新疆准东地区盐渍土回填处理试验研究

李耀杰　杨志刚　关　峻　付怀玉　田汉儒（.山西冶金岩土工程勘察总公司，山西太原　03000；.国网能源新疆准东煤电有限公司，新疆昌吉　83800）



新疆准东地区盐渍土回填处理试验研究

李耀杰1杨志刚2关峻2付怀玉2田汉儒1
（1.山西冶金岩土工程勘察总公司，山西太原030002；2.国网能源新疆准东煤电有限公司，新疆昌吉831800）

摘要：分析了新疆准东地区某电厂盐渍土地基回填处理试验，探讨了压实系数、含水量以及化学改良掺合料对回填盐渍土遇水溶陷的工程特性消除影响，并对不同的盐渍土回填处理方案进行技术经济分析，提出合理化建议，以供类似盐渍土工程参考。

关键词：盐渍土，回填处理，压实系数，含水量，化学改良

1　概述

新疆地区盐渍土分布面积约占全区面积的9. 5%，主要分布在准葛尔盆地、塔里木盆地、吐鲁番盆地以及哈密盆地［1］。本研究电厂位于新疆准葛尔盆地的东南缘，气候类型属典型的中温带大陆性半荒漠干旱气候，原始地貌属戈壁平原，场地上部地层为冲、洪积成因的粗颗粒堆积层［2］。根据室内易溶盐含量试验分析，本厂区地表下一定深度范围内岩土体的易溶盐含量大于0. 3%，最高达到2. 91%，应判定为盐渍土。根据盐渍土中含盐化学成分划分，厂区内盐渍土绝大多数为硫酸盐渍土或亚硫酸盐渍土［3］。从易溶盐含量随地层深度的变化情况来看，盐分主要富集于表层约3. 0 m深度范围内角砾层中，该角砾层正是回填的主要材料，存在一定的溶陷风险，为了避免地基不均匀沉降给设备运行带来破坏，需要对盐渍土的工程特性作进一步研究，提出合理的回填处理方案。

2　盐渍土回填处理试验分析

2.1室内击实试验

本厂区回填土样选取具有代表性的八个不同区域采取，进行室内混合，颗分定名为砾砂，不均匀系数为Cu= 20. 9，曲率系数Cc=0. 35。混合土样按四分法提取，根据预估最大干密度对应含水量上下浮动制备5组不同含水量的试样。混合后土样易溶盐含量为0. 72%，属于盐渍土。分三层进行重型击实，每层94击。第一层击完后，将试样层面拉毛，然后再装入套筒，进行其余两层土的击实，试筒击实后超出击实筒的余土高度不得大于6 mm。土样质量测定时准确至0. 1 g，含水量测定时从试样中心处取3个约20 g～25 g土样进行量测，平行误差不得超过1%。根据试验测量结果绘制ρ—ω曲线，峰值点的纵、横坐标分别表示混合回填盐渍土的最大干密度和对应含水量。

混合回填土的击实试验数据见表1，ρ—ω关系曲线见图1。

表1　混合回填土击实试验数据统计表

由室内击实试验数据及ρ—ω关系曲线拟合求出混合回填土最大干密度为2. 31 g/cm3，对应含水量为6. 37%。

2.2混合回填土溶陷试验分析

图1　混合回填土ρ—ω关系曲线

分别以天然土平均含水量2. 88%和混合回填土最大干密度对应含水量6. 37%作为试样含水量，进行室内重塑制样，其中每组含水量对应0. 90，0. 93，0. 97三种不同压实系数。每批平行样静置12 h后进行室内溶陷试验。两组含水量在不同压实系数情况下对应溶陷曲线如图2，图3所示。

图2　含水量2.88%对应溶陷曲线

图3　含水量6.37%对应溶陷曲线

混合回填土溶陷性试验统计结果见表2。

根据图1～图3及表2分析可知：含水量相同时提高压实系数可明显减少混合回填盐渍土的溶陷量，降低溶陷系数；相同压实系数时最优含水量对应的溶陷系数明显偏低；天然含水量2. 88%对应的总溶陷量均较大，根据溶陷系数判断混合回填盐渍土溶陷程度分别属于溶陷性中等和溶陷性强，不满足回填处理要求；最优含水量6. 37%时三种压实系数对应总溶陷量均较小，压实系数达到0. 93时即可消除混合盐渍土的溶陷性。

表2　混合回填土溶陷性统计表

2.3混合回填土改良试验分析

混合回填土分别掺合2%高抗硫酸盐水泥、10%粉煤灰、5%消石灰进行化学改良［4］，保温保湿养护7 d，14 d，28 d后进行溶陷试验。溶陷曲线如图4～图6所示。

图4　2%水泥改良溶陷曲线

图5　5%消石灰改良溶陷曲线

图6　10%粉煤灰改良溶陷曲线

化学改良后溶陷试验数据统计见表3。

由图4～图6及表3分析可知：掺合一定比例的高抗硫酸盐水泥、粉煤灰、消石灰均可对厂区内混合盐渍土溶陷性进行改良消除；溶陷性改良效果对比：2%水泥相对最优，5%消石灰次之，10%粉煤灰相对较弱；同一掺合料改良时，随着养护周期的增加，改良效果增强。

3　盐渍土回填处理技术经济分析及方案建议

3.1技术经济分析

该电厂厂区回填总土方约为200 000 m3，当采用外购砂石换填处理，按照本地市场材料价格，砂石料约为35元/m3，则总材料费需要7 000 000. 00元；采用掺合5%高抗硫酸盐水泥或2%的水泥与10%粉煤灰掺合后对回填盐渍土进行化学改良处理方案，其中高抗硫酸盐水泥720元/t，粉煤灰180元/t，则材料费用对应约为300 000. 00元和840 000. 00元；采用控制压实系数直接压实回填处理，则无需外购材料费。

表3　化学改良溶陷试验数据统计表

3.2方案建议

结合经济性分析，同时考虑到电厂厂区建筑设备使用环境条件的易变以及回填土后期固结沉降影响，建议对主厂房设备基础和其他沉降敏感的建筑物基础范围内回填盐渍土采取化学改良处理，非设备基础区域直接采用现场开挖的混合盐渍土压实回填。混合盐渍土化学改良处理时，由于室内改良试验条件控制精确，实际施工不可控因素较多，实际回填施工时选用掺合不低于5%高抗硫酸盐水泥或2%的水泥与10%粉煤灰掺合后对回填盐渍土进行改良处理，分层压实。混合盐渍土直接压实回填时，控制含水量为6. 37%左右，压实系数不低于0. 97，进行分层振动压实回填。

4　结语

1）含水量相同时提高压实系数可明显减少混合盐渍土的溶陷量，降低溶陷系数；2）相同压实系数时最优含水量对应的溶陷系数明显偏低；3）掺合一定比例的水泥、粉煤灰、消石灰均可对盐渍土溶陷性进行改良消除；4）在盐渍土回填施工过程中要严格控制回填料的含水量、压实系数、分层回填厚度满足设计要求，回填料避免含有胶结盐块。

参考文献：

［1］王军，刘熙峰.新疆粗颗粒盐渍土工程特性分析［J］.电力勘察设计，2012（4）：4-7.

［2］刘志伟，程东幸，张希宏.粗颗粒盐渍土回填碾压试验研究［J］.工程勘察，2012（6）：18-21.

［3］GB/T 50942—2014，盐渍土地区建筑技术规范［S］.

［4］张登武，赖天文，方建生.改良盐渍土的工程特性试验研究［J］.铁道建筑，2012（9）：81-83.

Experimental study on backfill treatment of saline soil in Zhundong Xinjiang area

Li Yaojie1Yang Zhigang2Guan Jun2Fu Huaiyu2Tian Hanru1
（1. Shanxi Metalurgical Rock-Soil Engineering Reconnaissance General Company，Taiyuan 030002，China；2. Xinjiang Zhundong Coal Power Co.，Ltd，State Grid Energy Development Company，Changji 831800，China）

Abstract：This paper analyzes the experiment on the saline soil foundation backfill of a power plant in Zhundong Xinjiang area. Discusses the elimination effect of the compaction coefficient，the content of water and the admixture of chemical improvement towards the mixed backfill saline soil that encountered with water soluble engineering，and conducts the technical and economic analysis of the different saline soil back-fill treatment plan. In order to provide similar saline soil engineering reference by putting forward reasonable proposals.

Key words：saline soil，backfill treatment，compaction coefficient，water content，chemical modification

中图分类号：TU448

文献标识码：A

文章编号：1009-6825（2016）09-0075-02

收稿日期：2016-01-18

作者简介：李耀杰（1979-），男，高级工程师，注册土木工程师（岩土）