宁夏地质工程院 宁夏银川 750021
摘要：通过代表工程实例，结合实验室化验报告，分析了盐渍土的特殊性，查明了盐渍土的分布，并对成因进行了分析探讨，对盐渍土进行了工程评价，总结了该地区地基处理方案，对该地区的建筑地基处理可起到参考。
【Abstract】Through the representative engineering examples, combining with laboratory analysis report, analyzes the particularity of saline soil, find out the distribution of saline soil, and the causes are analyzed, the engineering evaluation of saline soil was carried out, summarized the region ground treatment scheme, building foundation treatment can be a reference for the region.
关键词：盐渍土； 地基处理
【Key words】saline soil;ground treatment
0 引言
盐渍土，由于含盐性质及含盐量的不同，土的工程特性各异，地域性强，并且盐渍土具有溶陷性、盐胀性、腐蚀性，给工程建设带来许多危害。现行《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001，2009年版)第6.8.1条：岩土中易溶盐含量大于0.3%，并具有溶陷、盐胀、腐蚀等工程特性时，应判定为盐渍岩土。据成佳丽的硕士论文《盐渍土地区路基地基处理措施研究》，宁夏的盐渍土面积有38.5万公顷，占全国盐渍土总面积的2%，占宁夏全省总面积的5.8%。本文以位于宁夏贺兰县洪广镇下庙村的工程勘察项目宁夏希望田野生物农业科技有限公司场区勘察为实例，通过详细勘察，查明了该场区的盐渍土分布厚度，进行了物理力学性质试验,对盐渍土进行了工程评价，并对地基处理方案进行技术分析论证，为建筑地基基础施工图设计提供了依据。
建筑物主要为办公楼、宿舍、加工车间、发酵车间、陈化车间、成品库、生物滤池。多为单层钢结构车间，拟采用独立基础。野外踏勘时，从地表观察到场地表层有泛白起碱现象，野外钻探作业时，按照勘察方案，依据《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001，2009年版)6.8.4条规定，在地下水位以上的土层深度范围内，按0.3m间距取土试样做专门的易溶盐含量测试，测试样品送化验室检验。参考我院及其他勘察院在该地区的岩土工程勘察报告，对盐渍土的内容均有章节，但均语焉不详，没有做盐渍土的溶陷性试验，本次勘察对盐渍土有针对性的做了溶陷性试验，，对在地下水位以上的土层深度范围内，按0.5m间距取原状土试样做专门的易溶盐溶陷性试验，试样送宁夏一级试验室宁夏地矿中心试验室检验，试验结果具有代表性。
1 盐渍土的特点与成因
1.1盐渍土的特点
一般的土为三相组成，土的固体颗粒是土的三相组成中的主体，是决定土的工程性质的主要成分。而盐渍土的三相组成中，固相中含有结晶盐，尤其是易溶的结晶盐，其三相之间的转变对土的大部分物理指标均有影响。 盐渍土中的盐遇水溶解后，土的物理和力学性质指标均会发生变化，其强度指标明显降低。盐渍土地基浸水后，因为盐溶解而产生地基溶陷，地基溶陷量的大小主要取决于易溶盐的性质、含量及其分布形式；取决于盐渍土的类别、原始结构状态和土层厚度；取决于浸水量、浸水时间和浸水方式；取决于渗透形式和土的渗透性等。某些盐渍土（如硫酸盐渍土）地基，在温度或湿度变化时，会产生体积膨胀，对建筑物和地面设施造成危害。盐渍土中的盐溶液会导致建筑物和地下设施的腐蚀，腐蚀程度取决于材料的性质和状态以及盐溶液的浓度等。
1.2 项目区地层简介
拟建场区位于贺兰县暖泉镇下庙村，其地理坐标为：原场地为耕地。各钻孔孔口黄海高程在1099.27～1100.90米之间，西高东低，地表最大高差1.63米。场区地貌单元属于黄河冲积银川平原Ⅱ级阶地。勘察期间为丰水季节，实测稳定水位埋深2.0m（以孔口原始地坪始计），地下水位平均高程在1099.00m左右，年变化幅度在0.5m～1.0m之间。
根据场地的详细勘察揭示，场区自上而下分为4个土层。①素填土层Q4 ml：黄褐色，稍密，稍湿，层厚1.0～2.70m，为年代大于10年的老填土，成分以粉土为主，局部地段为粉质黏土及少量粉砂，该层植物根系发达，空隙发育，土质均匀性较差。该层土地表之上返碱潮湿，含盐量较大，根据土质易溶盐测试报告，含盐量为0.19%--0.82%，属弱盐渍土。②粉质黏土层Q4al：黄褐色，湿，平均层厚1.70m，可塑状态，摇震无反应，稍有光泽反应，干强度中等-高，韧性中等-高，属中压缩性土层。该层土土质不均匀，在场区分布较连续。③粉土层Q4al：黄褐色，饱和，稍密-中密状态，平均层厚1.60m，摇震无反应，稍有光泽反应，干强度中等，韧性中等。该层分布不连续。④粉细砂层Q4 al：浅黄色～灰色、中密～密实、饱和状，平均层顶深度5.60m，其矿物成份主要为长石、石英、云母片等。该层土密实度在水平方向上较均匀，在垂直方向上随深度的增加呈现增大的趋势。在勘探深度（15.45米）内未穿透此层。
综上所述，我们在盐渍土地区进行勘察、设计、施工时，要特别注意这种土在天然状态下，有较高的结构强度，较大的地基承载力，但一旦浸水后，产生较大的溶陷变形，而且大多具有自重湿陷性，对工程建设的危害极大，盐渍土在工程中的处理应引起足够的重视，采取相应的地基处理措施，就可以得到有效的控制，提高建筑物的工程质量。
1.3 盐渍土的成因
盐渍土的成因由当地的地形、气候和水文地质等自然因素决定，人类活动也会使土层产生盐渍化，生成次生盐渍土。分析本场区盐渍土的成因，可总结为以下几点：
（一）含盐的地表水带来了盐分。根据场区处于贺兰山东麓冲洪积扇，由于大气降水、贺兰山冰雪融化水等形成的地表径流，在其溶解了沿途的盐分后成为含盐的地表水，工程区受地形地貌、水文地质条件的制约，地势低洼平坦，坡降太小，地表水、地下水径流滞缓，水的交替作用差，地下水位埋深浅，在强烈的地表蒸发下，其流程一般不长，水中的盐分即在地表及地表一定深度下聚集，形成盐渍土。这是该场区形成盐渍土的主要原因。
（二）含盐的地下水造成。上述地表水下渗形成含盐的地下水，在毛细水作用下，加上地下水年变化幅度0.5～1.0m，地下水中的盐分随水溶液周而复始上升下降，在毛细管带范围内，因湿度降低（地表蒸发）或温度降低，都会使毛细水中盐分析出，形成盐渍土。这是该场区形成盐渍土的另一个主要原因。
（三）沼泽退化形成。经咨询当地农民，该场区原为荒地，地下水位高，芦苇丛生，被开垦之前为半沼泽地。后于上世纪90年代，当地农民垦荒开发，在人类活动和气候的变化下，退化干涸，生成大片的盐渍土。虽然场区的排灌水利设施已基本形成，但由于地质条件所限，不能深挖，加上对沟渠的管理不善，不能及时清淤，造成渠道渗漏严重，排水沟排水不畅。不合理的灌溉制度等促使了地下水位的抬高，在降雨量少、蒸发量大、春、秋季节多风的气候因素的作用下，大量的地面蒸发，使浅埋的地下水通过毛管作用源源不断的向地表输送，水分蒸发，盐分残留在表土中，是该区土壤盐渍化形成的主要原因。
（四）人类经济活动造成，造成了两方面的影响，一方面是引自贺兰山矿化的水直接使土壤盐渍化，形成盐渍土，另一方面是恶化了一个地区或流域的水文和水文地质条件，引起土体和地下水中的水溶性盐类随土毛细水作用向上运动而积聚于地表，造成了土的盐渍化。属于次要原因。
（五）其它次要原因。在西北地区，大风将含盐的砂土吹落到山前的区域，积聚成新的盐渍土层。另外，植物也可以通过根系从深层土中吸取盐分，通过直接分泌或枯死分解，使盐分聚集在土表层之中，形成盐渍土。
2盐渍土的工程分析与评价
2.1盐渍土分类及下限深度
地下水属丰水期，地下水位2.0m，按0.3m间距取样一直取到地下水位为止，根据土质易溶盐测试报告，地下水位以上土层含盐量为0.19%--0.82%，地下水位以下延伸取土样做易溶盐分析， 2.0m以下的土质易溶盐的含量均小于0.30%，可判定该场地盐渍土的最大深度为2.0m。盐渍土含盐化学成分分类，按《岩土工程勘察规范》表6.8.2-1表的分类标准，经计算，算出的c(Cl-)/2c(SO42-)结果为1.053～2.0，统计得到的平均值为1.514，据统计计算结果，该场地盐渍土属亚氯盐渍土。盐渍土按含盐量分类，该场区①素填土层含盐量为0.19%--0.82%，依据《岩土工程勘察规范》表6.8.2-2表的分类标准，属弱盐渍土。由此，对盐渍土的地基处理深度可按2.0m考虑。
2.2盐渍土的工程分析
2.2.1 盐渍土的危害类型
含盐化学成分对盐渍土的影响：氯盐类的溶解度随温度变化甚微，吸湿保水性强，使土体软化；硫酸盐类则随温度的变化而胀缩，使土体变软；碳酸盐类的水溶液有强碱性反应，使黏土胶体颗粒分散，引起土体膨胀。本项目场区按上节分析，属亚氯盐渍土，对工程的危害类型主要为吸湿保水性强，使土体软化，引起建筑物的不均匀沉降。该层植物根系发达，空隙发育，土的工程性能较差，对建筑物的另一个主要危害为对建筑物基础的腐蚀性。
2.2.2 溶陷性评价
针对本项目，采用的是取原状土样，做室内压缩试验，在一定的压力下，溶陷系数按下式确定：
δ=（hp-h’p）/h0，式中δ为溶陷系数；hp为原状土样加至一定压力p时，下沉稳定后的高度；h’p为上述加压稳定后的土样，经浸水溶滤，下沉稳定后的高度；h0为土样的原始高度。分析本次试验结果，溶陷系数δ的值在0.015～0.023之间，判定为溶陷性土。该场区原为低洼盐碱荒地（沼泽地），后改造为耕地，地下水位较高，①素填土层成分以粉土为主，毛细水上升，经蒸发作用，盐分富集于该层土表层，含盐量较大，当计算地基的变形验算时，地基溶陷量的计算下限深度也按2.0m考虑。
2.2.3 盐胀性评价
盐渍土地基的盐胀性系指整平地面以下2m深度范围内土的盐胀性。盐渍土地基的盐胀性宜根据现场试验测定的有效盐胀区厚度h及总盐胀量S0确定，而且，该试验时间应在秋后冬初土温变化大的时候进行，本次勘察时，时间为2013年6月，不具备现场试验条件，故未做盐胀性试验。依据《盐渍土地区建筑规范》4.3.3条，当盐渍土地基中的硫酸钠不超过1%时，可不考虑盐胀性，本场区土质易溶盐试验结果符合该条，可不考虑场区的盐胀性。
2.2.4 腐蚀性评价
按国家标准《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001,2009年版)，本场区水、土对建筑材料的腐蚀性评价按环境地质条件为高寒区、干旱区弱透水层中的地下水，环境类型Ⅱ类，依据《易溶盐分析报告》，其主要腐蚀性指标和分析结果表明：场地地下水位以上之土层对混凝土具弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋按B类具中等腐蚀性，对钢结构（依据PH均＞5.5）按具微腐蚀性考虑。水、土对建筑材料腐蚀的防护，应符合国家标准《工业建筑防腐蚀设计规范》（GB50046-2008）的规定。
3 地基基础方案论证
根据拟建工程特点及本次勘察揭露的场地地基条件，按照经济合理，技术可行的原则，对于本项目场区盐渍土的处理，宜采用换填垫层。盐渍土厚度2.0m，挖除全部的盐渍土，持力层为②层粉质黏土、③层粉土，垫层厚度为1.0m，设计部门可根据拟建物上部荷载的要求及基础底标高，设计确定垫层的具体厚度及使用的承载力特征值fak值。采用天然级配砂夹石垫层密实回填至基础设计底标高后，采用独立基础或其他形式的基础。垫层下卧层承载力特征值按fak=150 kPa使用，处理后垫层的承载力特征值按fak为180 kPa，垫层底面宽度应满足b’≥b+2ztgθ，垫层顶面每边超出基础底边不小于0.5m。
4 地基处理效果分析
项目于2013年8月开工，2014年5月竣工投产开始使用，至现在，项目车间已运行快2年。通过到现场考察，所有车间及办公楼、宿舍楼均未出现不均匀沉降，车间吊车(航吊)运行良好，未出现因地基不均匀沉降引起的维修。
5 结语
综上所述，我们在盐渍土地区进行勘察、设计、施工时，要特别注意这种土在天然状态下，有较高的结构强度，较大的地基承载力，但一旦浸水后，产生较大的溶陷变形，而且大多具有自重湿陷性，对工程建设的危害极大，盐渍土在工程中的处理应引起足够的重视，采取相应的地基处理措施，就可以得到有效的控制，提高建筑物的工程质量。
参考文献:
[1]GB50021-2001,2009年版，岩土工程勘察规范，中国建筑工业出版社[S]。
[2]SY/T 0317-97,盐渍土地区建筑规范，石油工业出版社[S]。
[3]周岳，《宁夏希望田野生物农业科技有限公司场区岩土工程勘察报告》，宁夏地质工程勘察院，2013年。
[4]成佳丽，盐渍土地区路基地基处理措施研究[D],长安大学硕士论文，2012.
[5]崔洪民，柴尔慧等，《宁夏贺兰县潘昶乡江南试区盐碱土改良及中低产田改造综合试验研究报告》，宁夏地质矿产局水文地质工程地质队，1993年。
[6]李宁霞等，宁夏希望田野生物农业科技有限公司场区土工实验成果报告,宁夏地矿局中心试验室，2013.
论文作者:周岳1,,梁春2
论文发表刊物:《基层建设》2016年30期
论文发表时间:2017/1/16
标签：盐渍论文; 场区论文; 地基论文; 土层论文; 宁夏论文; 盐分论文; 岩土论文; 《基层建设》2016年30期论文;