山东建筑大学交通工程学院 山东 济南 250101
摘要：以新疆某选煤厂末煤仓的地基处理为例，通过设置原方案与优化方案的对比试验，对土工合成材料在盐渍土地基处理中的应用进行了分析研究，结果表明加筋垫层结合复合土工膜防水技术使盐渍土地基承载力升高、沉降量减小，且该处理方法可有效减少经济支出。
关键词：盐渍土处理；对比实验；地基承载力；沉降量
0 引言
被一定程度盐化或碱化的土称为盐渍土。我国盐渍土主要分布在西北地区，约占全国盐渍土总面积的60%左右［1］。分布范围极为广泛，且分布面积不断增大。
盐渍土对工程建设的危害是多方面的，由此造成的直接经济损失十分大。盐渍土地基对工程的危害主要是由其浸水后的溶陷、含硫酸盐地基的盐胀和盐渍土地基对基础和其它地下建筑的腐蚀造成的［2］。此外，在盐渍土地区所用的工程材料（如砂、石、土等）和施工用水中，常含有过量的盐类，也造成了对工程建设的危害。目前，盐渍土地基处理一般采取设置隔断层、增加基础埋入深度、换填、化学处理及强夯碎石桩加固等方法来防止盐害的发生［3］。
作为一种新型的岩土工程材料，土工合成材料具有强度高，延伸性能较好，耐老化，耐酸碱，抗腐蚀，防渗性能好等特性，且运输方便、价格低廉，在各种防水工程中得到广泛的应用［4］。土工膜、土工格栅、土工筋带等土工合成材料在岩土工程中已经得到广泛的应用和研究，积累了较多的工程经验。在现阶段地基处理与建设中，在盐渍土地基采用基底铺设土工布隔离，主要是依靠土工布材料各向均质，形成均匀的纤维网可以有效地防止地表水渗入地基的特点，预防了盐胀现象的产生，提高盐渍土地基整体性。
虽然土工合成材料可有效改良盐渍土的盐胀性，但就该方法目前在国内外的探索来看，理论研究还很欠缺，应用的实例也少之又少［5，6］。本文以新疆某选煤厂末煤仓的地基处理为例，通过设计煤仓地基基础原方案与“加筋砂石换填+复合土工膜防水”方案的对比，以土工合成材料改良前后地基承载力与沉降量的变化量为依据，定量分析土工合成材料在盐渍土地区地基处理中应用的优劣性。
1 工程概况
新疆某选煤厂位于昌吉市，为矿井型动力煤选煤厂，设计生产规模为300万t/年，其主要建(构)筑物有主厂房、末煤仓、原煤仓、连接栈桥等。其中末煤仓(筒仓)2个，设计筒仓直径22m，高度39m，筏板基础，基础埋深4m，基底压力的标准组合值330kPa。
该场地内地层自上至下为: ①层填土，主要由煤块、矸石、砾石夹杂粉土组成，堆积时间小于5年，较松散; ②层混合土，由薄层粉土、中粗砂、砾砂呈小于15cm的层状交错混合构成，局部夹粉土透镜体，稍密～中密; ③层圆砾，一般粒径为2mm～10mm，最大粒径40mm～100 mm，以圆形～亚圆形为主，充填物主要以细砂、中粗砂为主，中密～密实。末煤仓处地层剖面如图1.1所示。
2 试验方案
2.1原方案
末煤仓基底标高约在自然地面下4m，即基底持力层为②层混合土，由于②层混合土具有溶陷性且承载力较低，不能直接作为末煤仓的持力层，即天然地基不能满足设计要求。
由于末煤仓对地基的承载力要求较大，且②层混合土下面存在着工程性质较好的③层圆砾，是良好的桩端持力层，故勘察报告建议末煤仓采用桩基础，以③层圆砾作为桩端持力层。根据勘察报告建议，对末煤仓进行了桩基设计，设计桩端持力层为③层圆砾，桩径800mm，有效桩长20m，两个筒仓共布桩114根，根据当地桩基施工市场单价(以桩体积计，综合单价约1700) ，预算桩基工程造价约194.8万元，工期约50d。
为进一步确定②层混合土的地基承载力，基坑开挖后，对基底以下②层混合土进行了现场浸水载荷试验，试验位置为基底以下2m处。检测结果表明:浸水压力为320kPa时，附加湿陷量3.10cm，湿陷系数0.03; 在不考虑管道跑水、地表水入渗等因素时，地基以下2m处的地基承载力可按270kPa考虑。
因②层混合土属亚硫酸盐盐渍土，其遇水主要表现是盐胀，而本场地地基土含盐量较小(平均仅为0.434%)，且上部荷载较大(末煤仓基底压力330kPa)，硫酸盐的盐胀作用可以不计。根据现场实测结果，场地总溶陷量较小，故采取适当的防排水措施后，可以考虑采用加筋砂石垫层的地基处理方案;根据已有工程经验，加筋砂石垫层承载力可达400kPa，鉴于其下部存在②层混合土，若采用换填方案，需进行下卧层②层混合土承载力验算。设计加筋砂石垫层厚度按2m，换填后软弱下卧层②层混合土的承载力验算如下［7］(按矩形基础扩散理论):
式(1)中,为相应于作用的标准组合时，软弱下卧层顶面处的附加压力值，单位kPa;p为相应于作用的标准组合时，基础底面处的平均压力值，p =330 kPa;b，l为矩形基础或条形基础底边的宽和长，b = l = 22 m;为基础底面处土的自重压力值，=76.8kPa;z为基础底面至软弱下卧层顶面的距离，z = 2 m;θ为地基压力扩散线与垂直线的夹角，θ= 35°。
软弱下卧层(②层土) 经深度修正后的承载力特征值如下:
3 地基处理效果检验
3.1地基承载力检测
3.2地基变形监测
主要对末煤仓进行了沉降观测，根据末煤仓上设置的沉降监测点，对末煤仓施工过程中及竣工后进行了沉降观测。根据监测结果，末煤仓最终沉降量20.25mm，整体倾斜小于0.0002。
根据地基检验结果可知，末煤仓地基经处理后，承载力高，沉降小，地基工程性质得到明显改善，地基处理结果满足设计及规范要求，处理效果理想。
4 结论
“加筋砂石换填+复合土工膜防水”方案中，土工材料与砂石垫层的工程特性得到合理结合，既提高了地基承载力，又减小了地基沉降量，明显改善了地基工作性能，保证了末煤仓地基处理的安全性与可靠性，地基处理效果理想，同时也为条件相近的盐渍土地区地基处理提供了借鉴依据。
参考文献
［1］徐攸在.盐渍土地基［M］.北京：中国建筑工业出版社，1993
［2］王小生,章洪庆,薛明,等．盐渍土地区道路病害与防治［J］.同济大学学报（自然科学版），2003，31（10）：1 178－1 182．
［3］隆威,刘永球.盐渍土工程特征分析及地基处理方法探讨［J］2002（4）：43－45．
［4］贾知明,李涛.复合土工膜防渗结构设计及施工工艺探讨［J］.中国西部科技，2010，9( 3) :54-55．
论文作者:孙晟之
论文发表刊物:《建筑实践》2019年10期
论文发表时间:2019/9/2
标签：盐渍论文; 地基论文; 承载力论文; 土地论文; 基底论文; 材料论文; 砂石论文; 《建筑实践》2019年10期论文;