鹽漬土地基的處理方法

2023-09-20 10:54:40

專利名稱：：鹽漬土地基的處理方法
技術領域：
：本發明屬於地基土的改良方法，特別涉及鹽漬土地基的改良方法。鹽漬土是指土層中含可溶性鹽類過多的土。目前，我國沿用的分類標準是易溶鹽含量與土的幹容量之比大於0.5%的為鹽漬土。鹽漬土分布很廣，我國青海、新疆有大面積的內陸鹽漬土，沿海各省有濱海鹽漬土;蘇聯、美國、中東、印度、非洲等國家和地區均有鹽漬化程度不同的鹽漬土。從建築工程的角度考慮，目前各國對鹽漬土地基的研究還很少，特別是對其熔陷危害性認識不足或未能採取合理對策以致我國因開發青海油田的需要而在西部鹽漬土地基上建築的大量各種類型的工程設施受到了不同程度的損壞，有的已被嚴重破壞，給生產和生活帶來嚴重影響。鹽漬土在天然狀態下具有較高的承載力，一般在250kPa以上，可是一旦遇水就容易產生溶陷、膨脹和腐蝕，尤其是溶陷性對上部結構造成的危害性極大。目前處理鹽漬土地基大致有下列方法換土法用不含鹽的沙土或灰土等替換鹽漬土層，當換土面積和深度不大時此法可行;梁板連續基礎加強基礎整體性，提高抗不均勻沉降能力;樁基礎蘇聯採用過預製鋼筋混凝土樁，但是打入困難，而且還要解決樁身腐蝕問題，因此後來更多的是採用鑽孔灌注樁，在混凝土中添加防腐劑。此外還有深層攪拌、旋噴、矽化加固等處理方法在技術上也是可行的，但施工成本都很高;強夯或預浸水加強夯直接夯擊鹽漬土很困難，單純預浸水也不行，一般都是預浸水加強夯。CN85100863號申請利用預浸水法處理鹽漬土地基，即在基礎施工前用一定礦化度的水預浸地基土，把上部土層的易溶鹽溶解流到下部土層中，使上部土層「淡化」，對於特定的土質條件和鹽漬土不厚時可以收到一定效果。但是它有以下缺點一是治標不治本，因為上部土層的鹽轉移到下部土層後，隨著毛細水上升，上部土層的含鹽量又將逐步增加;二是在「洗鹽」過程中破壞了原狀土的結構強度，不能充分發揮天然地基的承載力，三是對非自重溼陷的鹽漬土，預浸水后土也不能自行密實。青海不少預浸水地基上的建築就是因此而發生沉陷破壞。預浸水再加強夯、預壓等，勢必又提高施工成本，而且一些建築即使這樣處理後地基遇水仍然有過大的下沉。總之，目前對鹽漬土地基、尤其是含鹽量高、鹽漬土層厚(如青海厚10米以至20米以上的鹽漬土的地基尚無有效的經濟合理的處理方法。因此本發明的目的就是對鹽漬土地基、特別是含鹽量高、鹽漬土厚的地基提供一種有效而經濟合理的處理方法。它既要能保持原土層較高的結構強度，又使處理後的地基遇水後溶陷很小，而且處理成本低廉。與預浸水「洗鹽」、「淡化」的方法反其道而行之，本發明的方法是對鹽漬土地基進行「鹽化」處理，以鹽治鹽，即在基坑開挖到設計標高后，向基坑中注入飽和或過飽和鹽溶液，使地基土形成不透水或難透水的飽和鹽土層，用鹽量應滿足設計要求的處理深度。根據工程的重要性和不同的土質條件，設計要求不同的處理深度。在沒有設計經驗時，可通過現場浸水載荷試驗確定處理深度。其方法是在現場對鹽漬土按不同深度進行鹽化處理，然後分別做浸水載荷試驗，得出相應的載荷P與沉降量S的變化曲線。根據有關規範以S＝0.01B(B為載荷板寬度)所對應的P值定為處理後地基的承載力[R]，當其中[R]≥設計載荷時，相應的浸水載荷試驗處理深度即為基坑要求鹽化處理深度。檢驗處理深度可通過手搖鑽或人工挖探檢驗。所說的飽和或過飽和鹽溶液用氯化鈉(一般食鹽、鍋爐用鹽均可)製備，因為它溶解度較高，價格也便宜。用硫酸鹽等中溶鹽或碳酸鹽等難溶鹽製備，鹽化處理效果更好，但製備困難，所需時間較長。向基坑內注入飽和或過飽和鹽溶液時，最好每次注入高度至少在15cm以上，待溶液滲入土層後再次注入，如此循環進行，直至經檢驗處理深度滿足設計要求後，再涼槽五天即可進行防水、墊層等基礎施工。此外，溶液注入基坑時應均勻注入，例如從基坑四角或周邊注入，並注意保持基坑底、壁完好。為此，可在基坑相應部位放置鐵板或木板等，飽和液入坑時落點距坑壁1m以上。飽和鹽溶液注入鹽漬土後，不但不破壞原土的結構和強度，而且隨著水份迅速蒸發(鹽漬土地區氣候均很乾燥)，飽和鹽溶液析出結晶鹽填充土中的部分孔隙，經充分鹽化處理後滲透性顯著減小，土孔隙中的含鹽量增高后，即使表層浸水溶解部分鹽，但形成鹽溶液並逐漸飽和後，就很難以再溶解更多的鹽了。實際上成為了不透水或難透水的隔水層，從而大大減小了浸水影響深度，再遇水時其沉陷性就不大了，這就是採用本法的原理。所說的隔水層，可根據需要設置成基礎底下的水平層，也可作成垂直的隔水層。這種鹽化處理，再加上防水、排水措施，建築物就更加安全了。不論鹽漬土土質如何，含鹽量多少，土層多厚，本法都能處理，含鹽量越高，土層越深越能顯示本法的優越性。像青海地區含鹽量高達1%以上，土層厚10米以至20米以上的鹽漬土，採用別的辦法很難處理或者處理成本很高，而採用本法最適宜。因為它只需形成一定厚度的飽和鹽隔水層即可。加上青海等產鹽地區，採用本法更合算。用飽和鹽溶液處理，材料低廉易得，飽和鹽溶液滲透性也很強，無需高壓泵等機械設備、材料無疑都便宜得多。表1列出了幾種處理方法的經濟比較表1注表中單價除本發明外，均以內地價計，尚需考慮內地和西北地區差價及運輸費用等。附圖及實施例圖1為飽和鹽溶液注入基坑示意圖;圖2為對比試驗試坑平面布置圖;圖3、圖4分別為基坑和各試坑沉降變化曲線。實施例1青海某工程的鹽漬土地基(含樁基、牆基及設備基礎地基)用本法加固。基坑(1)開挖到設計標高后，從基坑四角注入NaCl飽和鹽溶液，每次注入15cm高度，待全部滲入土中後再次注入，如此循環進行。連續注入了三天(晚上未進行)，經鑽孔檢驗，飽和鹽土層達到了設計要求的1.5m處理深度，停止注入。之後涼槽五天(基坑表層土涼幹)即進行防水、墊層等基礎施工。飽和鹽溶液在現場製備，將鍋爐用鹽倒入大的空油桶(2)中，再加自來水人工攪拌，直至桶底積鹽不再溶解即可用注入管如膠皮管(3)注入基坑，落點距基坑壁1m以上並在基坑底四角鋪鐵板(4)以保持坑底坑壁完好。處理後進行浸水沉降觀測，結果示於圖3。圖中A曲線是經鹽化處理的基坑，B曲線是基坑附近未經鹽化處理的鹽漬土。可見經鹽化處理後，地基的浸水沉降量很小而且在五天以後即趨於穩定。實施例2實驗場地在青海花土溝，土質以粉細砂為主，含鹽量為1.2～1.5%，試驗在圖2所示的1＃～5＃的5個試坑中進行。1＃、2＃、4＃、5＃坑進行鹽化處理，3＃坑未經任何處理。1＃、2＃坑分別注入30cm高飽和鹽水(鍋爐用鹽)並保持3天;4＃坑填入鹽與礫石混合物，其體積比為2∶1，厚10cm，稍加夯實;5＃坑也填入鹽與礫石混合物，其體積比為1∶1，厚10cm，稍夯實。上述1＃、2＃坑停止注入飽和鹽水後間隔6天(此時坑中鹽水全部滲完，坑底基本硬化)，之後從水源(5)通過水渠(6)向5個試坑中注入自來水，保持30cm的水頭不變，通過沉降觀測板(7)觀測各試坑沉降，結果示於圖4。圖4中1、2、3、4、5分別為對應試坑的底面沉降量曲線;4′、5′分別為4＃、5＃坑的鹽和礫石混合物表面的沉降量曲線。觀測結束後，開挖各試坑，測量各試坑的浸水影響深度並計算滲透係數、溶陷係數，列於表2。表2)123450.60.60.60.60.62.21.92.41.951.871.61.31.31.351.271.851.52.081.561.470.00380.0140.0430.0130.013效果評價未經鹽化處理的試坑浸水後坑底的沉降量比鹽化處理後的大10多倍，即鹽化處理後浸水沉降量很小;鹽化處理後試坑下土的平均滲透性比未處理的小，其浸水影響深度小40%左右，這些在工程上都具有重要意義。權利要求1.鹽漬土地基的處理方法，其特徵是基坑開挖到設計標高后進行鹽化處理，即向基坑中注入飽和或過飽和鹽溶液，使地基土形成不透水或難透水的飽和鹽土層，用鹽量應滿足設計要求的或由現場作浸水載荷試驗確定的處理深度的需要。2.根據權利要求1所說的方法，其特徵是所說的飽和或過飽和鹽溶液是用氯化鈉製備的，也可用硫酸鹽或碳酸鹽製備。3.根據權利要求1所說的方法，其特徵是飽和鹽溶液每次注入高度至少15cm以上，待溶液滲入土層後再次注入，如此循環進行，直至經檢驗處理深度滿足設計要求，再涼槽後即可進行基礎施工。全文摘要鹽漬土地基的處理方法。基坑開挖到設計標高后向基坑中注入飽和或過飽和鹽溶液。使地基土形成不透水或難透水的飽和鹽土層，用鹽量應滿足設計要求的或由現場作浸水載荷試驗確定的處理深度的需要。本法材料易得，處理成本低廉，工程實踐證明，效果良好。文檔編號E02D3/12GK1062943SQ9010600公開日1992年7月22日申請日期1990年12月27日優先權日1990年12月27日發明者徐攸在,史桃開,史玉良申請人:冶金工業部建築研究總院