盐渍土地基工程处理技术研究综述

发表时间:2020/10/12   来源:《基层建设》2020年第16期   作者:牟纷纷
[导读] 摘要:近些年随着我国建筑工程覆盖范围的不断扩大,当施工区域存在盐渍土分布时,对地基施工技术提出了很高的要求。
        青海建筑职业技术学院  青海西宁  810000
        摘要:近些年随着我国建筑工程覆盖范围的不断扩大,当施工区域存在盐渍土分布时,对地基施工技术提出了很高的要求。施工单位应结合施工现场具体特点,采取适度平整盐渍土基底盐壳等技术方法来完成地基的填料铺筑碾压施工,同时要合理控制含水量以及压实度等指标参数,以保证地基的施工质量。
        关键词:盐渍土;地基工程;处理技术
        1 盐渍土介绍
        盐渍土是碱土、盐土、碳性土质、盐性土质的总称,具体至建筑工程建设领域,盐渍土则指存在地表下方1.0m深同时满足易溶盐平均含量〉0.3%的各类土质,也包含任何地表高度内易溶盐含量〉0.5%的土质,其分布广泛,在内陆干旱地区、部分滨海地区均有大量盐渍土[1]。
        建筑工程建设中易受盐渍土的影响,导致建筑工程缺乏稳定性,出现地基盐胀、溶陷、腐蚀等各类型病害。相比于其它施工环境,盐渍土建筑工程更为脆弱,伴随外界自然环境的变化,盐渍土状态随之改变,具体表现为气体缝隙的扩宽或发生一系列理化现象,此过程中逐步形成新的形态,并持续损伤建筑工程结构,导致地基变形、局部土体塌陷等。研究资料以及工程实例充分证明,盐渍土的物化性质缺乏稳定性,对自然条件的感敏度较高,若自然环境发生变化,盐渍土的形态、体积较前一阶段均有较大的改变,这一持续性的变化过程严重损伤了建筑工程地基,难以维持地基的稳定性,进一步导致建筑工程整体结构失稳,建筑工程性能大打折扣。
        2 盐渍土破坏机理
        近年来,随着城市建设的需要和城市用地的紧缺,在盐渍土地区的建筑也越来越多,盐渍土地基对工程的危害主要为其浸水后的溶陷性,含硫酸盐地基的盐胀性和盐渍土地基对基础和其它地下建筑的腐蚀性。因此,造成建筑物开裂、倾斜、设备基础的破坏、室内地坪隆起、墙体腐蚀等的事例屡见不鲜,产生了巨大的经济损失。
        2.1 溶陷
        干燥状态下盐渍土具有强度高、压缩性小等特性,土体经水浸泡后,土体内盐溶解、流失,可造成土体内部产生空洞、沉降和变形,降低地基承载力,称为溶陷破坏。可采用溶陷量指标分析评价,同时地基范围内应有完善的排水措施。
        2.2 盐胀
        盐胀破坏主要表现形式为结晶破坏。青藏高原特殊环境十分严酷,地面海拔3500-5000m,平均海拔4500m以上,年平均日较差14-16℃,不少地方绝对日较差可达30℃以上,干旱少雨、多风、风速大,含氧量少、冻融循环剧烈。盐渍土的分布往往与地形条件有密切的关系,现有的盐渍土和潜在的盐渍化地区都集中在各种大小的低地和洼地。目前,国家虽然制定了《盐渍土地区建筑技术规范》GB/T 50942-2014、《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012等有关规范,对盐渍土地基的设计、施工、地基处理、质量检验做出了相关规定,但大多是全国通用技术处理措施,没有针对各地区地基土情况做出操作性强的具体施工细则,在实际工程施工中,盐渍土地基处理效果仍然不够理想,考虑青海高寒地区复杂的盐渍土问题,采取适应性强的盐渍土地基处理措施显得尤为重要。
        2.3 翻浆
        翻浆是盐渍土地区极为普遍也是危害较大的病害,除了水和粉质土质量外,含盐量和冰点也将对其造成影响,从而发生翻浆。此处以氯盐渍土为例展开分析,在氯盐含量偏低的情况下土壤冰点存在下降趋势,水分聚流持续时间延长,因此增加了土壤发生冻胀的几率,当春融时温度升高翻浆病害则表现地更为严重。但是若含盐量足够大时,地基的冻胀翻浆程度则会随着土壤冰点的进一步降低而明显减弱。硫酸盐渍土的特点在于受盐分的影响导致其土壤整体的冰点下降,当然此影响程度微弱;碳酸盐渍土鲜有冰点大范围变动现象,但受其高强密水性能的影响出现地基冻胀翻浆现象。基于上述分析,针对翻浆病害的防治工作中应高度注重对含盐量和土基水分传递两方面的控制,最大限度减少氯盐含量,同时阻隔土体水分流动。
        2.4 腐蚀
        盐渍土中含有较多的易溶盐,可与混凝土发生碱-骨料反应、氯离子侵蚀等腐蚀破坏,降低混凝土强度,导致混凝土开裂和结构破坏。同时,氯离子可渗入混凝土钢筋表面,破坏钢筋钝化膜,加速电化学腐蚀过程。


        3 盐渍土地基工程处理技术
        3.1 提高地基高度法
        通过提高地基高度的方式可实现对部分水分和盐分的有效阻隔,缓解盐渍对地基稳定性所造成的不良影响。针对冻害和次生盐渍化的处理,可行途径是提高地基高度,要求其必须超出最小填土高度,且要综合地下水最高位、临界冻结深度等方面的因素选择最合适的最小填土高度控制指标。当然,提高地基高度法的适用范围较窄,仅在弱中且非硫酸盐渍土地段中较为合适。
        3.2 换填法
        3.2.1 选取砂石材料
        为了提高建筑基础工程的承载力,砂石换填法使用的砂石材料必须选择那些质地坚硬的鹅卵石、石屑、粗砂等,并且材料中不能混入风化料、植物残体、垃圾等杂物,砂石的含泥量不能超过 5%,鹅卵石最大直径不能超过 100 mm。此外,砂石颗粒的不均匀系数最好控制在 10 左右,曲率系数 C11=1~ 3。尽量选择干净的粗、中砂,少用细砂。
        3.2.2 砂石换填法的施工步骤
        砂石换填法的施工步骤有分层铺填、分层压实、分层质量检验等环节,在砂石换填法之前,必须先确定砂石的配比,然后再进行施工。砂石的配合比:砂子与碎石按照 70%:30%的比例进行,为了达到最佳比例,可以在实验室使用不同级配的砂石材料进行试配。如果砂石的最大干密度可达21.40 kN/ m3,那么地基砂石层的干容重在 20.30~ 20.80 kN/ m3的,砂石层的压实系数在 0.95~ 0.97。
        施工工艺:砂石换填法一般采用振动碾压法施工工艺,分段摊铺,分层碾压,每一层的厚度不超过300 mm,上下层错缝搭接距必须达到 2 000 mm 以上。砂石混合料含水量在 8% ~ 12% 之间,如果没有达到应该洒水或晾干[2]。
        具体施工方法:砂石配比完成以后,按照比例均匀搅拌就可以了。在施工前可以在地基表面洒少量的水,可以增加砂石与土层的黏合速度,避免直接用水龙头洒。每步需铺砂石 25 cm左右,厚度为 20 cm左右,用平板振动器振实 3~ 5 遍就可以。
        3.3 强夯法
        强夯法的优势在于操作便捷、成本低、适应能力强,此法通常与浸水预溶法综合使用,首先经过浸水处理,再通过强夯的方式提高土体强度。强夯的作用在于:①提高地基土的干密度,减小孔隙比,以免出现溶陷沉降现象;②提高压实度;③提高地基土均匀性,避免差异沉降现象。
        3.4 设置隔断层法
        隔断层法指的是在地基某处增设隔断层从而达到阻止毛细水上升的效果,以免水分和盐分进入地基上部。隔断层的可选形式较多,应以隔断材料特性以及现场情况为准作出选择,如土工布隔断层、风积砂或河砂隔断层、砾石隔断层和沥青砂、油毛毡等隔断层。土工膜、沥青砂、油毛毡属不透水性隔断层,其作用在于隔断下层毛细水的上升,并具有阻断气态水上升的效果;砾石和风积砂属透水性隔断层,仅具备隔断毛细水上升的能力。若因现场情况特殊而无法实施提高地基高度等上述方法时,可采取渗水土填筑的方式,由此形成毛细水隔断层。关于位置的选择以地基底部较为合适,其厚度应视渗水土颗粒粒径而定。考虑到隔断层施工便捷、对地基盐胀的控制效果好等多重特点,因此可作为首选方法,其在强盐渍土地段的应用效果良好[3]。
        结束语
        总之,施工单位应严格遵守盐渍土施工技术规范,合理选择施工技术工艺,准确把握各项施工技术要点。准确控制含水量,并加强地基的压实度检测,以确保地基工程的施工质量能够达到设计标准,从而促进我国建筑工程施工技术水平的全面提高。
        参考文献:
        [1]朱振学,章晓晖,李倩,张洪远.盐渍土地基工程处理技术研究综述[J].吉林水利,2019(09):1-5.
        [2]辛明静,白雪晓.湿陷性黄土盐渍土在工程实践中的探讨[J].山西建筑,2019,45(12):62-63.
        [3]罗友弟.盐渍土特性及其地基处理方法探讨[J].矿产勘查,2019,10(05):1214-1218.
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