国外某项目石膏土研究

1.1第一层土硅质砂含粘土 (下文简称石膏土) :

黄色, 松散到中密, 局部可见白色石膏结晶, 中度~高度石膏化, 含少量粉粒和黏粒, 局部见有机质颗粒。地表有少量砾石和杂草。

表层土0.5米是松散的, 有少量砾石和杂草, 不适合作为建筑地基使用, 可以在场地平整时清除。0.5米~2.5米为中密硅质砂含石膏结晶。

根据土壤易溶盐分析数据, 石膏土中的石膏含量较高。电站场区的地下水位为地表下2.75米~3.41米。

但如果在项目所在国雨季, 雨量较大, 地下水位也会随之升高, 表层土将会浸泡在雨水中。石膏在长时间浸泡后将有可能会产生沉降并导致重型建构筑物地基破坏或者失稳。

溶陷性等级评价

当溶陷系数大于或等于0.01时, 应判定土壤具有溶陷性, 并根据溶陷系数的大小分为以下三类:

根据测试结果, , 不具有溶陷性。, 为轻微溶陷性。

尽管第一个测试点SLT1的溶陷系数为0.0094小于0.01, 但已经接近临界值。在现场测试中, SLT1在注水后7天有19.29mm的沉降量;稳定后继续加载在350kpa时, 沉降量达到11.43mm, 已经超过8mm (0.01B) , 达到破坏标准。未达到设定的极限荷载400kpa。

对比浸水载荷实验附近的平板载荷实验测试结果 (PLT-1) , 石膏土承载力特征值在干燥情况下可以达到200kpa, 与标准贯入试验的结果中密到密实相符。但是当石膏土浸泡在水中时, 在荷载作用下有明显的沉降和承载力降低。这说明土中的易溶盐溶解到水中, 进而导致石膏土工程力学性质的降低。

对于测试点SLT-2, 溶陷性更为明显, 石膏土浸润深度为1.6m, 总沉降量达到20.34mm, 达到轻微溶陷的标准。

1.2石膏土的地基承载力特征值

盐渍土的地基承载特征值可按以下方法确定:

1) 当压力-沉降曲线上极限荷载能确定时, 而其值不小于对应比例界限的2倍时, 可取比例界限;当其值小于对应比例界限的2倍时, 可取极限荷载的一半。

2) 当压力-沉降曲线时平缓的光滑曲线时, 可根据相对变形值按下列方法确定:

对以黏性土、粉土或砂土为主的盐渍土地基, 可取0.015B沉降量所对应的压力为地基承载力特征值;

对以粗粒土为主的盐渍土地基, 可取0.01B沉降量所对应的压力为地基承载力特征值;

测试点SLT-1, 注水后荷载从200 kpa增加到350kpa的过程中, 产生沉降量11.43mm, 大于0.01B (8mm) , 满足试验终止的条件。测试点SLT-2, 总沉降量未达到0.01B (8mm) , 测试压力达到最终设定的极限承载力400kpa

1.3石膏土溶陷性的化学成分分析

根据18.3节的土壤易溶盐分析结果, 我们可以看出在浸水前后土壤中石膏的含量并没有大幅降低。测试点SLT-1降低了7%, 测试点SLT-2降低了29%。

对于石膏土中的其他盐类, 我们可以看到在测试点SLT-1浸水七天后, 总盐量降低了57%, 有机质降低了26%, SO3降低了67%;测试点SLT-2浸水七天后, 总盐量降低了55%, 有机质降低了41.3%, Cl-1离子降低了48%, SO3降低了87%;

从上述分析可以看出, 石膏土在净水中浸泡七天过程中, 土中的易溶盐溶解在水中是浸水载荷实验在荷载下产生沉降的重要原因之一。溶解的盐类为石膏和其他易溶盐。石膏的主要成分是Ca SO4, 不易溶于水中, 属于中溶盐。

1.4石膏土处理建议

通过上述石膏土浸水载荷实验的分析, 石膏土为轻微溶陷性。在长期湿润条件下, 溶陷会导致地基土承载力的降低, 结构筑物沉降增加或基础的不均匀沉降。项目所在国南部的雨季通常在12月份~3月份, 期间有丰富的降雨量, 常有暴雨出现。该油田的气候也是如此, 并且雨季有时会延长至4月份。

同时, 在雨水中溶解的易溶盐在雨水蒸发后会在地表析出白色粉末, 此现像在该油田随处可见, 严重的区域地表常年覆盖白色粉末。这些白色粉末对建构筑物造成腐蚀, 每次大雨之后都要进行清除处理。

根据我公司在国内外对盐渍土的处理经验, 建议如下:

建议对场地地下水位以上的石膏土进行换填。建议换填深度为地表以下3.0米。

大型发电机组基础的处理方法可以选择换填或者桩土复合地基, 最终处理方案考虑费用、工期等因素, 由业主最终确定。

对于轻型或者小型设备基础, 设计可根据场地整平标高、基础埋置深度、基础沉降要求等确定处理方法。

对于场区道路、无荷载区域等对沉降要求比较低的位置, 如果天然土层满足要求, 设计和业主可以根据情况不作处理。

对建构筑物基础应采取防腐措施, 以防止地下水位变化和周边灌溉水渗流对地基造成不良影响。

1.5石膏土上建 (构) 筑物防腐措施建议

石膏土层工程防腐蚀设计应根据结构的设计使用年限和腐蚀作用等级确定防腐蚀耐久性并采取相应的防腐蚀措施。

地下工程的防腐蚀耐久性设计应能保证结构在其使用年限内的安全性、适用性和可修复性。

以水泥和砌体材料为主的建 (构) 筑物, 其防腐措施应符合以下基本原则:

防腐措施的主要部位应是建 (构) 筑物接近地表的区段以及干湿交替和冻融循环的部位。

防腐的重点是提高建筑材料自身的抗腐蚀能力, 包括水泥和砌体材料的选择、提高水泥用量、降低水灰比、增加钢筋的混凝土保护层厚度等。

以氯盐为主的腐蚀环境, 配筋材料应采用钢筋阻锈剂。

以硫酸盐为主的腐蚀环境, 可选用抗硫酸盐水泥、减水剂、密实剂、防硫酸盐添加剂等。

结语:

以上措施不能满足防腐要求时, 可在建 (构) 筑物外表面进行涂覆、渗透、隔离等处理, 宜采取加防腐涂料、浸透层、玻璃钢、耐蚀砖板、聚合物防腐砂浆等措施。

摘要：本文主要对石膏土成分、石膏土的地基承载力、石膏土溶陷性的化学成分分析、石膏土处理等做了相对研究和分析。

关键词：国外,石膏土,分析