新疆準東地區鹽漬土回填處理試驗研究

李耀杰　楊志剛　關　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；.國網能源新疆準東煤電有限公司，新疆昌吉　83800）

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新疆準東地區鹽漬土回填處理試驗研究

李耀杰1楊志剛2關峻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.國網能源新疆準東煤電有限公司，新疆昌吉831800）

摘要：分析了新疆準東地區某電廠鹽漬土地基回填處理試驗，探討了壓實系數、含水量以及化學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行技術經濟分析，提出合理化建議，以供類似鹽漬土工程參考。

關鍵詞：鹽漬土，回填處理，壓實系數，含水量，化學改良

1　概述

新疆地區鹽漬土分布面積約占全區面積的9. 5%，主要分布在準葛爾盆地、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］。根據室內易溶鹽含量試驗分析，本廠區地表下一定深度范圍內巖土體的易溶鹽含量大于0. 3%，最高達到2. 91%，應判定為鹽漬土。根據鹽漬土中含鹽化學成分劃分，廠區內鹽漬土絕大多數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，存在一定的溶陷風險，為了避免地基不均勻沉降給設備運行帶來破壞，需要對鹽漬土的工程特性作進一步研究，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室內擊實試驗

本廠區回填土樣選取具有代表性的八個不同區域采取，進行室內混合，顆分定名為礫砂，不均勻系數為Cu= 20. 9，曲率系數Cc=0. 35。混合土樣按四分法提取，根據預估最大干密度對應含水量上下浮動制備5組不同含水量的試樣。混合后土樣易溶鹽含量為0. 72%，屬于鹽漬土。分三層進行重型擊實，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。土樣質量測定時準確至0. 1 g，含水量測定時從試樣中心處取3個約20 g～25 g土樣進行量測，平行誤差不得超過1%。根據試驗測量結果繪制ρ—ω曲線，峰值點的縱、橫坐標分別表示混合回填鹽漬土的最大干密度和對應含水量。

混合回填土的擊實試驗數據見表1，ρ—ω關系曲線見圖1。

表1　混合回填土擊實試驗數據統計表

由室內擊實試驗數據及ρ—ω關系曲線擬合求出混合回填土最大干密度為2. 31 g/cm3，對應含水量為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含水量6. 37%作為試樣含水量，進行室內重塑制樣，其中每組含水量對應0. 90，0. 93，0. 97三種不同壓實系數。每批平行樣靜置12 h后進行室內溶陷試驗。兩組含水量在不同壓實系數情況下對應溶陷曲線如圖2，圖3所示。

圖2　含水量2.88%對應溶陷曲線

圖3　含水量6.37%對應溶陷曲線

混合回填土溶陷性試驗統計結果見表2。

根據圖1～圖3及表2分析可知：含水量相同時提高壓實系數可明顯減少混合回填鹽漬土的溶陷量，降低溶陷系數；相同壓實系數時最優含水量對應的溶陷系數明顯偏低；天然含水量2. 88%對應的總溶陷量均較大，根據溶陷系數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；最優含水量6. 37%時三種壓實系數對應總溶陷量均較小，壓實系數達到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%消石灰進行化學改良［4］，保溫保濕養護7 d，14 d，28 d后進行溶陷試驗。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

化學改良后溶陷試驗數據統計見表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、消石灰均可對廠區內混合鹽漬土溶陷性進行改良消除；溶陷性改良效果對比：2%水泥相對最優，5%消石灰次之，10%粉煤灰相對較弱；同一摻合料改良時，隨著養護周期的增加，改良效果增強。

3　鹽漬土回填處理技術經濟分析及方案建議

3.1技術經濟分析

該電廠廠區回填總土方約為200 000 m3，當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行化學改良處理方案，其中高抗硫酸鹽水泥720元/t，粉煤灰180元/t，則材料費用對應約為300 000. 00元和840 000. 00元；采用控制壓實系數直接壓實回填處理，則無需外購材料費。

表3　化學改良溶陷試驗數據統計表

3.2方案建議

結合經濟性分析，同時考慮到電廠廠區建筑設備使用環境條件的易變以及回填土后期固結沉降影響，建議對主廠房設備基礎和其他沉降敏感的建筑物基礎范圍內回填鹽漬土采取化學改良處理，非設備基礎區域直接采用現場開挖的混合鹽漬土壓實回填。混合鹽漬土化學改良處理時，由于室內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行改良處理，分層壓實。混合鹽漬土直接壓實回填時，控制含水量為6. 37%左右，壓實系數不低于0. 97，進行分層振動壓實回填。

4　結語

1）含水量相同時提高壓實系數可明顯減少混合鹽漬土的溶陷量，降低溶陷系數；2）相同壓實系數時最優含水量對應的溶陷系數明顯偏低；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行改良消除；4）在鹽漬土回填施工過程中要嚴格控制回填料的含水量、壓實系數、分層回填厚度滿足設計要求，回填料避免含有膠結鹽塊。

參考文獻：

［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，鹽漬土地區建筑技術規范［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

文獻標識碼：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）