魯效池 張向東 程 續
(遼寧工程技術大學土木工程學院,遼寧 阜新 123000)
鹽漬土指含鹽堿成分較多的土壤。它不僅會危害農作物,而且會導致土壤退化,嚴重降低土的工程性質,降低工程質量,危害工程安全。土的鹽分增加有地形、氣候、人為活動等多方面原因。我國鹽漬土遍布全國。眾所周知,在實際工程中,土壤對工程的影響是十分巨大的。而鹽漬土一旦浸水,就會發生較大形變,使土的強度急劇降低,對工程危害極大。因此,鹽漬土是一種性質較差的土。為了探討并最終解決鹽漬土對工程的較大影響,本文論述了鹽漬土分布、對工程的影響及其防治措施、鹽漬土研究的展望等熱點問題。
我國鹽漬土遍布全國,其主要分布在海邊及河邊、草原、干旱及半干旱土地、高寒和高原地區。由于鹽類土壤中含有大量的可溶性鹽,當它溶于水時,其物理力學性質,如密度、孔隙度、抗壓強度和抗剪強度發生較大改變,使鹽漬土的強度大大降低,導致地基失穩,使工程難度大大增加[1]。目前,世界各國對鹽漬土的研究大多從農業角度入手,而從工程性質方面對鹽漬土進行的研究還比較少。
鹽漬土對公路的影響主要有以下幾個方面:
1)腐蝕:鹽漬土會腐蝕公路工程中的鋼筋混凝土和石材;鹽漬土的化學反應會使混凝土膨脹,導致其產生開裂現象,最終破壞混凝土。
2)鹽脹:鹽類的溶解度與外界溫度密切相關,所以用鹽漬土填的道路會隨著溫度脹縮。路面會由于鹽漬土中鹽類的脹縮而局部不平,產生裂縫和塌陷,使路基路面遭到破壞。
3)翻漿:春季路基上層砂礫先融化,而此時路基下層尚未融化,上層砂礫中的水分無法下滲,在車輛的沖擊荷載的作用下路基會翻漿、冒泥,形成彈簧路面。鹽漬土中的硫酸鹽和氯化鈉會使土壤保持潮濕的狀態,從而加重翻漿現象。
1)布設排水系統。
在鹽漬土路基施工時,應合理布設排水系統,使積水得到有效排放。與此同時,也應注意原有的生態水遷移路線的保護。合理安排排水設計,能使路面的含鹽積水得到排放,減少路面與含鹽積水的接觸。
2)提升路基高度。
提升路基高度是保護路基不被含鹽水腐蝕的一種有效方法。含鹽水會由于路基的升高而減少進入路基。所以路基的高度至少應該上升到大于含鹽水所能達到的最大高度。
3)布設毛細水隔斷層[2]。
設置毛細水隔斷層能夠有效阻隔毛細水的上升,阻止含鹽水進入路基,由此保證路基的安全耐用。隔斷層可以由滲水土、瀝青等材料組成。
鹽漬土對建筑的影響主要有以下兩個方面。
1)化學腐蝕。
鹽漬土中的硫酸鹽和氯離子與建筑材料反應,氯離子直接滲透到混凝土中,腐蝕鋼筋,使混凝土體開裂和剝落。當氯離子進入混凝土加固體時,會導致外部混凝土層產生裂紋并最終形成嚴重的腐蝕,導致整個結構的解體。
2)鹽脹。
在地下鹽漬土中,會有部分含鹽水在毛細作用下滲透到建筑物的地下部分,直至逐漸擴展到上面的墻壁。隨著含鹽水的不斷蒸發,墻體中的含鹽水會發生結晶,這種現象就是鹽脹。含鹽水連續膨脹就導致了混凝土墻開裂建筑破壞。
建筑的腐蝕和破壞大都與水關系密切。想要保證建筑物的安全穩定,就要盡量降低水對建筑物的影響,減少水與建筑物的接觸。為了達到這一目的,可采用以下方法:
1)換土。
挖除透水性差和受污染的土,再回填透水性好的含泥量在3%以下的砂石。換土法能解決腐蝕和鹽脹的問題,但有施工周期較長,難度較大,費用較高的缺點[3]。
2)在地坪下設置緩沖層。
設置緩沖層可以在一定程度上緩沖和吸收鹽脹,但鹽脹程度較大時,應該配合其他措施共同控制鹽脹。
3)選擇耐腐蝕的建筑材料。
鹽堿地區的建筑墻角最好用片石砌筑,并做好墻體的防潮層,不得使用粉煤灰磚或灰漿磚作墻面;腐蝕介質主要為酸性時選用硅酸鹽水泥,以堿性介質為主時應采用抗硫酸鹽水泥;普通粘土磚的耐蝕性差,不宜作為建筑物的常用基礎,應選擇耐腐性好的石材。
總而言之,建筑物防腐最關鍵的是對基礎進行防腐,而基礎防腐的關鍵則是做好防水措施,即隔斷鹽漬水對混凝土的侵蝕路徑。
鹽漬土在我國有著廣泛的分布,所以科學的開發改良鹽漬土在工程建設中就顯得尤為重要。鹽漬土的改良并不十分復雜,可以借助石灰、粉煤灰等材料來化學改良鹽漬土。不過需要注意的是,在進行化學改良時,不能一味考慮改良效果,還要考慮其對環境的影響;另外,還可以用植物加筋的方法來物理改良鹽漬土。鹽生植物的根系是良好的加筋材料,而最新研究表明鹽生植物本身具有一定的吸收鹽分、改良土壤的作用。
在化學方面應致力于研究一種兼具改良效果和對環境的友好度的改良劑,在物理方面應致力于尋找一種對鹽漬土改良的程度最高的鹽生植物,這兩方面將是未來對鹽漬土研究的重點和熱點。
研究鹽漬土對工程和建筑的腐蝕并在施工中針對鹽漬土的特點來實施防腐方案是十分有必要的,只有做到這些才可以減輕鹽漬土的危害,延長建筑物的使用壽命。所以,深入分析鹽漬土的各種性質以及對工程建筑的影響是一個重要的課題。只有徹底研究鹽漬土對工程的影響及其防治才能大大提高工程建筑的強度、壽命和穩定性。
[1] 虎嘯天,余冬梅,付江濤,等.鹽漬土改良方法研究現狀及其展望[J].鹽湖研究,2014,22(2):68-72.
[2] 翟霄云,易大河.鹽漬土地區路基病害及治理措施[J].路基工程,1988(1):46-52.
[3] 張冬菊.鹽漬土地區工程地基設計與防腐處理[J].青海大學學報(自然科學版),2000(6):23-28.
[4] 楊 真,王寶山.中國鹽漬土資源現狀及改良利用對策[J].山東農業科學,2015,47(4):125-130.
[5] 唐于銀,喬海龍.我國鹽漬土資源及其綜合利用研究進展[J].安徽農學通報,2008(8):19-22.
[6] 宋 揚.鹽漬土地區高速公路生態環境保護設計[J].公路交通科技(應用技術版),2011,7(10):321-323.
[7] 楊會軍.鹽漬土在公路建設中的病害與治理[J].甘肅科技,2016,32(12):60,101-102.
[8] 李 芳,高江平,陳 建.鹽漬土鹽脹對低層建筑的危害及其防治[J].土木工程學報,1999(5):46-50.
[9] 周 綱,李少榮,王掌軍,等.鹽漬土地區混凝土腐蝕狀況調查分析[J].建筑科學與工程學報,2011,28(4):121-126.
[10] 梁 丹.鹽漬土在工程中的處理[J].山西建筑,2014,40(9):70-71.
[11] 張 文,張 彬,慎乃齊.鹽漬土巖土工程特性研究現狀與進展[J].勘察科學技術,2008(3):7-11.
[12] 趙 宣,韓霽昌,王歡元,等.鹽漬土改良技術研究進展[J].中國農學通報,2016,32(8):113-116.
[13] 王小生,章洪慶,薛 明,等.鹽漬土地區道路病害與防治[J].同濟大學學報(自然科學版),2003(10):1178-1182.
[14] 李 芳,高江平,陳 建.鹽漬土鹽脹對低層建筑的危害及其防治[J].土木工程學報,1999(5):46-50.
[15] 薛慧萍.運城鹽漬土地區建筑的設計措施[J].建筑知識,2017,37(10):8-9.
[16] 徐 輝.鹽漬土地區房屋基礎的防腐措施分析[J].住宅與房地產,2016(33):297.