喀什地区盐渍土形成机理及地基处理措施

色麦尔江·麦麦提玉苏普

(喀什大学土木工程学院，新疆 喀什 844006)



喀什地区盐渍土形成机理及地基处理措施

色麦尔江·麦麦提玉苏普

(喀什大学土木工程学院，新疆 喀什 844006)

介绍了喀什地区盐渍土的分布特征，结合喀什地区地质地形、气候及水文地质条件，分析了该地区自然条件对盐渍土形成机理的影响，并提出了喀什地区经济高效的工程地质处理措施，为该地区的工程建设实践提供参考。

盐渍土，形成机理，处理措施，分布特征

在“一带一路”背景下，越来越多的民用工程，道桥、隧道及水利等基础设施建设在喀什地区，喀什地区位于喀喇昆仑山北麓，塔里木盆地西缘，地处亚欧大陆中部，远离海洋，属暖温带大陆性干旱气候，降雨少，蒸发强烈，由于地形闭塞低洼和水利设施不配套等原因，造成该地区土壤容易积累盐分，并难以排出，形成了大面积的盐渍土。盐渍土工程地质性质较为特殊， 盐渍土地区的工程建设的技术要求与一般地区技术要求有所不同。盐渍土的特殊性质对工程长期稳定运行形成一定的危害，因此研究喀什地区盐渍土形成机理及其处理措施对本地区工程建设具有一定的技术指导价值和现实意义。

1 喀什地区盐渍土的分布特征

喀什地区盐渍土分布具有比较明显的区域分布特点，根据《新疆县级盐碱地改良利用规划工作大纲》，对1—喀什市，2—英吉沙县，3—岳普湖县，4—伽师县，5—疏附县，6—疏勒县，7—泽普县，8—麦盖提，9—叶城县等县市的盐渍土的分布面积进行了统计，分布情况如图1所示。

根据前人基础上[1]，对喀什地区盐渍土易溶盐成分分析和整理，发现喀什地区大部分盐渍土以硫酸盐类盐渍土为主，并存在面积不大的氯盐盐渍土。其区域分布特点：喀什、疏附县、疏勒县及附近区域盐渍化类型以硫酸～亚硫酸盐渍土为主；岳普湖，英吉沙及其附近区域盐渍化类型以亚硫酸盐渍土，亚氯盐渍土为主；泽普县及附近区域盐渍化类型以硫酸盐～亚硫酸盐为主；麦盖提县盐渍化类型为硫酸及氯化物类盐渍土，叶城县盐渍化类型以硫酸盐渍化土为主。

2 喀什地区盐渍土形成机理

研究盐渍土的形成机理对评价工程地质环境以及工程建设在存在盐分的膨胀，溶陷，腐蚀影响条件下的长期稳定性具有很重要研究价值，因此，分别从地质地形特征，气候特征，水文地质特征方面分析盐渍土的形成机理，并评价工程地质环境对设计有效合理的盐渍土地基处理方案十分必要。

2.1 地质地形特征对盐渍土形成的影响

2.1.1 喀什地区地质地形特征

喀什地区在大地构造上属于塔里木地台南缘的西南台坡。其东为巴楚台隆，北部为柯坪台隆，西南为西南坳陷。该地区西、南、北三面为昆仑山和天山环绕，中部平原为三角洲，半封闭盆地，地形总趋势西高东低，南高北低。地层岩性由中至上更新统洪积砂卵砾石组成；冲积细土平原区岩性自上游至下游分别为砂卵石，砂砾石，中细砂，细砂夹粘性土层，粉细砂及粉砂夹粘性土层，其地形平坦，水系发育，地层主要为第四系堆积物[2]。

2.1.2 形成影响

首先在岩土层中残存着大量的无机盐类，如本地成土母质的特点是普遍含盐，由于存在相当数量的含盐母质，对土体的积盐提供了有利的条件，这是土体中盐分的重要来源之一。除此之外，土体中粉砂含量相对较高，其含量在35%～50%范围内，粉砂由于吸水膨胀，失去形成板结，渗透性差，毛管性能较强，毛细水的上升高度较大的原因具有易于积盐和难脱盐的性质，为盐渍土形成提供了有利条件。其次，山前冲洪积平原上部和中部区域的地层岩性颗粒逐渐变细，粒径也逐渐变细，从而粒间空隙小，毛管空隙数量多管径小，透水性差，导致土体脱盐困难，因此在上部和中部平原区域形成了大面积的盐渍土。另外，地形条件的影响实质仍是地下水对盐化过程的影响，即封闭、半封闭盆地等地形造成局部范围内地下水不同于其他区域，进一步导致盐分分布情况的不同。

2.2 气候特征对盐渍土形成的影响

2.2.1 喀什地区气候特征

喀什地区处在中亚腹部，由于所处的地理环境较为复杂，该地区的气候属暖温带大陆性干旱气候带。由于地形复杂，气候差异较大的原因，把该区域的气候可分为5个区，分别为喀什平原气候区(喀什北、中部冲积平原区域)，沙漠荒漠气候区(喀什南部，麦盖提东部及叶城东北部区域)，山地丘陵气候区(叶城中部，巴楚和伽师北部，疏附，英吉沙和莎车西部区域)，帕米尔高原气候区(塔县区域)，昆仑山气候区(塔县南部及叶城县南部区域)。5个气候区具有相应气候区域特点之外，喀什地区整体上的气候特点是年温差，季节温差及昼夜温差较大，年平均温度12 ℃以下，日照长，蒸发强烈，气候干燥，降水量稀少。

2.2.2 形成影响

首先，蒸发作用是盐分迁移的重要机制之一，它使土壤和地下水中的可溶盐成分通过毛细作用集聚到地表土层，促进盐分积累使盐渍土强化。由于本地区夏季平均温度高，经常出现极端气温，具有很强的蒸发强度，这导致了地表表层土盐分含量大而向下盐分含量逐渐降低的盐分梯度。其次，降水或地表径流存在条件下盐分由上而下迁移，即地表易溶盐在水的作用下溶解，从地表下渗到地下深处从而导致地表土体的脱盐，由于本地区的降水量稀少，很少存在由降水引起的地表土体的脱盐，这对盐分留在地表导致土体进一步盐化提供了有利条件。而盐分在地表径流的作用下在地表面流动形成了盐分在地表的水平移动，进一步地表径流作用下含盐水体向地表深处渗透形成了盐分在地下以潜流形式的水平移动。最后，流域内发源于高山冰川及积雪融水的河水在汇集的过程中溶解山区及沿途土壤中的可溶盐，侧向补给的水源带入的盐分也是重要来源之一。另外，风等天气情况也会带入部分盐分，但是影响较小。

2.3 水文地质特征对盐渍土形成的影响

2.3.1 喀什地区水文地质特征

由于该区内地势总特点为南高北低，西高东低，从西南向北东明显地反映出不同的地貌岩相带，中高山区，低山丘陵区，山前倾斜平原，冲积平原以及东北部进入塔格拉玛干大沙漠，地形高差达三千余米。特有的地形地貌条件，构成了区内水文地质条件呈现典型的山前倾斜平原水文地质规律。表现在地下水的埋藏、补给、径流、排泄条件以及水文化学的水平分带和垂直分带上。

2.3.2 形成影响

水有地下水，地表水及土壤中的水之分。以喀什噶尔河流域水文地质特征为例，首先分析地表水对盐渍土形成过程的影响。该区域由两个水化学区构成，即由分布面积不大的以氯化物为主的潜水区和占绝大部分面积以硫酸盐类为主的潜水区组成。

1)硫酸盐为主的喀什噶尔河冲积平原区：该区潜水的化学成分随地貌条件的变换而变化，水中所含成分以硫酸盐为主，随着距补给源愈远，沿程汇集盐分愈多，矿化度逐渐增大。位于冲积扇前缘的半封闭洼地，潜水埋藏浅，地下径流不畅，垂直蒸发强烈，矿化度有明显的增加。冲积平原地区，含水层岩性变细，矿化度由西向东逐步增加，从而加大了盐渍化程度。

2)氯化物潜水为主的阿图什—柯坪塔格山前洪积平原区：本区山前分布一条狭长的洪积平原，南与喀什噶尔河冲积平原接壤，埋藏于洪积层中的潜水矿化度随着地下水流方向和埋藏深度由深变浅的方向(一般由北向南)迅速增加，使整个洪积平原潜水的化学类型属于以氯化物为主的潜水。这是因为地下水的补给源(河水)的水化物类型所控制；加之北面山区的荒漠性加强，山前洼地溢出的地下水中的盐分受到蒸发浓缩，加大了盐渍化程度。

其次，地下水中基岩裂隙水水化学类型为 HCO3·SO4-Ca·Mg型，碎屑岩裂隙孔隙水水化学类型为 SO4·Cl-Na· Ca型，第四系松散岩类孔隙水SO4-Ca或SO4·HCO3-Ca·Mg型。地下水中的盐分以毛细水和包气带水为溶剂进行盐分的迁移。由于喀什的气候属暖温带大陆性干旱气候带，蒸发作用强烈，浅层地下径流中的盐分很容易随着土体中的毛细水上升到达地表，随着地表水分蒸发，在地表形成大量的盐分，完成水分从地下径流向地表，即由下向上的垂直迁移过程。在此过程中水位埋深较浅的区域地下水的矿化度较大，且径流滞缓的容泄区域，存在大面积的高矿化地下水和盐渍土分布。

3 盐渍土灾害及其处理措施

盐渍土对工程产生的主要破坏类型有以下几个方面：冻胀变形破坏、溶陷变形破坏、路面翻浆破坏及混凝土结构的腐蚀破坏[3]。为了减小盐渍土对工程产生的破坏，在分析工程建设区域地质地形，气候及水文地质条件对盐渍土形成影响基础上，根据南疆地区盐渍土地基处理成功案例，针对喀什地区盐渍土地基提出了以下几种较为有效的地基处理方法。

3.1 强夯加固法

喀什地区大面积存在具有土体结构松散，孔隙大及架空结构特点的非饱和盐渍土，由于这类土具有空隙大，密度小，对应的压缩性高，抗剪强度小的原因，除了地下水位以下的粘性土层，为消除其盐胀、溶陷病害及液化，针对这类非饱和盐渍土采用强夯加固方法最为经济有效的地基处理方法，并在大量的工程实践中得到了验证。

3.2 换土垫层法

工程建设中常用的换填法主要是砂石垫层法和灰土垫层法，适用于该地区浅层强～超强盐渍土地基的处理，水文地质和盐性对换土垫层厚度确定有很大的影响，以上的几个因素及换土垫层方法的工程量直接影响到该方法的可行性。该方法为处理喀什地区浅层强盐胀和溶陷的最为经济有效的方法。

3.3 桩基法

桩基法分类很多，比如碎石桩，CFG桩，石桩，混凝土桩等等，该方法使用盐渍土厚度比较大且盐含量较大的土层，具有承载力高的特点。根据工程性质、土层性质、腐蚀性强度、施工方法及处理效果，在实际工程中可以选用不同形式的桩基方法。采用桩基法时强调的是盐渍土的饱和状态，盐渍土层饱和的条件下需考虑桩基在浸水条件下的工作情况和含盐水对桩体的腐蚀性。盐渍土非饱和条件下需考虑桩侧土遇水出现的溶陷，溶陷导致桩侧土的沉降，影响桩体的负摩阻力，进一步导致桩体承载力下降。

3.4 预浸水法

预浸水法又称为洗盐法，利用矿化度较低的水对盐渍土进行灌水，把易溶性盐分淋洗出去至场地外，降低土壤的含盐量的一种方法，这方法在工程地基的应用较少见，但盐渍土再次遇水时不易发生溶陷，降低土层的沉降量和腐蚀性，适用于渗透系数较大的土层，如砂砾石土，粉土及粘性土等孔隙结构较为丰富的地基土层，是直接降低土体含盐量行之有效的措施。

4 结语

1)喀什地区盐渍土分布面积较广，盐渍土分布具有明显的区域特征，盐渍土的特殊工程地质性质对当地民用工程长期运行有一定的影响，因此工程建设当中重视盐渍土的特殊工程地质性质，适当的避开或按特殊的技术措施进行处理。

2)盐渍土的形成不仅与当地地质和气候条件有关，更是与当地地表水和地下水的分布有关，在盐渍土的形成过程中起着不可忽视的作用。

3)对于由盐渍土形成的工程地质问题，总结了该地区常用的且效果良好的几种地基处理方式，为工程建设提供了一定的科学指导。

[1] 谢蕴华.喀什地区山前冲积区盐渍土工程特性及地基处理方法探讨[J].勘察科学技术,2012(2):25-28.

[2] 朱 宏,周宏飞,陈小兵.等.新疆喀什地区的地下水资源特征分析[J].干旱区研究,2005,22(2):152-155.

[3] 张灵通.南疆盐渍土路基盐胀及冻胀变形试验研究[D].塔里木：塔里木大学硕士学位论文,2016.

Formation mechanism and treatment measures of saline soil in Kashgar area

Semerjan Memetyusup

(CollegeofCivilEngineering,KashgarUniversity,Kashgar844006,China)

Introduced the distribution characteristics of saline soil in Kashgar area, combined with the geological terrain, climate and hydrology geology of Kashgar area, pointed out the formation mechanism of influence on saline soil under the natural conditions in the region, and puts forward the project of Kashgar regional economic and efficient geological treatment measures, provided reference for the engineering construction practice in the area.

saline soil, formation mechanism, treatment measures, distribution characteristics

1009-6825(2017)09-0058-03

2017-01-19

色麦尔江·麦麦提玉苏普(1989- )，男，硕士

TU448

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