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摘要：对涩北气田地区盐渍土腐蚀性等工程特性进行了详细分析，对盐渍土地基处理方法进行了探讨，并重点分析。根据涩北气田地区盐渍土的特性及实际情况，提出了采用换土法并结合加深基础垫层的这种经济可靠且简便易行的地基处理方法。
关键词：盐渍土；腐蚀性；压缩性；溶陷性；盐胀性；地基处理
中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号：
引言
涩北气田，地处青海省柴达木盆地东部涩聂湖畔，是目前中国石油陆上第四大气田，也是涩-宁-兰输气管道的气源地和西气东输管道的主要战略接替气源之一。同时涩北气田地区也是我国盐渍土主要分布地区,近年来,涩北气田盐渍土地基上的建（构）筑物不断出现腐蚀破坏，已引起业内人土对这种特殊地基土工程性质的关注。本文对涩北气田地区工程勘察资料和气田以往场站建设的研究资料进行综合分析，以供同行参考。
1 涩北气田地区盐渍土的形成与特点
第四纪中前期，柴达木盆地的中东部地区稳定沉降，发育为面积约40000km2的大型沉积湖盆。第四纪中后期，由于气候的日趋寒冷干旱，沉积湖盆逐渐萎缩消亡。在沉积湖盆的整个演化过程中，由于冰期与间冰期的交替出现，形成了多期较大规模的湖水进退。根据沉积特征分析，本地區地层沉积类型主要为第四系滨浅湖相沉积。随着柴达木盆地强烈的蒸发作用，地层中的盐分向地表或孔隙中逐渐聚集，形成了具有该地区特点的盐渍土。通过涩北气田地区部分工程所取土样易溶盐分析结果统计表明，土层中的含盐量较高，其含盐量一般在2～8%之间，土样的化学分析表明土中盐主要成分为氯化钠、氯化钾、氯化镁、氯化钙和氯化铵等，按含盐性质可划分为氯盐渍土，个别土样为亚氯盐渍土，按含盐量划分属于强～超氯盐渍土。
2 涩北气田地区盐渍土的物理、化学腐蚀特性
2.1 盐渍土对建筑材料的物理结晶腐蚀
物理结晶腐蚀是指具有一定矿化度的水，在毛细作用下，从墙体潮湿一端进入墙体，由于暴露在大气中的另一端水分蒸发，墙体孔隙中的盐分结晶析出，在这一过程中，墙体受到盐结晶产生的膨胀压力，这种膨胀压力随季节气温的差异及建筑物的干湿状况的变化而周期性变化，进而逐渐破坏建筑物的结构。其破坏位置多发生在水位变化区及干湿交替地带。涩北气田地区白天蒸发作用强烈，干湿交替所引起的盐结晶破坏较严重，特别是气田场站地坪受盐结晶产生的膨胀破坏显著。
2.2 盐渍土对建筑材料的化学腐蚀
根据涩北气田场站工程勘察资料分析，涩北气田地区地基土主要为氯盐渍土，对混凝土一般具有强腐蚀作用。Cl-能与水泥中的及水泥熟料中的Ca(OH)2铝酸三钙反应，大大加速中硅酸盐的水化速度，同时生成不溶性单氯铝酸钙或三氯铝酸钙。Cl- 和 NH+4对钢铁具有电化学腐蚀作用，在腐蚀过程中,Cl-的主要作用体现在以下三个方面：形成腐蚀电池、加速阳极的腐蚀过程及提高导电率。氯盐中Mg2+ 和NH+4对水泥制品有腐蚀破坏作用，主要是能分解水泥水化物中起骨架作用的钙，使其发生软化和粉化。
3 盐渍土的物理力学特性
3.1 压缩性
勘察资料表明，涩北气田地区氯盐渍土中各土层压缩模量Es平均值在11.7～18.9MPa，属低压缩性土，且地基土为第四系更新统七个泉组滨浅湖相沉积形成的泥岩地层，物理力学性能较好。但在水长期浸泡下其吸水后含水量增加，泥岩中的盐分随水溶解发生软化，可压缩性增加，承载能力降低，容易引起建筑物产生不均匀沉降。
3.2 溶陷性
据勘察资料得知，涩北气田地区地下水深度大于20m,土体为细粒土，渗透系数较小，土体溶陷变形主要是无渗流溶陷变形；对于泥岩地基土，表层残积土（一般在1.0m以上）含盐量极高，存在溶陷性，在下部土层中取其具有代表性的土样进行溶陷性试验，结果表明其溶陷系数在0.001～0.006之间，因此认定场地除残积土外不具备溶陷性。
3.3 盐胀性
盐渍土的盐胀性是指土体失水或因温度降低使得溶解度降低导致的盐结晶膨胀。对于涩北气田地区的氯盐渍土，硫酸盐含量极少，但根据勘察资料数据分析，硫酸盐含量一般小于1%，土体并不具有硫酸盐渍土的胀缩性。即认为地基土体无盐胀性。
3.4 承载力
在天然状态下，涩北气田地区氯盐渍土承载力标准值在200～250kPa之间，承载力较高,这是由于土中含盐量较高，降低了土体的液限。根据勘察资料得知地基土中天然含水量平均值为11.9%，液限平均值为34.8%，塑限平均值为21.3%，土体处于硬塑状态，承载力较高。但是当土的含水量等于液限时，其抗剪强度近于零，土体含盐量越多土的液限值越低，盐渍土在较小的含水量时就可达到液性状态而丧失了强度，其对建筑物的危害性很大。在生产生活用水及地下管线渗漏等诸多因素隐患情况下，遇水后其土层强度可能丧失，造成建筑物开裂破坏。
4 盐渍土地基的处理方法
根据涩北气田地面建设工程中建筑物的结构型式及涩北气田氯盐渍土特点及实际情况，采用换土结合基础垫层加深及个别基础加深对盐渍土地基进行处理是最经济可靠而又简便易行的处理方法。
柴达木盆地属高原干旱寒冷气候，年降雨量少，蒸发性极强，使得当地水资源匮乏。采用换土法可不存在因用其它方法进行地基处理所引起的大量用水问题。采用换土法处理盐渍土地基，换土深度应视现场盐渍土具体情况确定。总的要求是换土深度超过有效的溶陷性土层厚度，保证残留的盐渍土溶陷量不超过上部结构容许的变形值。换土的宽度则应保证下卧层顶面处的压力小于该土层浸水后的承载力，同时还应保证周围土溶陷时对换土部分土体的稳定性。对一般建筑物，应将基础下的盐质胶结体和盐结晶体全部挖除，清除后对基础加深部分采用水泥稳定砂砾垫层。水泥稳定砂砾垫层用砂砾石土；水泥(95：5拌合)，在含水量应比最佳含水量大1%～2%的情况下进行拌合回填压实。
5 结论
涩北气田地区盐渍土工程性质比较特殊，对建筑物具有诸多不利影响因素。本文在对涩北气地区盐渍土特性分析的基础上得出下面的结论。(1)该地区建筑物的主要危害是氯盐对建筑物的物理和化学腐蚀。因此，在建筑物的建设过程中，对其基础应采取一定的保护措施。(2)该地区氯盐渍土不具有湿陷性和盐胀性，除必须采取防腐措施外，就可以按一般的非盐渍土地基进行设计，地基处理方法一般为清除盐质胶结体和盐结晶体后采用水泥稳定砂砾垫层。(3)由于土体的均匀性较差，必须采取结构措施，减少建筑物不均匀沉降以适应地基不均匀沉降。
参考文献:
[1]编写委员会，岩土工程手册[M].中国建筑工业出版社，1994.
[2]《盐渍土地区建筑规范》SY/T0317-97.石油工业出版社，1998.
[3]徐攸在，盐渍土地基[M].中国建筑工业出版社,1993.
[4]杨风筝，盐渍土地区基础防腐技术[J].地基基础工程,1994，4(3):3-8.
[5]徐攸在，史桃开. 盐渍土地基的处理方法[J].2007，33(5):7-11.
[6]樊自立，马英杰，马映军．中国西部地区的盐渍土及其改良应用[J]．干旱区研究，2001，9(3)：1-6．
关键词：盐渍土；腐蚀性；压缩性；溶陷性；盐胀性；地基处理
中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号：
引言
涩北气田，地处青海省柴达木盆地东部涩聂湖畔，是目前中国石油陆上第四大气田，也是涩-宁-兰输气管道的气源地和西气东输管道的主要战略接替气源之一。同时涩北气田地区也是我国盐渍土主要分布地区,近年来,涩北气田盐渍土地基上的建（构）筑物不断出现腐蚀破坏，已引起业内人土对这种特殊地基土工程性质的关注。本文对涩北气田地区工程勘察资料和气田以往场站建设的研究资料进行综合分析，以供同行参考。
1 涩北气田地区盐渍土的形成与特点
第四纪中前期，柴达木盆地的中东部地区稳定沉降，发育为面积约40000km2的大型沉积湖盆。第四纪中后期，由于气候的日趋寒冷干旱，沉积湖盆逐渐萎缩消亡。在沉积湖盆的整个演化过程中，由于冰期与间冰期的交替出现，形成了多期较大规模的湖水进退。根据沉积特征分析，本地區地层沉积类型主要为第四系滨浅湖相沉积。随着柴达木盆地强烈的蒸发作用，地层中的盐分向地表或孔隙中逐渐聚集，形成了具有该地区特点的盐渍土。通过涩北气田地区部分工程所取土样易溶盐分析结果统计表明，土层中的含盐量较高，其含盐量一般在2～8%之间，土样的化学分析表明土中盐主要成分为氯化钠、氯化钾、氯化镁、氯化钙和氯化铵等，按含盐性质可划分为氯盐渍土，个别土样为亚氯盐渍土，按含盐量划分属于强～超氯盐渍土。
2 涩北气田地区盐渍土的物理、化学腐蚀特性
2.1 盐渍土对建筑材料的物理结晶腐蚀
物理结晶腐蚀是指具有一定矿化度的水，在毛细作用下，从墙体潮湿一端进入墙体，由于暴露在大气中的另一端水分蒸发，墙体孔隙中的盐分结晶析出，在这一过程中，墙体受到盐结晶产生的膨胀压力，这种膨胀压力随季节气温的差异及建筑物的干湿状况的变化而周期性变化，进而逐渐破坏建筑物的结构。其破坏位置多发生在水位变化区及干湿交替地带。涩北气田地区白天蒸发作用强烈，干湿交替所引起的盐结晶破坏较严重，特别是气田场站地坪受盐结晶产生的膨胀破坏显著。
2.2 盐渍土对建筑材料的化学腐蚀
根据涩北气田场站工程勘察资料分析，涩北气田地区地基土主要为氯盐渍土，对混凝土一般具有强腐蚀作用。Cl-能与水泥中的及水泥熟料中的Ca(OH)2铝酸三钙反应，大大加速中硅酸盐的水化速度，同时生成不溶性单氯铝酸钙或三氯铝酸钙。Cl- 和 NH+4对钢铁具有电化学腐蚀作用，在腐蚀过程中,Cl-的主要作用体现在以下三个方面：形成腐蚀电池、加速阳极的腐蚀过程及提高导电率。氯盐中Mg2+ 和NH+4对水泥制品有腐蚀破坏作用，主要是能分解水泥水化物中起骨架作用的钙，使其发生软化和粉化。
3 盐渍土的物理力学特性
3.1 压缩性
勘察资料表明，涩北气田地区氯盐渍土中各土层压缩模量Es平均值在11.7～18.9MPa，属低压缩性土，且地基土为第四系更新统七个泉组滨浅湖相沉积形成的泥岩地层，物理力学性能较好。但在水长期浸泡下其吸水后含水量增加，泥岩中的盐分随水溶解发生软化，可压缩性增加，承载能力降低，容易引起建筑物产生不均匀沉降。
3.2 溶陷性
据勘察资料得知，涩北气田地区地下水深度大于20m,土体为细粒土，渗透系数较小，土体溶陷变形主要是无渗流溶陷变形；对于泥岩地基土，表层残积土（一般在1.0m以上）含盐量极高，存在溶陷性，在下部土层中取其具有代表性的土样进行溶陷性试验，结果表明其溶陷系数在0.001～0.006之间，因此认定场地除残积土外不具备溶陷性。
3.3 盐胀性
盐渍土的盐胀性是指土体失水或因温度降低使得溶解度降低导致的盐结晶膨胀。对于涩北气田地区的氯盐渍土，硫酸盐含量极少，但根据勘察资料数据分析，硫酸盐含量一般小于1%，土体并不具有硫酸盐渍土的胀缩性。即认为地基土体无盐胀性。
3.4 承载力
在天然状态下，涩北气田地区氯盐渍土承载力标准值在200～250kPa之间，承载力较高,这是由于土中含盐量较高，降低了土体的液限。根据勘察资料得知地基土中天然含水量平均值为11.9%，液限平均值为34.8%，塑限平均值为21.3%，土体处于硬塑状态，承载力较高。但是当土的含水量等于液限时，其抗剪强度近于零，土体含盐量越多土的液限值越低，盐渍土在较小的含水量时就可达到液性状态而丧失了强度，其对建筑物的危害性很大。在生产生活用水及地下管线渗漏等诸多因素隐患情况下，遇水后其土层强度可能丧失，造成建筑物开裂破坏。
4 盐渍土地基的处理方法
根据涩北气田地面建设工程中建筑物的结构型式及涩北气田氯盐渍土特点及实际情况，采用换土结合基础垫层加深及个别基础加深对盐渍土地基进行处理是最经济可靠而又简便易行的处理方法。
柴达木盆地属高原干旱寒冷气候，年降雨量少，蒸发性极强，使得当地水资源匮乏。采用换土法可不存在因用其它方法进行地基处理所引起的大量用水问题。采用换土法处理盐渍土地基，换土深度应视现场盐渍土具体情况确定。总的要求是换土深度超过有效的溶陷性土层厚度，保证残留的盐渍土溶陷量不超过上部结构容许的变形值。换土的宽度则应保证下卧层顶面处的压力小于该土层浸水后的承载力，同时还应保证周围土溶陷时对换土部分土体的稳定性。对一般建筑物，应将基础下的盐质胶结体和盐结晶体全部挖除，清除后对基础加深部分采用水泥稳定砂砾垫层。水泥稳定砂砾垫层用砂砾石土；水泥(95：5拌合)，在含水量应比最佳含水量大1%～2%的情况下进行拌合回填压实。
5 结论
涩北气田地区盐渍土工程性质比较特殊，对建筑物具有诸多不利影响因素。本文在对涩北气地区盐渍土特性分析的基础上得出下面的结论。(1)该地区建筑物的主要危害是氯盐对建筑物的物理和化学腐蚀。因此，在建筑物的建设过程中，对其基础应采取一定的保护措施。(2)该地区氯盐渍土不具有湿陷性和盐胀性，除必须采取防腐措施外，就可以按一般的非盐渍土地基进行设计，地基处理方法一般为清除盐质胶结体和盐结晶体后采用水泥稳定砂砾垫层。(3)由于土体的均匀性较差，必须采取结构措施，减少建筑物不均匀沉降以适应地基不均匀沉降。
参考文献:
[1]编写委员会，岩土工程手册[M].中国建筑工业出版社，1994.
[2]《盐渍土地区建筑规范》SY/T0317-97.石油工业出版社，1998.
[3]徐攸在，盐渍土地基[M].中国建筑工业出版社,1993.
[4]杨风筝，盐渍土地区基础防腐技术[J].地基基础工程,1994，4(3):3-8.
[5]徐攸在，史桃开. 盐渍土地基的处理方法[J].2007，33(5):7-11.
[6]樊自立，马英杰，马映军．中国西部地区的盐渍土及其改良应用[J]．干旱区研究，2001，9(3)：1-6．