阿拉爾市鹽漬土工程特性數(shù)據(jù)庫建設(shè)的研究

冉志軍 劉林寶 宿智鵬 阮劉新 王 榮*

(塔里木大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院，新疆 阿拉爾843300)

1 概述

在我國的西部廣泛分布著硫酸（亞硫酸）鹽漬土。新疆荒漠化最為嚴(yán)重，是中國最大的鹽土區(qū)。鹽漬土面積約占全國鹽漬土總面積的1/3 和新疆土地面積的6.6%，現(xiàn)有耕地1/3 面積存在次生鹽漬化[1]。

隨著國家西部大開發(fā)及古絲綢之后的復(fù)興，對(duì)新疆基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投入的增加，使得新疆阿拉爾市的建設(shè)也進(jìn)入了一個(gè)快速發(fā)展的時(shí)期。在快速的發(fā)展中，工程建設(shè)是極其重要的[2]。在工程建設(shè)項(xiàng)目當(dāng)中鹽漬土對(duì)混凝土等都有比較明顯的影響，進(jìn)而影響工程質(zhì)量，所以要想辦法解決鹽漬土對(duì)工程施工的影響，就必須掌握鹽漬土中碳酸根離子、碳酸氫根離子、硫酸根離子、氯離子、鈉鈣鎂等離子含量的詳細(xì)數(shù)據(jù)，只有這樣才能為施工設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)支持，更好的保證工程質(zhì)量。

本實(shí)驗(yàn)研究通過整理大量的數(shù)據(jù)，為提高鹽漬土工程施工項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量和增加工程建設(shè)效益，用現(xiàn)代信息技術(shù)儲(chǔ)存，并匯總數(shù)據(jù)，建設(shè)阿拉爾地區(qū)鹽漬土中離子含量的數(shù)據(jù)庫，既大大方便建設(shè)者工作，又對(duì)建筑工程的跨越發(fā)展有重要意義。

2 鹽漬土的工程危害

2.1 鹽漬土的類型

鹽漬土有很多分類方法，可以根據(jù)性質(zhì)將鹽漬土分為氯鹽漬土，亞氯鹽漬土，亞硫酸鹽漬土，硫酸鹽漬土和碳酸鹽漬土；可以根據(jù)鹽化程度分為弱鹽漬土，中鹽漬土，強(qiáng)鹽漬土和過鹽漬土。可以根據(jù)鹽漬土的形成環(huán)境,分為濱海鹽漬土、沖積平原鹽漬土、內(nèi)陸鹽漬土[3];

阿拉爾市鹽漬土類型根據(jù)離子測定為亞硫酸鹽漬土中鹽漬土。

2.2 鹽漬土的工程性質(zhì)

2.2.1 溶陷性：鹽漬土中的易溶鹽遇水溶解發(fā)生體積壓縮現(xiàn)象。

2.2.2 鹽脹性：硫酸鹽沉淀結(jié)晶時(shí)體積增大,失水體積減小,使土體結(jié)構(gòu)破壞而疏松的現(xiàn)象。在碳酸鹽漬土中的NaCO3含量超過0.5%時(shí)，具有明顯的鹽脹性。[4]

2.2.3 腐蝕性：鹽漬土具有較強(qiáng)腐蝕性。

2.2.4 壓實(shí)性差，當(dāng)含鹽量超過一定的數(shù)值時(shí),不易達(dá)到所需要的標(biāo)準(zhǔn)密度。

鹽漬土的工程地質(zhì)條件除取決于所含鹽類成分、含量外,還與土壤含水量，土壤類型等密切相關(guān)。

2.3 鹽漬土的工程事故

鹽漬土的工程事故主要由鹽漬土地基浸水溶陷、含硫酸鹽地基的鹽脹和鹽漬土的地基對(duì)建筑物腐蝕等原因造成的。鹽漬土地基浸水后，土中可溶性鹽溶解，土體結(jié)構(gòu)破壞，地基產(chǎn)生溶陷，降低甚至使地基喪失承載力，使的建筑物產(chǎn)生很大沉降和不均勻沉降，從而導(dǎo)致建筑物開裂破壞[5]。含硫酸鹽地基在土體的溫度或濕度變化不大的情況下，鹽脹對(duì)基礎(chǔ)埋深較淺(＜1.2 m)的建筑物損壞比較嚴(yán)重，尤其對(duì)渠道，道路、機(jī)場跑道、擋土墻、圍墻等損害嚴(yán)重。鹽漬土中含鹽水分侵蝕基礎(chǔ)、管、溝等地下設(shè)施材料孔隙中，通過物理化學(xué)作用使之腐蝕破壞。如基礎(chǔ)中未設(shè)防潮層或防潮層質(zhì)量有問題則含鹽水分還通過毛細(xì)管作用，侵入地面以上的柱或墻體中，使之腐蝕破壞。

3 數(shù)據(jù)庫的建設(shè)

3.1 數(shù)據(jù)庫建設(shè)的必要性

新疆維吾爾自治區(qū)塔克拉瑪干沙漠西邊緣屬于暖溫帶極端大陸性干荒漠氣候，全年雨量稀少，地表蒸發(fā)特別強(qiáng)烈，地層土體鹽分含量較高，進(jìn)入冬季，地下水位將鹽分帶到地層表面，在地基內(nèi)富集，由于外部溫度較低，在路基內(nèi)形成鹽凍脹破壞[6]。新疆鹽漬土的溶陷變形和鹽凍脹破壞是新疆鹽漬土道路的主要病害之一。

由于鹽漬土除具有以上特性外, 其物理力學(xué)性質(zhì)也很不穩(wěn)定。因?yàn)檫@些特征,使得鹽漬土存在的區(qū)域的工程建筑容易出現(xiàn)變形、沉陷等現(xiàn)象。

隨著國家西部大開發(fā)及古絲綢之后的復(fù)興，對(duì)新疆基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投入的增加，工程規(guī)模的不斷擴(kuò)大，了解鹽漬土的工程特性也就愈加重要[7]。同時(shí)隨著科技的發(fā)展，為數(shù)據(jù)庫的建設(shè)提供了可能，所以建立鹽漬土的工程特性資源庫就顯得十分必要。

3.2 數(shù)據(jù)庫建設(shè)的方法

數(shù)據(jù)庫建設(shè)初期進(jìn)行實(shí)地取典型點(diǎn)定點(diǎn)取樣，進(jìn)行分層取樣，然后通過室內(nèi)試驗(yàn)，測定其相應(yīng)的工程所需的相關(guān)數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)進(jìn)行校對(duì)、處理并繪制相應(yīng)性質(zhì)草圖，最終輸出Excel 數(shù)據(jù)庫。最后以測試試驗(yàn)數(shù)據(jù)庫為核心，以工程建設(shè)實(shí)際需求為基準(zhǔn)，不斷拓展相關(guān)輔助項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫以及完成圖形庫的建設(shè)。形成完整的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。

圖1

3.3 數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建設(shè)

阿拉爾鹽漬土工程特性數(shù)據(jù)庫主要是在阿拉爾市未來以及現(xiàn)在正在建的建筑物周邊取樣，即典型點(diǎn)，如塔河新橋處、215省道兩側(cè)、阿拉爾境內(nèi)塔里木大學(xué)東門防護(hù)林、一師高中處、.第一師十團(tuán)- 十二團(tuán)大橋、十團(tuán)北側(cè)等可能進(jìn)行的工程建設(shè)的點(diǎn)，進(jìn)行分層取樣，然后通過室內(nèi)試驗(yàn)，測定其相應(yīng)的工程所需的相關(guān)數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)進(jìn)行校對(duì)、處理、匯總形成了一個(gè)完整的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。

3.3.1 實(shí)驗(yàn)方法：數(shù)據(jù)庫建立中，各項(xiàng)數(shù)據(jù)的測定全部按照標(biāo)準(zhǔn)土工試驗(yàn)規(guī)定的方法進(jìn)行測定。總鹽含量測定采用電導(dǎo)法；八大離子含量測試采用滴定法；鹽漬土的剪切強(qiáng)度采用直接剪切法；土壤含水率測定采用烘干法；土壤液塑限測定采用液塑限聯(lián)合測定法；土壤固結(jié)壓縮試驗(yàn)采用單軸固結(jié)儀法。

3.3.2 數(shù)據(jù)處理：在檢測數(shù)據(jù)過程中，每組試樣測定三個(gè)樣，取平均值得到數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)信息。得出數(shù)據(jù)進(jìn)行校核、匯總做成Excel 表格，并繪制相關(guān)圖表。如以一師高中為例（表1，圖1）。

3.4 數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用前景

數(shù)據(jù)庫的建設(shè)就是對(duì)各種相關(guān)的測試數(shù)據(jù)進(jìn)行整合處理和利用的全過程。當(dāng)前設(shè)計(jì)、建設(shè)、施工單位都會(huì)在施工前對(duì)地基等等相關(guān)工程特性進(jìn)行檢測試驗(yàn)，當(dāng)鹽漬土工程特性數(shù)據(jù)庫建成后，這樣就轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)的分散式檢測，避免了資源的浪費(fèi)。

3.4.1 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化

一旦鹽漬土工程特性數(shù)據(jù)庫建立，就固定了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、使用以及數(shù)據(jù)交換等形式，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)一致，一改往日建設(shè)，設(shè)計(jì)，施工三方分別測土的局面，統(tǒng)一由第三方測土，給出數(shù)據(jù)。不會(huì)因各家使用的標(biāo)準(zhǔn)不一樣而有所分歧，使得數(shù)據(jù)規(guī)范合理準(zhǔn)確。同時(shí)增加了數(shù)據(jù)的共享性。提高了數(shù)據(jù)的價(jià)值。

3.4.2 數(shù)據(jù)更新快準(zhǔn)確

由于復(fù)雜多變的氣候，水文，人類活動(dòng)，生物影響及地質(zhì)運(yùn)動(dòng)，鹽漬土的化學(xué)成分、含量也在不斷的變化著，這時(shí)鹽漬土的工程特性也隨之改變，這時(shí)候就需要不斷更新數(shù)據(jù)庫，而數(shù)據(jù)庫因?yàn)橛袑ｉT的專業(yè)人士的管理，同時(shí)與相關(guān)的科研機(jī)構(gòu)有所合作，為日后的工程建設(shè)提供了豐富的經(jīng)驗(yàn)，儲(chǔ)備了足夠的數(shù)據(jù)資料數(shù)據(jù)更新及時(shí)，數(shù)據(jù)也更加準(zhǔn)確。

結(jié)束語

查清阿拉爾的鹽漬土發(fā)布及相關(guān)工程數(shù)據(jù)，建立阿拉爾鹽漬土的工程特性數(shù)據(jù)庫，不僅解決了工程施工過程中的反復(fù)測量的問題，還解決了數(shù)據(jù)分歧的問題。提高了工作效率，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享，降低的企業(yè)的建造成本。