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【摘 要】 本文针对盐渍土的主要特征,探讨了盐渍土地基的腐蚀破坏性,并综合分析了目前盐渍土地区地基的防腐处理方案,最后通过新疆项目的地基处理实例分析,阐述了盐渍土地基设计时应注意的防腐问题及处理措施。
【关键词】 盐渍土,工程影响,地基处理,防腐处理
1、盐渍土的特性
1.1盐渍土的分布
青海、新疆、甘肃、宁夏、陕西和内蒙古,是我国盐渍土分布面积最广最多的地域。随着西部大开发,许多的工程项目在盐渍土地区迅猛发展,它的物理力学特性、工程特性以及该地区地基的防腐处理方法等研究就有一定的实际意义。
1.2盐渍土的危害
盐渍土是指含有易溶性盐含量大于0.5%,且具有吸湿、松胀等特性的土。按盐渍类型可分为:氯盐渍土、亚氯盐渍土、亚硫酸盐渍土、硫酸盐渍土和碳酸盐渍土。盐渍土作为一种不同于一般土的特殊土,当在工程上被作为地基时,表现出诸多的特殊性。由于土中含有易溶盐,它使土具有明显的腐蚀性,对建筑物基础和地下设施,构成一种严酷的腐蚀环境,影响其耐久性和安全性。盐渍土含盐种类多,所以呈现不同的腐蚀特性和腐蝕等级,主要分为两大类:第一种是化学腐蚀,即土中的盐和建筑材料发生反应而引起的破坏作用,此类盐多是氯(亚氯)盐渍土。第二种是物理结晶性腐蚀(又称为盐胀),盐渍土的膨胀,主要发生在硫酸盐渍土中,由于硫酸钠结晶时吸收10个水分子,而造成体积膨胀,故称盐胀。一些资料表明,上述的这种危害一般较浅(为30cm左右)。所以,主要是对地坪、散水坡、道路等造成危害。另外一些研究表明,当土中所含的硫酸钠不超过2%时,土体基本上不会发生这种膨胀破坏。
2、盐渍土地区地基处理方案
根据SYT0317-97盐渍土地区建筑规范规定[3],可以知道,盐渍土地区各种地基、基础处理措施及其适用条件,如下表所示。
3、盐渍土地区地下设施建筑材料防护措施[4]
3.1以氯盐为主的盐渍土防护措施:
氯盐为主的盐渍土地区,钢筋混凝土结构的破坏的主导原因是CL-引起的钢筋锈蚀,所以对建筑材料进行防护的时候主要考虑它的化学腐蚀。主要方法有:
1)最大限度地提高混凝土的密实性,如增加水泥用量,减少水灰比,加减水剂,密实剂等。
2)钢筋阻绣剂。
3)混凝土外涂层。
3.2以硫酸盐为主的盐渍土防护措施:
硫酸盐的腐蚀破坏作用,有别于氯盐,其主要破坏对象是混凝土本身,硫酸盐与混凝土中的水泥水化物起化学反应,产生结晶引起体积膨胀。虽然硫酸盐也对钢筋有腐蚀作用,但同等量危害仅相当于氯盐的1/4。
对混凝土的防护措施:
1)最大限度地提高混凝土的密实性。
2)采用抗硫酸盐水泥。
3)在满足功能要求的前提下,基础的形体应力求简单,最大限度地减少暴露在盐渍土中的表面积。
4)防硫酸盐添加剂。
5)混凝土外涂层。
4、新疆项目实例分析
新疆项目根据地勘报告场区土易溶盐测试结果,易溶盐含量在0.278%~1.616%之间,综合判定场地土为盐渍土。场地土按含盐化学成分和含盐量分类,属亚硫酸盐渍土;土中Na2SO4含量均小于1%,可不考虑土的盐胀性和溶陷性。场地土对混凝土结构具强腐蚀性,对钢筋混凝土结构中的钢筋具强腐蚀性。基于当地状况,切实做好基础和地下设施的防腐蚀措施是十分必要的。
根据地勘报告中的地基基础方案分析及建议,对于荷载需求较小且对变形要求较低的轻型建(构)筑物,可考虑采用天然地基,当天然地基承载力不能满足设计要求时,可考虑换土填埋进行处理或采用CFG复合地基的方案。对于荷载需求较大、变形要求较高的建筑物,考虑采用桩基础。
根据SYT0317-97盐渍土地区建筑规范条文说明中指出,在盐渍土地区采用灌注桩比预制桩更为合适,盐渍土地区不宜使用钢管桩。考虑到项目位置偏远,运输不便,当地也缺乏预应力混凝土管桩生产厂家,因此确定荷载较大且对变形要求较高的建(构)筑物采用钻孔灌注桩。同时在以硫酸盐为主的环境下,不宜采用灰土桩,石灰桩。而碎石桩具有很强的抗腐蚀性能。因此在天然地基承载力不能满足设计要求时,需采用CFG桩,桩身材料采用素混凝土C25。
SYT0317-2012盐渍土地区建筑规范的3.0.4条规定,对无盐胀和非溶陷盐渍土地基,除应考虑防腐外,可按一般地基处理。地基基础防腐措施主要包括砖墙勒脚防腐,混凝土防腐和钢筋阻锈等。经过业主,施工方以及设计方的多方研究,因地制宜,采取以下防腐蚀措施:
(1)增加混凝土抗腐蚀裕量:采用C40的钻孔灌注桩桩身﹑钢筋混凝土基础(承台、基础梁、柱下独基)的混凝土;设置钢筋保护层厚度为50mm,采用C25的素混凝土,素混凝土基础下做100mm厚沥青混凝土垫层。
(2)内部防腐措施:地下基础(钻孔灌注桩,CFG桩,钢筋混凝土基础,素混凝土基础,基础梁)混凝土材料中添加添加粉煤灰、S75矿粉、高效混凝土防腐剂,添加比例由添加剂供货厂家根据当地土壤、地下水腐蚀性质及添加剂性能经试验确定;钢筋表面刷钢筋防腐阻垢剂,涂刷遍数、厚度由阻垢剂厂家提供。
该工程目前正在建设中,是新疆盐渍土地区地基方案选用的典型案例,能够为今后的相似工程提供参考。
5、结语
通过本文的论述可以看出,处理盐渍土地区地基基础是一项综合性很强的技术措施,盐渍土含盐量及含盐种类有很大差别,其腐蚀性也有差异。因此重视对盐渍土性能的研究,针对具体盐渍土的类型因地制宜的提出相应的建筑物地基基础处理措施,对特殊地区经济贸易工业的发展是十分必要的。
参考文献:
[1]关宏.盐渍土地基的加固处理.山西建筑.2013(3)
[2]黄飞.盐渍土腐蚀性研究[M].合肥工业大学.2013
[3] SYT0317-97盐渍土地区建筑规范
[4]张洪萍,杨晓华.新疆北部地区盐渍土的腐蚀机理及防治措施.西部探矿工程.2010(11)
【关键词】 盐渍土,工程影响,地基处理,防腐处理
1、盐渍土的特性
1.1盐渍土的分布
青海、新疆、甘肃、宁夏、陕西和内蒙古,是我国盐渍土分布面积最广最多的地域。随着西部大开发,许多的工程项目在盐渍土地区迅猛发展,它的物理力学特性、工程特性以及该地区地基的防腐处理方法等研究就有一定的实际意义。
1.2盐渍土的危害
盐渍土是指含有易溶性盐含量大于0.5%,且具有吸湿、松胀等特性的土。按盐渍类型可分为:氯盐渍土、亚氯盐渍土、亚硫酸盐渍土、硫酸盐渍土和碳酸盐渍土。盐渍土作为一种不同于一般土的特殊土,当在工程上被作为地基时,表现出诸多的特殊性。由于土中含有易溶盐,它使土具有明显的腐蚀性,对建筑物基础和地下设施,构成一种严酷的腐蚀环境,影响其耐久性和安全性。盐渍土含盐种类多,所以呈现不同的腐蚀特性和腐蝕等级,主要分为两大类:第一种是化学腐蚀,即土中的盐和建筑材料发生反应而引起的破坏作用,此类盐多是氯(亚氯)盐渍土。第二种是物理结晶性腐蚀(又称为盐胀),盐渍土的膨胀,主要发生在硫酸盐渍土中,由于硫酸钠结晶时吸收10个水分子,而造成体积膨胀,故称盐胀。一些资料表明,上述的这种危害一般较浅(为30cm左右)。所以,主要是对地坪、散水坡、道路等造成危害。另外一些研究表明,当土中所含的硫酸钠不超过2%时,土体基本上不会发生这种膨胀破坏。
2、盐渍土地区地基处理方案
根据SYT0317-97盐渍土地区建筑规范规定[3],可以知道,盐渍土地区各种地基、基础处理措施及其适用条件,如下表所示。
3、盐渍土地区地下设施建筑材料防护措施[4]
3.1以氯盐为主的盐渍土防护措施:
氯盐为主的盐渍土地区,钢筋混凝土结构的破坏的主导原因是CL-引起的钢筋锈蚀,所以对建筑材料进行防护的时候主要考虑它的化学腐蚀。主要方法有:
1)最大限度地提高混凝土的密实性,如增加水泥用量,减少水灰比,加减水剂,密实剂等。
2)钢筋阻绣剂。
3)混凝土外涂层。
3.2以硫酸盐为主的盐渍土防护措施:
硫酸盐的腐蚀破坏作用,有别于氯盐,其主要破坏对象是混凝土本身,硫酸盐与混凝土中的水泥水化物起化学反应,产生结晶引起体积膨胀。虽然硫酸盐也对钢筋有腐蚀作用,但同等量危害仅相当于氯盐的1/4。
对混凝土的防护措施:
1)最大限度地提高混凝土的密实性。
2)采用抗硫酸盐水泥。
3)在满足功能要求的前提下,基础的形体应力求简单,最大限度地减少暴露在盐渍土中的表面积。
4)防硫酸盐添加剂。
5)混凝土外涂层。
4、新疆项目实例分析
新疆项目根据地勘报告场区土易溶盐测试结果,易溶盐含量在0.278%~1.616%之间,综合判定场地土为盐渍土。场地土按含盐化学成分和含盐量分类,属亚硫酸盐渍土;土中Na2SO4含量均小于1%,可不考虑土的盐胀性和溶陷性。场地土对混凝土结构具强腐蚀性,对钢筋混凝土结构中的钢筋具强腐蚀性。基于当地状况,切实做好基础和地下设施的防腐蚀措施是十分必要的。
根据地勘报告中的地基基础方案分析及建议,对于荷载需求较小且对变形要求较低的轻型建(构)筑物,可考虑采用天然地基,当天然地基承载力不能满足设计要求时,可考虑换土填埋进行处理或采用CFG复合地基的方案。对于荷载需求较大、变形要求较高的建筑物,考虑采用桩基础。
根据SYT0317-97盐渍土地区建筑规范条文说明中指出,在盐渍土地区采用灌注桩比预制桩更为合适,盐渍土地区不宜使用钢管桩。考虑到项目位置偏远,运输不便,当地也缺乏预应力混凝土管桩生产厂家,因此确定荷载较大且对变形要求较高的建(构)筑物采用钻孔灌注桩。同时在以硫酸盐为主的环境下,不宜采用灰土桩,石灰桩。而碎石桩具有很强的抗腐蚀性能。因此在天然地基承载力不能满足设计要求时,需采用CFG桩,桩身材料采用素混凝土C25。
SYT0317-2012盐渍土地区建筑规范的3.0.4条规定,对无盐胀和非溶陷盐渍土地基,除应考虑防腐外,可按一般地基处理。地基基础防腐措施主要包括砖墙勒脚防腐,混凝土防腐和钢筋阻锈等。经过业主,施工方以及设计方的多方研究,因地制宜,采取以下防腐蚀措施:
(1)增加混凝土抗腐蚀裕量:采用C40的钻孔灌注桩桩身﹑钢筋混凝土基础(承台、基础梁、柱下独基)的混凝土;设置钢筋保护层厚度为50mm,采用C25的素混凝土,素混凝土基础下做100mm厚沥青混凝土垫层。
(2)内部防腐措施:地下基础(钻孔灌注桩,CFG桩,钢筋混凝土基础,素混凝土基础,基础梁)混凝土材料中添加添加粉煤灰、S75矿粉、高效混凝土防腐剂,添加比例由添加剂供货厂家根据当地土壤、地下水腐蚀性质及添加剂性能经试验确定;钢筋表面刷钢筋防腐阻垢剂,涂刷遍数、厚度由阻垢剂厂家提供。
该工程目前正在建设中,是新疆盐渍土地区地基方案选用的典型案例,能够为今后的相似工程提供参考。
5、结语
通过本文的论述可以看出,处理盐渍土地区地基基础是一项综合性很强的技术措施,盐渍土含盐量及含盐种类有很大差别,其腐蚀性也有差异。因此重视对盐渍土性能的研究,针对具体盐渍土的类型因地制宜的提出相应的建筑物地基基础处理措施,对特殊地区经济贸易工业的发展是十分必要的。
参考文献:
[1]关宏.盐渍土地基的加固处理.山西建筑.2013(3)
[2]黄飞.盐渍土腐蚀性研究[M].合肥工业大学.2013
[3] SYT0317-97盐渍土地区建筑规范
[4]张洪萍,杨晓华.新疆北部地区盐渍土的腐蚀机理及防治措施.西部探矿工程.2010(11)