湿陷性黄土盐渍土在工程实践中的探讨

辛明静 白雪晓

(1.兰州市城市建设设计院,甘肃 兰州 730050; 2.邯郸市中和房地产开发有限公司,河北 邯郸 056000)

1 概述

我国西北地区地处内陆，气候条件主要以干旱、半干旱环境著称，这为湿陷性黄土和盐渍土的形成提供了基础条件，其中陕西、宁夏、甘肃、青海、新疆、内蒙古既是湿陷性黄土又是盐渍土的主要分布地区。湿陷性黄土是一种具有大孔隙和垂直节理的非饱和欠压密土，规范中将湿陷系数不小于0.15的黄土定为湿陷性黄土[1]。盐渍土是一种具有溶陷、盐胀及腐蚀中一种或几种工程特性，且多表现为遇水后土体结构和强度发生显著变化的特殊土，规范中将易溶盐含量大于或等于0.3%且小于20%，并具有溶陷或盐胀等工程特性的土定为盐渍土[2]。近年来，随着国家经济的发展和西部大开发战略的实施，黄土地区的项目越来越多，使得诸多工程不得不在特殊土地基上建设。在工程实践中发现，存在着一种特殊的黄土，它既满足湿陷性黄土的判别标准又满足盐渍土的判别标准，这就是湿陷性黄土盐渍土[3]。

长期以来，人们对湿陷性黄土的认识及积累的工程经验较盐渍土要多，很容易将这种特殊土按照湿陷性黄土处理，且相关规范规程并未对这种特殊土做出明确的规定，在具体的工程实践中，是将这种特殊土按照湿陷性黄土处理，还是按照盐渍土处理，或是同时考虑两种特殊土的工程特性，这就成为困扰工程勘察设计人员的难题。

2 湿陷性黄土、盐渍土对比分析

2.1 形成机理

目前，学术界关于黄土湿陷机理的假说有多种，如溶盐假说、欠压密理论、毛细管假说、水模契入假说、结构学假说、胶体不足假说等[4]，这些假说的共同点在于，他们都是从“压力”和“水”(即外因)的角度出发，从物理、化学及力学等方面对湿陷性黄土的特性做出解释[5]。湿陷性黄土的特性与其自身组成成分、孔隙分布规律及结构状态等密切相关，在外因的作用下，土体原有的平衡被打破，导致其表现出一般土体所没有的工程特性。

盐渍土是一种含盐量超过一定量的特殊土，这些盐类一部分溶解于水中以液态的形式存在，另一部分则以结晶的固态形式存在于土颗粒中，当外界条件发生变化时，如水或温度的作用，使得一部分盐类在液态与固态之间转化，从而改变了土体原有的组成成分及结构状态，导致其表现出溶陷、盐胀等工程特性。

2.2 室内压缩试验

室内压缩试验既可用于测定黄土的湿陷系数、自重湿陷系数、湿陷起始压力，亦可用于测定盐渍土的溶陷系数。对于湿陷性黄土盐渍土，采用室内压缩试验法测定湿陷系数、溶陷系数时，通过对试验过程进行对比分析发现，在试样浸水饱和后，土样发生湿陷或溶陷变形，试验所测得试样浸水变形稳定前后高度的差值是由湿陷变形值和溶陷变形值所组成的，且二者不可分割，即在整个压缩试验过程中试样的变形是湿陷和溶陷共同作用的结果，最终所测得在湿陷系数和溶陷系数亦是不真实值。

2.3 现场浸水(静载荷)试验

对于湿陷性黄土盐渍土，按湿陷性黄土进行评价时，在现场静载荷试验和现场试坑浸水试验中，由于盐渍土溶陷变形的贡献，导致最终所得黄土的湿陷起始压力值和自重湿陷量较真实值要大；同样，按盐渍土进行评价时，在浸水载荷试验中，由于黄土湿陷变形的影响，现场测定的盐渍土地基溶陷量、平均溶陷系数均大于真实值(平均溶陷系数的分析未考虑承压板下盐渍土浸润深度受黄土湿陷特性的影响)。

2.4 工程特性

湿陷性黄土具有遇水后，在一定压力下，土体结构迅速破坏，并发生显著附加下沉的工程特性。盐渍土的盐胀、溶陷、腐蚀等工程特性与其所含盐分的类型和数量息息相关，如含氯盐为主的盐渍土，因氯盐的溶解度较大，遇水后土中的结晶盐极易溶解，使土质变软，强度降低，并产生溶陷变形；含硫酸盐为主的盐渍土，除遇水产生溶陷变形外，其中的硫酸钠在温度和湿度变化时，会产生较大的体积变形，导致地基土发生膨胀或收缩。

对于湿陷性黄土盐渍土而言，它既具有湿陷性黄土的工程特性，又具有盐渍土的工程特性，即湿陷性黄土具有湿(溶)陷、盐胀、腐蚀等工程特性。

3 工程实例分析

3.1 工程概况

甘肃省兰州新区纬八路东延段道路工程(经十五路至环城东路)位于皋兰县西岔镇山字墩村，属大陆干旱性气候，具有降水偏少、蒸发强烈、日照时间长、四季分明等特点，多年平均气温5 ℃～6.3 ℃。多年平均降水量241.1 mm，蒸发量1 800 mm～2 100 mm。从地貌单元划分，属黄土丘陵地带。

3.2 勘察设计

道路沿线黄土状粉土具Ⅳ级湿陷性，且土层厚度大于25 m。在黄土状粉土层共取33件试样进行室内易溶盐分析试验，易溶盐含量介于0.20%～0.67%，属硫酸盐渍土。

3.3 路基处理方案建议

道路沿线黄土状粉土既属于湿陷性黄土，又属于硫酸盐渍土，考虑其不良工程特性及道路运营期绿化带灌溉及人类活动的影响，建议对道路沿线加强疏水、防排水措施，路基处理宜采用换填垫层或设置变形缓冲层+强夯法或灰土挤密桩等综合治理方法进行处理。

4 地基处理方法

湿陷性黄土地基处理的目的在于消除其全部或部分湿陷量，常用的处理方法有垫层法、强夯法、挤密法、预浸水法；盐渍土地基处理的目的在于消除或减轻盐渍土的溶陷性和盐胀性对建(构)筑物的危害，常用的处理方法有换填法、预压法、强夯法、强夯置换法、砂(碎)石桩法、浸水预溶法、盐化法、隔断层法；二者均采用防治相结合的理念，一方面做好疏、防、排水的相关工作，另一方面采用相应的地基处理方法消除或减轻其不良特性对工程带来的危害。

对于湿陷性黄土盐渍土地基而言，应综合考虑其湿陷、盐胀、溶陷、腐蚀等工程特性，采用因地制宜、以防为主、防治结合的理念，根据工程建设的具体情况，选择合适的地基处理方案。如湿陷性黄土盐渍土以硫酸盐渍土为主时，除应考虑黄土的湿陷性以外，还应考虑盐渍土的盐胀性及腐蚀性；当湿陷性黄土盐渍土以氯盐渍土为主时，应重点考虑其湿(溶)陷性及腐蚀性。

5 结语

1)湿陷性黄土盐渍土，其具有湿陷性黄土及盐渍土共有的工程特性：湿陷性、盐胀性、溶陷性及腐蚀性。

2)采用室内压缩试验法所测得的湿陷性黄土湿陷系数、自重湿陷系数、湿陷起始压力及盐渍土溶陷系数均非真实值。

3)在现场浸水(静载荷)试验中，测得黄土的湿陷起始压力值、自重湿陷量、盐渍土地基溶陷量、平均溶陷系数较真实值要大。

4)对于湿陷性黄土盐渍土地基而言，应综合考虑其工程特性，并结合工程具体情况，采用合理的地基处理方案。