土庫曼斯坦鹽漬土工程地質(zhì)性質(zhì)分析

郭世超 李 晶 邴啟超

(青島中油巖土工程有限公司，山東 青島 266071)

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土庫曼斯坦鹽漬土工程地質(zhì)性質(zhì)分析

郭世超 李 晶 邴啟超

(青島中油巖土工程有限公司，山東 青島 266071)

結(jié)合土庫曼斯坦某工程實(shí)例，主要從鹽漬土的溶陷性、鹽脹性、腐蝕性三方面，分析評價了土庫曼斯坦鹽漬土的工程地質(zhì)性質(zhì)，得出了一些結(jié)論，為土庫曼斯坦同一地區(qū)鹽漬土的勘察和施工提供依據(jù)。

鹽漬土，溶陷性，鹽脹性，腐蝕性

0 引言

土庫曼斯坦是一個中亞國家，前蘇聯(lián)加盟共和國之一，1991年從蘇聯(lián)獨(dú)立，1995年12月12日聯(lián)合國承認(rèn)土庫曼為一個永久中立國，擁有豐富的天然氣和石油資源。土庫曼斯坦是世界上最干旱的地區(qū)之一，全境大部分是低地，平原多在海拔200 m以下，80%的領(lǐng)土被卡拉庫姆沙漠覆蓋，原始地貌多為固定、半固定沙丘、平沙地、干灘、戈壁等。土庫曼斯坦降水量小，蒸發(fā)量大，地勢低，易于土壤中鹽的積累，發(fā)育大面積的鹽漬土。

1 工程概況及地層分布特征

2009年底巴格德雷合同區(qū)域第一天然氣處理廠開始以每年50×108m3向中國開始供應(yīng)天然氣，第2天然氣處理廠在此基礎(chǔ)上啟動，投產(chǎn)后計(jì)劃年供氣量為80×108m3，于2012年3月正式動工，2014年年底全部投產(chǎn)供氣，本文是以此工程為例，評價土庫曼斯坦鹽漬土工程地質(zhì)性質(zhì)。

場地地層主要為上第三系上新統(tǒng)早期與中新統(tǒng)洪積成因混合物，以砂土、礫石、塊石為主，局部地帶表層細(xì)砂為第四系晚更新統(tǒng)(Q3)陸相沉積物，依據(jù)鉆探成果，場地地層從上到下依次為第①層粉砂、第②層碎石、第③層細(xì)砂、第④層塊石、第⑤層砂巖(半成巖)。

2 鹽漬土工程地質(zhì)性質(zhì)

巖石在風(fēng)化過程中分離出少量的易溶鹽類(氯鹽、硫酸鹽、碳酸鹽)，易溶鹽被水流帶至江河、湖泊洼地或隨水滲入地下溶入地下水中，當(dāng)?shù)叵滤赝翆拥拿?xì)管升高至地表或接近地表，經(jīng)蒸發(fā)作用水中鹽分分離出來聚集于地表或地表下土層中，巖土中易溶鹽含量大于0.3%，并具有溶陷、鹽脹、腐蝕等工程特性時，應(yīng)判定為鹽漬巖土。

鹽漬土按含鹽的化學(xué)成分可分為氯鹽漬土、亞氯鹽漬土、亞硫酸鹽漬土、硫酸鹽漬土、堿性鹽漬土，見表1。

表1 鹽漬土按含鹽化學(xué)成分分類

鹽漬土按含鹽量可分為弱鹽漬土、中鹽漬土、強(qiáng)鹽漬土、超鹽漬土，見表2。

表2 鹽漬土按含鹽量分類

2.1 溶陷性評價

根據(jù)統(tǒng)計(jì)，干燥和稍濕鹽漬土才具有溶陷性，進(jìn)行溶陷性判別時，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場條件、土體類型和建(構(gòu))筑物類別，主要有三種試驗(yàn)方法：1)室內(nèi)壓縮實(shí)驗(yàn)法(土質(zhì)比較均一、不含粗礫的黏性土、粉土和含少量黏性土的砂土，采取原狀土樣)；2)現(xiàn)場浸水載荷試驗(yàn)法(土質(zhì)不均一、含粗粒的鹽漬土和碎石土，難以采取原狀土樣)；3)液體排開試驗(yàn)法(無條件進(jìn)行室內(nèi)壓縮試驗(yàn)和現(xiàn)場，宜用于難以取出完整的不擾動土樣)。

現(xiàn)場浸水載荷試驗(yàn)方法測定的鹽漬土溶陷系數(shù)與實(shí)際情況最為接近，且對各類鹽漬土均可采用，本工程便采用現(xiàn)場浸水載荷試驗(yàn)法判定鹽漬土的溶陷性，共進(jìn)行三組現(xiàn)場浸水載荷試驗(yàn)，結(jié)果見表3。

表3 現(xiàn)場浸水載荷試驗(yàn)成果表

當(dāng)溶陷系數(shù)δ≥0.01時，應(yīng)判定具有溶陷性，并根據(jù)溶陷系數(shù)δ的大小分為以下三類：

1)當(dāng)0.01≤δ≤0.03時，具有輕微溶陷性；2)當(dāng)0.03<δ≤0.05時，具有中等溶陷性；3)當(dāng)δ>0.05時，具有強(qiáng)溶陷性。

從3組浸水載荷試驗(yàn)所得出的成果可以看出，溶陷性系數(shù)在0.003～0.004之間，均小于0.01，依據(jù)相關(guān)規(guī)范要求，可不考慮該地層的溶陷性。

2.2 鹽脹性評價

鹽漬土的鹽脹性是對鹽漬土進(jìn)行巖土工程評價的重要指標(biāo)之一，其主要原因是由于鹽漬土中含有的硫酸鈉在溫度或濕度變化時結(jié)晶而發(fā)生體積膨脹所致，鹽漬土地基中的硫酸鈉含量、溫度以及含水量是影響地基膨脹量的主要原因。

鹽脹性要根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)測定的有效鹽脹區(qū)厚度H及總鹽脹量Sη0確定。

本工程共采取183個擾動土樣進(jìn)行土易溶鹽分析，根據(jù)分析結(jié)果，在不同深度采取的土樣硫酸鈉含量在0.01%～0.74%之間，均少于1%，可不考慮碎石土地層的鹽脹作用。

2.3 腐蝕性評價

鹽漬土的腐蝕性，應(yīng)按土中的鹽含量、電化學(xué)特性進(jìn)行評價，本工程共采取183個擾動土樣進(jìn)行土易溶鹽分析，用來評價土對混凝土及對混凝土中鋼筋的腐蝕性，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表4。

表4 土易溶鹽分析成果表

根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，第①層粉砂、第②層碎石、第③層細(xì)砂以及第④層塊石層均為鹽漬土，按含鹽量分類為中鹽漬土，按含鹽化學(xué)成分分類為硫酸鹽漬土～亞硫酸鹽漬土，局部為強(qiáng)亞硫酸鹽漬土、強(qiáng)硫酸鹽漬土和弱亞氯鹽漬土。第⑤層砂巖(半成巖)所采取土樣，根據(jù)其試驗(yàn)結(jié)果，在第⑤層上部和第④層底部1.0 m左右交接處局部地段含鹽量高于0.3%，但第⑤層下段含鹽量低于0.3%，可判定為非鹽漬土。

依據(jù)GB 50021—2001巖土工程勘察規(guī)范(2009年版)中的規(guī)定，場地鹽漬土對混凝土腐蝕等級為強(qiáng)，對鋼筋混凝土中鋼筋腐蝕性為中等。

本工程共完成12個測點(diǎn)土壤電阻率測試，局部地段土壤視電阻率地下3 m以內(nèi)在20 Ω·m～50 Ω·m之間，對鋼結(jié)構(gòu)具有中腐蝕性，其余各點(diǎn)的視電阻率值在地下3 m以內(nèi)均大于100 Ω·m，對鋼結(jié)構(gòu)具有微腐蝕性。

3 結(jié)語

通過本文論述，土庫曼斯坦鹽漬土不具有鹽脹性和溶陷性，具有較強(qiáng)的腐蝕性，主要為硫酸鹽～亞硫酸鹽漬土，在施工過程中注意防腐。

[1] SY/T 0317—2012，鹽漬土地區(qū)建筑規(guī)范[S].

[2] GB 50021—2001，巖土工程勘察規(guī)范(2009年版)[S].

[3] GB 50287—99，水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范[S].

[4] 《工程地質(zhì)手冊》編委會.工程地質(zhì)手冊[M].第4版.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2007.

Analysis on salinized soil engineering geology property in Turkmenistan

Guo Shichao Li Jing Bing Qichao

(QingdaoChinaPetroleumGeotechnicalEngineeringCo.,Ltd,Qingdao266071,China)

Combining with Turkmenistan engineering examples, starting from three aspects of collapsibility, salt expansion and corrosiveness of salinized soil, the paper analyzes and evaluates the salinized soil engineering geology property in Turkmenistan, and finally draws some conclusions, which has provided some guidance for salinized soil survey and construction in the similar region of Turkmenistan.

salinized soil, collapsibility, salt expansion, corrosiveness

1009-6825(2017)07-0073-02

2016-12-26

郭世超(1983- )，男，工程師； 李 晶(1980- )，男，工程師； 邴啟超(1984- )，男，工程師

TU448

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