盐渍土地基处理方法的研究现状与思考

龚 雨 王雪梅

(西京学院陕西省混凝土结构安全与耐久性重点实验室，陕西 西安710123)

盐渍土是盐土和碱土以及各种盐化、碱化土的总称，为含有一定数量盐分的土，含盐量以盐分质量和干土质量的百分比表示。根据土体对专业的影响，各部门对盐渍土赋予了不同的定义。中华人民共和国交通部部颁标准和新疆维吾尔族自治区公路行业技术规范中规定，地表下1.0m 内土中易溶盐含量平均大于0.3%的土为盐渍土；中华人民共和国铁道部发布的行业标准中规定，地表下1.0m 内土中易溶盐含量平均大于0.5%的土为盐渍土；中国土壤学会盐渍土专业委员会规定，当土表层含盐量达0.6%～2%时应属盐类土[1]。

根据上述各部门、各专业对盐渍土的不同定义，可以总结为无论何行业，对盐渍土的定义的共性均指含有一定数量易溶盐的土体。我国盐渍土分布十分广泛，主要分布在内陆干旱、半干旱地区以及滨海地区，不同地区的盐渍土工程特性存在着较大差异，甚至同一地区也会有很大差异，随着温度和水的变化，盐渍土自身的性质也会变化，从而非常容易衍生出很多病害，盐渍土具有溶陷性、盐胀性和腐蚀性[2]，因此针对盐渍土的性质，需要采用不同的治理方法。

1 盐渍土特性及其危害

1.1 溶陷性

盐渍土地基的溶陷性是指盐渍土的可溶盐经水浸泡后溶解、流失，以致土体结构松散，在土的饱和自重压力或一定压力作用下出现溶陷。盐渍土溶陷性的大小，与易溶盐的性质、含量、赋存状态和浸水长短等因素有关，通常采用溶陷系数作为评定盐渍土溶陷性的标准。尹睿捷[3]、华遵孟等[4]提出盐渍土在浸水状态下受荷载作用而产生的沉陷变形，主要由盐结晶颗粒的溶解以及潜蚀效应引起。

1.2 盐胀性

盐胀性主要发生在硫酸盐盐渍土中，由于硫酸钠结晶时吸收大量水而造成体积膨胀，使土粒间的孔隙增大，土粒松散，形成盐结壳剥离的蓬松层，所以产生盐胀性。盐渍土的盐胀与一般膨胀土不同，它不是由于吸水而土体膨胀，而纯粹由于盐体积膨胀而膨胀。盐胀与冻胀也不一样，盐胀也可以发生在非冻胀性的各类盐渍土中（如砂、石和干燥的黏性土）。黄雪峰等[5]研究发现盐胀变形的主要分布区在地层1m 以上深度范围内，盐渍土盐胀变形主要受温度、水分、含盐量和干密度影响；张莎莎等对粗粒盐渍土的盐胀特性进行了论述，结果表明粗粒盐渍土的盐胀起胀温度与降温持续时间、含盐量、初始密度正相关，与含水率和附加荷载负相关。研究表明，盐渍土地基的盐胀性，主要发生在温度变化较大的近地表土层中，其厚度一般小于1.5m左右。同时，基底压力对盐胀性的影响也非常显著。当基底压力超过50kPa 时，就能有效抑制盐胀性。

1.3 腐蚀性

盐渍土的腐蚀性主要是由氯盐腐蚀和硫酸盐腐蚀组成。氯盐主要是对钢筋产生腐蚀，使钢筋锈蚀，体积膨胀，从而使混凝土产生顺筋开裂，最后保护层剥落；硫酸盐主要是一方面通过与混凝土中的成分发生化学反应生成新相，而新相物质的体积比反应前增大，产生膨胀应力，造成混凝土开裂、剥落。另一方面在环境温度和湿度的变化下，硫酸盐发生晶变产生胀缩，也会造成混凝土开裂。张云德在相关研究中得出，在干湿循环条件下，普通硅酸盐混凝土以及掺加粉煤灰的混凝土抗腐蚀性能较弱，掺加外加剂能够提高混凝土的抗腐蚀性能。

2 盐渍土地基处理方法

2.1 针对盐渍土溶陷性的地基处理技术

2.1.1 浸水预溶法

浸水预溶法是对要处理的地基预先浸水，使易溶盐溶解并渗透到较深土层中去，随着土中盐结晶的溶解和集粒的流失，在土自重压力或其他压力（强夯、预压等）的共同作用下，预先使土产生溶陷而密实的办法。这种方法应用于厚度较大，渗透性较好的砂、砾石土、粉土和黏性土盐渍土，在施工过程中，场地需要有充足的水源，与已建场地之间要有足够的安全距离。李敬业等首次提出采用浸水预溶法对盐渍土地基进行处理；胡海东针对不同类型的盐渍土进行了多组现场浸水载荷试验得出易溶盐含量是影响细颗粒盐渍土溶陷变形的重要因素，当易溶盐含量达到一定程度时，细颗粒盐渍土具有溶陷性。

2.1.2 强夯法

对于某些地区天然含水率较低的盐渍土可以采用一种比较简单的方法：强夯法。从加固机理和作用来看，强夯法对于盐渍土而言主要表现为动力夯实，即高能量的夯击产生冲击波和动应力，其在土中传播，使颗粒破碎或使颗粒瞬间产生剧烈相对运动，从而使孔隙中气体迅速排除或压缩，孔隙体积减小，形成较密实的结构。在青海省察尔汗- 格尔木高速公路建设工程中，李义邦对盐渍土地基进行强夯处理后强度有了显著的提高，不均匀性得到了改善。

2.1.3 浸水预溶+强夯法

我国西部大多数盐渍土地区由于降雨少，天然含水率较低，含水率低的土体结构往往具有非常高的强度，这时采用上述的强夯法来夯实地基就显得很不现实。但人们为了在这种地区应用强夯法，先浸水后强夯的方法逐渐走进了人们的视线。这种方法先是对将建造建筑物的地基进行浸水预溶，然后再将地基空置一定时间，当地基中的含水量接近最佳含水量时，再进行强夯。这种方法的效果与浸水时间、强夯能量、土质好坏等条件密切相关。陈鹏、黄晓波等以西北某盐渍土机场的地基处理为例，对采用浸水预溶+强夯法进行盐渍土地基加固处理进行了研究，并通过大量现场试验及多种对比分析，得出指导大面积地基处理施工的可靠参数，消除或降低地基土的溶陷性。

2.1.4 桩基础法

当盐渍土层较厚、含盐量较高时，可考虑采用桩基础。但与一般土地基不同，在盐渍土地基中采用桩基础时，必须考虑在浸水条件下桩的工作情况，即考虑桩周盐渍土浸水溶陷后会对桩产生负摩阻力而造成桩承载力的降低。桩的埋入深度应大于松胀性盐渍土的松胀临界深度。刘路对寒旱区盐渍土路基及冻土桩基础的稳定性问题进行了研究，表示“以桥代路”旱桥结构形式在青藏铁路的设计修建中得到了大量应用。

2.1.5 盐化处理法

盐化处理法通常被称为“以盐治盐”，在这个过程中，饱和盐溶液被注入建筑物的地基中，形成一层一定厚度的饱和盐土。水蒸发后，盐晶体沉淀并填充土壤颗粒的空隙，充当土壤颗粒的骨架，降低盐碱地的渗透性。该方法适用于溶解度高、厚度大的盐渍土，可采用大规模开挖，使整个基坑盐碱化。

2.2 针对盐渍土盐胀性的地基处理技术

2.2.1 换土垫层法

为使土体达到要求的密实度，形成良好的人工地基，换填法通常做法是将基础底面以下一定范围内的盐渍土清除，用稳定性较好的土、石回填并压实或夯实，操作时采用人工或机械方法进行分层碾压、夯实、振动。回填用土要求强度较高、性能稳定及具有抗侵蚀性，可采用砂、碎卵石、素土、盐土、煤渣、矿渣等分层材料。付清胜等结合新疆地区盐化沼泽土路基的施工，选择换土垫层法处理软土地基，并详细说明了施工作业流程和垫层施工及其质量检验要点。

2.2.2 设置变形缓冲层

砂石材料隔断层可以阻止地基土中毛细水的上升，同时还可以增加地基的整体强度。该法是在地坪下设置一层一定厚度(约200mm)的变形缓冲层，此缓冲层由大头在上，小头朝下的石头组成，使盐胀变形得到缓冲。

2.2.3 设置地面隔热层

盐渍土地基盐胀量的大小，除与硫酸盐含量有关外，还主要取决于土的温度和湿度的变化。例如，在地面设置一隔热层，就能有效避免盐渍土层顶面的温度发生较大变化，从而能达到消除盐胀的目的。同时为保持隔热材料的持久性，通常在其顶面铺设一防水层，以防大气或地面水渗入隔热层。陈再等通过上隔下疏型硫酸盐渍土路基盐胀模型试验得出，在升温过程中，保温层阻止表面蒸发，减弱内部盐水迁移；在降温过程中，保温层能减弱路基表层盐胀变形，对深层盐胀的抑制效果比表层抑制效果明显。

2.2.4 化学方法

化学方法的处理机理：①用掺入氯盐的方法来抑制硫酸盐渍土的膨胀；②通过离子交换使不稳定的硫酸盐转化成稳定的硫酸盐。研究表明，Na2SO4在氯盐中的溶解度随着氯盐浓度的增大而减小，当使得Cl-/S042-的数值增大到6 倍以上时，对盐胀的抑制效果最为显著。因此，在处理硫酸盐渍土的盐胀时，可采取在土中灌人CaCl2溶液的方法。这是因为CaCl2溶液在土中可起到双重效果：一是可降低Na2SO4的溶解度；二是通过化学反应生成的CaSO4(熟石膏)为难溶盐类,微溶于水且性质稳定，不会发生盐胀，从而可达到增强地基稳定性、消除盐胀的目的。

2.3 针对盐渍土腐蚀性的地基处理技术

盐渍土具有明显的腐蚀性，盐渍土地基中的基础和地下设施大多都需要经过可靠的防腐处理，以满足安全及耐用性要求。在特定的施工过程中可以采取以下防腐措施：2.3.1 科学选择耐蚀性建筑材料，保证建筑质量，一般不宜将盐渍土本身作为保护层，不得在弱、中盐渍土地区使用砖砌基础，管沟、踏步等应采用毛石或混凝土基础；在强盐渍土地区，室外地面以上1.2m 的墙体亦应采用浆砌毛石。2.3.2 隔断盐分与建筑材料接触的途径。对基础及墙的干湿交替区，可视情况分别采用常规防水、沥青类防水涂层、沥青或树脂防腐层做外部防护措施。2.3.3 在强和超强盐渍土地区，基础防腐应在卵石垫层上浇100mm 厚沥青混凝土。

3 结论与思考

3.1 对于盐渍土给地基带来的危害，单一使用某一种处理措施可能不会达到预期的效果，这需要多种处理措施结合治理。在盐渍土地区，要首先分析该区域的用途（种植、建筑地基、公路路基等），根据实际需要来对其中某些必须处理的特性可能对其带来的危害进行针对性处理。

3.2 由于盐渍土地基土的盐分类型、含盐量和盐渍化程度差异很大，所以必须在处理前进行现场试验，验证该处理措施的可行性，避免盲目施工，造成资源浪费。

3.3 在盐渍土地基处理方面，在我国研究较多的是针对西北地区公路路基，而对建筑物地基基础的研究则较少，大多数是把路基的常用处理技术应用在建筑物地基上。所以结合我国盐渍土地基的工程特性，亟需研究一些新的经济有效的处理技术，这对于我国盐渍土地基处理技术有着非常重要的意义。