎng)地內(nèi)原為鹽場(chǎng)曬鹽池，近期部分場(chǎng)地已進(jìn)行海沙回填整平作業(yè)，造成場(chǎng)區(qū)地形稍有起伏，地面標(biāo)高最大為1.58m，最小值-0.30m，地表相對(duì)高差1.88m。

濰坊濱海新城醫(yī)療健康產(chǎn)業(yè)園項(xiàng)目場(chǎng)地在勘探深度范圍內(nèi)，地層為：上層為沖填土（Q4ml），其下為第四紀(jì)全新世（Q4mc）粉砂與粉質(zhì)黏土互層，更新世（Q3al+pl）粉砂與粉質(zhì)黏土互層[2]。

圖1 規(guī)劃圖

1.3 水土腐蝕性評(píng)價(jià)

本場(chǎng)地內(nèi)地下水水質(zhì)較差，故本次勘察對(duì)場(chǎng)地內(nèi)水、土分別進(jìn)行了腐蝕性評(píng)價(jià)，試驗(yàn)結(jié)果如下表1、表2。

表1 水質(zhì)分析報(bào)告表

表2 土質(zhì)分析報(bào)告表

通過(guò)以上數(shù)據(jù)，根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》中的關(guān)于水土腐蝕性判別的依據(jù)，可以得出濱海新城項(xiàng)目場(chǎng)地中的鹽漬土對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)具有中等腐蝕性，對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具有強(qiáng)腐蝕性[3]。

1.4 鹽漬土的主要特性

1.4.1 鹽漬土類型確定。鹽漬土作為一種特殊性土，地區(qū)差異性較大，在研究區(qū)域內(nèi)鹽漬土的性質(zhì)時(shí)，首先要確定該區(qū)域鹽漬土的類型，對(duì)于鹽漬土類型的確定，工程上普遍參考《巖土工程勘察規(guī)范》表6.8.2-1及表6.8.2-2，簡(jiǎn)要概括就是兩種分類方式，其一是按含鹽化學(xué)成分，其二是按含鹽量。

按含鹽化學(xué)成分分類：根據(jù)Cl-與2倍的SO42-濃度的比值大小k分為五類鹽漬土，原理為化學(xué)活性氯離子＞硫酸根離子＞碳酸氫根離子，故氯離子優(yōu)先與陽(yáng)離子結(jié)合成鹽化合物，氯離子含量越高，則越有可能為氯鹽漬土。

按含鹽量分類：按照平均含鹽量占比分為弱鹽漬土、中鹽漬土、強(qiáng)鹽漬土、超鹽漬土。

表4 -1

對(duì)于案例中的土樣，根據(jù)上述方法確定為亞氯鹽漬土、弱鹽漬土。

1.4.2 鹽漬土的溶陷性。鹽漬土的工業(yè)特性極為復(fù)雜，其中最主要的三種特性為溶陷性、鹽脹性及腐蝕性。

所謂溶陷性，顧名思義就是土中鹽、水結(jié)合，從而造成溶解流失，形成一系列孔洞的現(xiàn)象。當(dāng)外界壓力過(guò)大時(shí)，這些孔洞便會(huì)被擠壓從而引起不均勻沉降，從而嚴(yán)重影響地基的穩(wěn)定性，因此溶陷性研究是極其有必要的。

溶陷性的確定，按規(guī)定是以溶陷系數(shù)作為主要控制指標(biāo)的，當(dāng)溶陷系數(shù)小于0.01時(shí)，鹽漬土為非溶陷性，其值應(yīng)由試驗(yàn)確定。

含鹽量較高的中高鹽漬土，必須采用溶陷性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行資料分析，然后根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行資料整合，分析其溶陷性；對(duì)于弱鹽漬土，在有相關(guān)地區(qū)經(jīng)驗(yàn)值的前提下，有學(xué)者指出，可以先將鹽漬土樣品進(jìn)行洗鹽處理，測(cè)量其干重度γd，根據(jù)地區(qū)的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)值，以此來(lái)判別鹽漬土的溶陷性。筆者認(rèn)為該方法雖然會(huì)有一定的誤差，但對(duì)于確定弱鹽漬土的溶陷性是比較準(zhǔn)確的，弱鹽漬土的鹽含量偏低，充分洗鹽后的干重度一般略高于經(jīng)驗(yàn)值，當(dāng)?shù)陀诮?jīng)驗(yàn)值時(shí)應(yīng)進(jìn)行專門研究，進(jìn)行溶陷性試驗(yàn)來(lái)確定。

濰坊濱海新城醫(yī)療健康產(chǎn)業(yè)園做了專門的溶陷性試驗(yàn)如下表3，通過(guò)分析可得，該場(chǎng)地地基土的溶陷系數(shù)δs均小于0.01，可不考慮其溶陷性。

表3 水土腐蝕性成果表

表4 -2 溶陷性試驗(yàn)成果表

1.4.3 鹽漬土的鹽脹性。所謂鹽脹性，主要是由于土體內(nèi)Na2SO4經(jīng)過(guò)一系列結(jié)晶作用、膨脹作用所造成的結(jié)果。故土體內(nèi)硫酸鈉含量的多少，直接決定了土體是否具有鹽脹性。

工程地質(zhì)中的工作溫度一般小于Na2SO4的溶點(diǎn)32.4℃，鹽漬土的鹽脹性確定顯得尤為重要。對(duì)于大范圍的鹽漬土以及重要工程上，需要采用專門的鹽脹試驗(yàn)進(jìn)行確定，中小型項(xiàng)目及部分鹽漬土地區(qū)可根據(jù)土體中硫酸鈉含量的多少確定其是否含有鹽脹性。根據(jù)《鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》及大量的試驗(yàn)證明，土體中Na2SO4含量低于2%時(shí)，可不考慮鹽脹性。

對(duì)于濱海區(qū)鹽漬土的鹽脹性研究，可采用經(jīng)驗(yàn)法進(jìn)行判別，根據(jù)表2土質(zhì)分析報(bào)告表可見，鉀離子與鈉離子的總含量為12029.23mg/kg，氯離子含量大于兩者之和，對(duì)于陰離子的結(jié)合順序?yàn)槁入x子＞硫酸根離子，故Cl離子優(yōu)先與陽(yáng)離子結(jié)合，當(dāng)所有Cl離子均與陽(yáng)離子結(jié)合后，硫酸根離子再與陽(yáng)離子結(jié)合。由數(shù)據(jù)可知，土體中Na離子均與Cl離子結(jié)合形成NaCl，并無(wú)多余的Na離子與硫酸根離子結(jié)合，不可能有Na2SO4生成。綜上所述，濰坊濱海新城醫(yī)療健康產(chǎn)業(yè)園場(chǎng)地內(nèi)的鹽漬土無(wú)鹽脹性。

1.4.4 鹽漬土的腐蝕性。鹽漬土的腐蝕性一直以來(lái)便是影響工程安全的罪魁禍?zhǔn)?，其最直接的危害便是直接侵蝕土木結(jié)構(gòu)尤其是鋼結(jié)構(gòu)，侵蝕方式有物理侵蝕和化學(xué)侵蝕兩種，對(duì)建筑物造成不可磨滅的影響，嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，留下不可逆轉(zhuǎn)的安全隱患（如圖2所示），建筑場(chǎng)地內(nèi)若存在鹽漬土必須進(jìn)行水土腐蝕性試驗(yàn)分析，并采取相關(guān)措施[4]。

圖2 鹽漬土腐蝕現(xiàn)場(chǎng)圖

通過(guò)水土分析報(bào)告表可知，該場(chǎng)地土壤對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕性較強(qiáng)，對(duì)于案例中的濱海新城場(chǎng)地為中、強(qiáng)腐蝕性，可采取措施如下表（表5）。

表5 防腐處理措施表

2 結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)濰坊濱海新城醫(yī)療健康產(chǎn)業(yè)園場(chǎng)地的勘察進(jìn)行分析，系統(tǒng)化的對(duì)其鹽漬土的工程性質(zhì)進(jìn)行了分析討論，從鹽漬土的溶陷性、鹽脹性及腐蝕性三個(gè)方面對(duì)濱海地區(qū)鹽漬土的性質(zhì)進(jìn)行了探討，希望可以為日后對(duì)濰坊濱海區(qū)的鹽漬土研究積累一些相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。