李耀杰　楊志剛　關(guān)　峻　付懷玉　田漢儒（.山西冶金巖土工程勘察總公司，山西太原　03000；.國網(wǎng)能源新疆準(zhǔn)東煤電有限公司，新疆昌吉　83800）

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新疆準(zhǔn)東地區(qū)鹽漬土回填處理試驗研究

李耀杰1楊志剛2關(guān)峻2付懷玉2田漢儒1
（1.山西冶金巖土工程勘察總公司，山西太原030002；2.國網(wǎng)能源新疆準(zhǔn)東煤電有限公司，新疆昌吉831800）

摘要：分析了新疆準(zhǔn)東地區(qū)某電廠鹽漬土地基回填處理試驗，探討了壓實系數(shù)、含水量以及化學(xué)改良摻合料對回填鹽漬土遇水溶陷的工程特性消除影響，并對不同的鹽漬土回填處理方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟分析，提出合理化建議，以供類似鹽漬土工程參考。

關(guān)鍵詞：鹽漬土，回填處理，壓實系數(shù)，含水量，化學(xué)改良

1　概述

新疆地區(qū)鹽漬土分布面積約占全區(qū)面積的9. 5%，主要分布在準(zhǔn)葛爾盆地、塔里木盆地、吐魯番盆地以及哈密盆地［1］。本研究電廠位于新疆準(zhǔn)葛爾盆地的東南緣，氣候類型屬典型的中溫帶大陸性半荒漠干旱氣候，原始地貌屬戈壁平原，場地上部地層為沖、洪積成因的粗顆粒堆積層［2］。根據(jù)室內(nèi)易溶鹽含量試驗分析，本廠區(qū)地表下一定深度范圍內(nèi)巖土體的易溶鹽含量大于0. 3%，最高達(dá)到2. 91%，應(yīng)判定為鹽漬土。根據(jù)鹽漬土中含鹽化學(xué)成分劃分，廠區(qū)內(nèi)鹽漬土絕大多數(shù)為硫酸鹽漬土或亞硫酸鹽漬土［3］。從易溶鹽含量隨地層深度的變化情況來看，鹽分主要富集于表層約3. 0 m深度范圍內(nèi)角礫層中，該角礫層正是回填的主要材料，存在一定的溶陷風(fēng)險，為了避免地基不均勻沉降給設(shè)備運行帶來破壞，需要對鹽漬土的工程特性作進(jìn)一步研究，提出合理的回填處理方案。

2　鹽漬土回填處理試驗分析

2.1室內(nèi)擊實試驗

本廠區(qū)回填土樣選取具有代表性的八個不同區(qū)域采取，進(jìn)行室內(nèi)混合，顆分定名為礫砂，不均勻系數(shù)為Cu= 20. 9，曲率系數(shù)Cc=0. 35。混合土樣按四分法提取，根據(jù)預(yù)估最大干密度對應(yīng)含水量上下浮動制備5組不同含水量的試樣?；旌虾笸翗右兹茺}含量為0. 72%，屬于鹽漬土。分三層進(jìn)行重型擊實，每層94擊。第一層擊完后，將試樣層面拉毛，然后再裝入套筒，進(jìn)行其余兩層土的擊實，試筒擊實后超出擊實筒的余土高度不得大于6 mm。土樣質(zhì)量測定時準(zhǔn)確至0. 1 g，含水量測定時從試樣中心處取3個約20 g～25 g土樣進(jìn)行量測，平行誤差不得超過1%。根據(jù)試驗測量結(jié)果繪制ρ—ω曲線，峰值點的縱、橫坐標(biāo)分別表示混合回填鹽漬土的最大干密度和對應(yīng)含水量。

混合回填土的擊實試驗數(shù)據(jù)見表1，ρ—ω關(guān)系曲線見圖1。

表1　混合回填土擊實試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計表

由室內(nèi)擊實試驗數(shù)據(jù)及ρ—ω關(guān)系曲線擬合求出混合回填土最大干密度為2. 31 g/cm3，對應(yīng)含水量為6. 37%。

2.2混合回填土溶陷試驗分析

圖1　混合回填土ρ—ω關(guān)系曲線

分別以天然土平均含水量2. 88%和混合回填土最大干密度對應(yīng)含水量6. 37%作為試樣含水量，進(jìn)行室內(nèi)重塑制樣，其中每組含水量對應(yīng)0. 90，0. 93，0. 97三種不同壓實系數(shù)。每批平行樣靜置12 h后進(jìn)行室內(nèi)溶陷試驗。兩組含水量在不同壓實系數(shù)情況下對應(yīng)溶陷曲線如圖2，圖3所示。

圖2　含水量2.88%對應(yīng)溶陷曲線

圖3　含水量6.37%對應(yīng)溶陷曲線

混合回填土溶陷性試驗統(tǒng)計結(jié)果見表2。

根據(jù)圖1～圖3及表2分析可知：含水量相同時提高壓實系數(shù)可明顯減少混合回填鹽漬土的溶陷量，降低溶陷系數(shù)；相同壓實系數(shù)時最優(yōu)含水量對應(yīng)的溶陷系數(shù)明顯偏低；天然含水量2. 88%對應(yīng)的總?cè)芟萘烤^大，根據(jù)溶陷系數(shù)判斷混合回填鹽漬土溶陷程度分別屬于溶陷性中等和溶陷性強，不滿足回填處理要求；最優(yōu)含水量6. 37%時三種壓實系數(shù)對應(yīng)總?cè)芟萘烤^小，壓實系數(shù)達(dá)到0. 93時即可消除混合鹽漬土的溶陷性。

表2　混合回填土溶陷性統(tǒng)計表

2.3混合回填土改良試驗分析

混合回填土分別摻合2%高抗硫酸鹽水泥、10%粉煤灰、5%消石灰進(jìn)行化學(xué)改良［4］，保溫保濕養(yǎng)護(hù)7 d，14 d，28 d后進(jìn)行溶陷試驗。溶陷曲線如圖4～圖6所示。

圖4　2%水泥改良溶陷曲線

圖5　5%消石灰改良溶陷曲線

圖6　10%粉煤灰改良溶陷曲線

化學(xué)改良后溶陷試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計見表3。

由圖4～圖6及表3分析可知：摻合一定比例的高抗硫酸鹽水泥、粉煤灰、消石灰均可對廠區(qū)內(nèi)混合鹽漬土溶陷性進(jìn)行改良消除；溶陷性改良效果對比：2%水泥相對最優(yōu)，5%消石灰次之，10%粉煤灰相對較弱；同一摻合料改良時，隨著養(yǎng)護(hù)周期的增加，改良效果增強。

3　鹽漬土回填處理技術(shù)經(jīng)濟分析及方案建議

3.1技術(shù)經(jīng)濟分析

該電廠廠區(qū)回填總土方約為200 000 m3，當(dāng)采用外購砂石換填處理，按照本地市場材料價格，砂石料約為35元/m3，則總材料費需要7 000 000. 00元；采用摻合5%高抗硫酸鹽水泥或2%的水泥與10%粉煤灰摻合后對回填鹽漬土進(jìn)行化學(xué)改良處理方案，其中高抗硫酸鹽水泥720元/t，粉煤灰180元/t，則材料費用對應(yīng)約為300 000. 00元和840 000. 00元；采用控制壓實系數(shù)直接壓實回填處理，則無需外購材料費。

表3　化學(xué)改良溶陷試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計表

3.2方案建議

結(jié)合經(jīng)濟性分析，同時考慮到電廠廠區(qū)建筑設(shè)備使用環(huán)境條件的易變以及回填土后期固結(jié)沉降影響，建議對主廠房設(shè)備基礎(chǔ)和其他沉降敏感的建筑物基礎(chǔ)范圍內(nèi)回填鹽漬土采取化學(xué)改良處理，非設(shè)備基礎(chǔ)區(qū)域直接采用現(xiàn)場開挖的混合鹽漬土壓實回填?；旌消}漬土化學(xué)改良處理時，由于室內(nèi)改良試驗條件控制精確，實際施工不可控因素較多，實際回填施工時選用摻合不低于5%高抗硫酸鹽水泥或2%的水泥與10%粉煤灰摻合后對回填鹽漬土進(jìn)行改良處理，分層壓實?；旌消}漬土直接壓實回填時，控制含水量為6. 37%左右，壓實系數(shù)不低于0. 97，進(jìn)行分層振動壓實回填。

4　結(jié)語

1）含水量相同時提高壓實系數(shù)可明顯減少混合鹽漬土的溶陷量，降低溶陷系數(shù)；2）相同壓實系數(shù)時最優(yōu)含水量對應(yīng)的溶陷系數(shù)明顯偏低；3）摻合一定比例的水泥、粉煤灰、消石灰均可對鹽漬土溶陷性進(jìn)行改良消除；4）在鹽漬土回填施工過程中要嚴(yán)格控制回填料的含水量、壓實系數(shù)、分層回填厚度滿足設(shè)計要求，回填料避免含有膠結(jié)鹽塊。

參考文獻(xiàn)：

［1］王軍，劉熙峰.新疆粗顆粒鹽漬土工程特性分析［J］.電力勘察設(shè)計，2012（4）：4-7.

［2］劉志偉，程東幸，張希宏.粗顆粒鹽漬土回填碾壓試驗研究［J］.工程勘察，2012（6）：18-21.

［3］GB/T 50942—2014，鹽漬土地區(qū)建筑技術(shù)規(guī)范［S］.

［4］張登武，賴天文，方建生.改良鹽漬土的工程特性試驗研究［J］.鐵道建筑，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

中圖分類號：TU448

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-6825（2016）09-0075-02

收稿日期：2016-01-18

作者簡介：李耀杰（1979-），男，高級工程師，注冊土木工程師（巖土）