鹽漬土地區建筑結構基礎設計要點

謝鎮祥

（福建龍凈環保股份有限公司，福建龍巖 364000）

0.3%≤易溶鹽含量<20%，且具有溶陷或鹽脹等工程特性的土，即為鹽漬土。其定義表明，該土具有較高的含鹽量，具有溶陷或鹽脹特性，進一步引申為對基礎的影響。主要體現在三個方面，即對基礎的腐蝕性、對地基承載力的影響、對基礎沉降的影響。鹽漬土地區SO42-離子的含量較高，部分土Cl-含量也較高，對混凝土基礎產生酸性腐蝕。根據腐蝕介質對建筑材料長期作用的結果，腐蝕性可分為強腐蝕、中腐蝕、弱腐蝕、微腐蝕四個等級。查閱了相關地勘報告，鹽漬土地區中的土和水對與其接觸的鋼筋混凝土中的鋼筋和混凝土幾乎都是強腐蝕，中等腐蝕較為少見。

1 應對腐蝕的措施

（1）提高結構混凝土的基本要求。

提高混凝土的強度，強腐蝕環境下最低采用C40，中等腐蝕環境下不低于C35，弱腐蝕環境下不低于C30。最小水泥用量，強腐蝕條件下不低于340 kg/m3，中等腐蝕環境不低于320 kg/m3，弱腐蝕環境不低于300 kg/m3。限制最大水膠比，強腐蝕環境不高于0.4，中等腐蝕環境不低于0.45，弱腐蝕環境不低于0.5。最大氯離子含量按水泥用量的百分比計算，強腐蝕環境不高于0.8，中等腐蝕和弱腐蝕環境不高于0.1。限制最大裂縫寬度，強腐蝕環境不超過0.15 mm，中等腐蝕和弱腐蝕環境不超過0.2 mm。

（2）做好柱、地梁、墊層的防護。

因地制宜采用環氧瀝青或聚合物水泥砂漿涂抹，依據不同的腐蝕等級采用不同的厚度，如果采用環氧瀝青防護，強腐蝕環境下基礎梁表面防護不低于1 mm，中等腐蝕環境下為500 μm，弱腐蝕環境下300 μm。不同的環境類別、不同的部位需求的最低防護都不同。主要腐蝕性介質為硫酸鹽和氯鹽時，摻入抗硫酸鹽的外加劑、鋼筋阻銹劑、礦物摻和料的混凝土，其性能滿足防腐蝕要求時，可用于制作墊層、基礎、基礎梁，且可以不進行表面防護，從經濟的角度考慮，方案具有較好的經濟性。

《工業建筑防腐蝕設計標準》（GB/T 50046—2018）中要求，對主要承重構件的最小受力鋼筋，限制最小鋼筋直徑，增加富裕度；對于預埋件等，甚可以采用不銹鋼及樹脂、樹脂鱗片膠泥或聚合物水泥防護等多種措施防護。

青海鹽湖公司和國投羅鉀公司在《工業建筑防腐蝕設計規范》（GB/T 50046—2018）要求的基礎上，增加了一個要求，對地下結構構件表面鋪設厚度為5 mm的瀝青防水卷材SBS，將基礎與鹽漬土徹底隔絕。工程施工時為11月，天氣寒冷，工人用火焰將鋪平的防水卷材煨彎，再粘貼在混凝土構件上，將互相搭接的卷材微微融化在一起，難度較大，特別后期需要搭大棚進行冬季施工，增加了施工難度。

鹽漬土地區土體的含鹽量較高，鹽遇水溶解造成土體承載力降低，導致基礎下陷，應重視防水。原廠區曾有一根管道年久失修發生漏水現象，不斷稀釋土體鹽分，造成一棟樓基礎不均勻沉降，樓面出現大量裂縫。選址和布管都需要重視水的變化造成的影響，例如，應避開排水不利的低洼地段和地下水位變化較大的地段，對于次生鹽漬化程度明顯增加的地段也應避開。設計時需要對基礎沉降加以控制，避免沉降差過大造成管道開裂漏水。日常運行中，需要加強對管道的維護檢修。

2 處理措施

2.1 鋼筋混凝土灌注樁

鋼筋混凝土灌注樁方案適用性比較廣泛，可行性較強，樁基進入足夠深的持力層，樁側土能夠提供足夠的側阻力，深處不易受到水位變化等影響，整體滿足設計要求，鋼筋和混凝土的防腐符合要求即可。鋼筋混凝土灌注樁的防腐除了要滿足前述的混凝土強度等級、水膠比、氯離子含量及保護層厚度外，還應根據腐蝕介質摻入合適的外加劑，如果是硫酸鹽造成的強腐蝕環境，還需要在混凝土里面加入高抗硫酸鹽外加劑。目前兩個工廠采用鋼筋混凝土灌注樁方案的項目比較少，可能與造價、工期有關，造價相比其他方案更高，工期較長，場地條件沒有限制的情況下，不是優先方案。

2.2 強夯+碎石樁

碎石樁樁體材料為卵石，其粒徑和含泥量應滿足規范要求。強夯+碎石樁方案造價較高，對場地要求較高，不能影響周圍的已有建筑，多在空曠場地使用。強夯在碎石樁施工前實施，普遍采用夯二平一的施工工藝，即分兩遍點夯，點夯完再滿夯一遍，錘印搭接。強夯+碎石樁方案比較煩瑣，但能夠大幅度提高原土的地基承載力和壓縮模量，地基承載力從100 kPa提高到280 kPa，壓縮模量提高到15 MPa。煙囪和高爐比較高大，對地基承載力要求比較高，對基礎沉積比較敏感，故都普遍采用強夯+碎石樁設計方案，在整體施工規劃前，都會優先施工影響較大的項目。

強夯點布置如圖1所示。

圖1 強夯點布置

2.3 鋼管混凝土樁復合地基

鋼管混凝土樁復合地基方案施工速度較快，造價高，但能夠獲得較高的承載能力，早期一些重大項目采用了鋼管混凝土樁復合地基方案。鋼管規格外徑普遍為426 mm，螺旋管壁厚10 mm，材質為Q235，鋼管樁的施工工藝為錘擊沉樁或振動沉樁，樁端采用平底加十字形肋板的閉口形式。鋼管樁內孔采用C30素砼填實，樁頂設300～500 mm厚的卵石或碎石褥墊層。

鋼管樁地基處理剖面如圖2所示。

圖2 鋼管樁地基處理剖面（單位：mm）

2.4 裹體碎石樁復合地基

裹體地基處理剖面如圖3所示。

圖3 裹體地基處理剖面（單位：mm）

裹體碎石樁復合地基由裹體碎石樁、樁間土和墊層共同組成，適用于處理不排水抗剪強度為10～20 kPa的飽和黏性土地基，尤其是飽和鹽漬土地基。原理是利用高抗拉強度、透水、抗腐蝕和抗老化的土工布包碎石或砂卵石等質地堅硬的樁體填料，使其與樁間土構成復合地基的縱向增強體。高強度土工布袋能大幅度提高樁體的側限，防止樁體側向鼓脹，使上部的壓力可向更深處傳遞。墊層可以對上部結構的荷載進行分擔、調整和平衡，與裹體碎石樁和土形成復合地基橫向增強體。同樣的地質條件，為了達到同樣的處理后地基承載力，碎石樁需要處理深度為8～10 m，碎石裹體樁只需要處理4～5 m，因造價較低，施工方便，應用較為廣泛。碎石裹體樁的施工工藝為定位布點后，采用長螺旋鉆機鉆孔，成孔后用土工布袋套進孔里面，再注入定量的樁體材料，如級配碎石、砂石、合成土或素砼；震動密實后在樁頂位置鋪設兩層大面積土工布，最后鋪設300～500 mm厚的褥墊層。經載荷試驗檢測，能滿足設計要求即可。

2.5 換填墊層法

換填墊層法應用比較普遍，對于一些要求比較低的結構的地基處理，如門衛、小煙道支架、圍擋、輸灰管架等基礎及地下水埋置較深的淺層鹽漬土區域，均可采用此方案。此方案優點比較明顯，施工方便快速，能夠縮短工期，造價較低，但處理的地基深度有限，一般基礎下2 m以內經濟性較好，否則費用增加較多，施工難度也加大，施工質量不易保證。換填墊層法對地基承載力要求比較低、對沉降不敏感的項目，可采用此方法，換填的材料為非鹽漬化的級配砂礫石、中粗砂、碎石、礦渣、粉煤灰等，換填的深度大于溶陷性和鹽脹土層的厚度，換填的寬度應滿足基礎底面應力擴散的要求。

換填墊層地基處理剖面如圖4所示。

圖4 換填墊層地基處理剖面

上述的幾種方法都是歷時數年經實際項目檢驗可行的方案，適用范圍也比較廣泛。《鹽漬土地區建筑技術規范》（GB/T 50942—2014）中也羅列了若干方案，如浸水預溶法、鹽化法、隔斷層法等，但都屬于試驗性比較強的方案，現實中難以實現，后期維護費用也較高。