盐渍土地区建筑结构基础设计要点

谢镇祥

（福建龙净环保股份有限公司，福建龙岩 364000）

0.3%≤易溶盐含量<20%，且具有溶陷或盐胀等工程特性的土，即为盐渍土。其定义表明，该土具有较高的含盐量，具有溶陷或盐胀特性，进一步引申为对基础的影响。主要体现在三个方面，即对基础的腐蚀性、对地基承载力的影响、对基础沉降的影响。盐渍土地区SO42-离子的含量较高，部分土Cl-含量也较高，对混凝土基础产生酸性腐蚀。根据腐蚀介质对建筑材料长期作用的结果，腐蚀性可分为强腐蚀、中腐蚀、弱腐蚀、微腐蚀四个等级。查阅了相关地勘报告，盐渍土地区中的土和水对与其接触的钢筋混凝土中的钢筋和混凝土几乎都是强腐蚀，中等腐蚀较为少见。

1 应对腐蚀的措施

（1）提高结构混凝土的基本要求。

提高混凝土的强度，强腐蚀环境下最低采用C40，中等腐蚀环境下不低于C35，弱腐蚀环境下不低于C30。最小水泥用量，强腐蚀条件下不低于340 kg/m3，中等腐蚀环境不低于320 kg/m3，弱腐蚀环境不低于300 kg/m3。限制最大水胶比，强腐蚀环境不高于0.4，中等腐蚀环境不低于0.45，弱腐蚀环境不低于0.5。最大氯离子含量按水泥用量的百分比计算，强腐蚀环境不高于0.8，中等腐蚀和弱腐蚀环境不高于0.1。限制最大裂缝宽度，强腐蚀环境不超过0.15 mm，中等腐蚀和弱腐蚀环境不超过0.2 mm。

（2）做好柱、地梁、垫层的防护。

因地制宜采用环氧沥青或聚合物水泥砂浆涂抹，依据不同的腐蚀等级采用不同的厚度，如果采用环氧沥青防护，强腐蚀环境下基础梁表面防护不低于1 mm，中等腐蚀环境下为500 μm，弱腐蚀环境下300 μm。不同的环境类别、不同的部位需求的最低防护都不同。主要腐蚀性介质为硫酸盐和氯盐时，掺入抗硫酸盐的外加剂、钢筋阻锈剂、矿物掺和料的混凝土，其性能满足防腐蚀要求时，可用于制作垫层、基础、基础梁，且可以不进行表面防护，从经济的角度考虑，方案具有较好的经济性。

《工业建筑防腐蚀设计标准》（GB/T 50046—2018）中要求，对主要承重构件的最小受力钢筋，限制最小钢筋直径，增加富裕度；对于预埋件等，甚可以采用不锈钢及树脂、树脂鳞片胶泥或聚合物水泥防护等多种措施防护。

青海盐湖公司和国投罗钾公司在《工业建筑防腐蚀设计规范》（GB/T 50046—2018）要求的基础上，增加了一个要求，对地下结构构件表面铺设厚度为5 mm的沥青防水卷材SBS，将基础与盐渍土彻底隔绝。工程施工时为11月，天气寒冷，工人用火焰将铺平的防水卷材煨弯，再粘贴在混凝土构件上，将互相搭接的卷材微微融化在一起，难度较大，特别后期需要搭大棚进行冬季施工，增加了施工难度。

盐渍土地区土体的含盐量较高，盐遇水溶解造成土体承载力降低，导致基础下陷，应重视防水。原厂区曾有一根管道年久失修发生漏水现象，不断稀释土体盐分，造成一栋楼基础不均匀沉降，楼面出现大量裂缝。选址和布管都需要重视水的变化造成的影响，例如，应避开排水不利的低洼地段和地下水位变化较大的地段，对于次生盐渍化程度明显增加的地段也应避开。设计时需要对基础沉降加以控制，避免沉降差过大造成管道开裂漏水。日常运行中，需要加强对管道的维护检修。

2 处理措施

2.1 钢筋混凝土灌注桩

钢筋混凝土灌注桩方案适用性比较广泛，可行性较强，桩基进入足够深的持力层，桩侧土能够提供足够的侧阻力，深处不易受到水位变化等影响，整体满足设计要求，钢筋和混凝土的防腐符合要求即可。钢筋混凝土灌注桩的防腐除了要满足前述的混凝土强度等级、水胶比、氯离子含量及保护层厚度外，还应根据腐蚀介质掺入合适的外加剂，如果是硫酸盐造成的强腐蚀环境，还需要在混凝土里面加入高抗硫酸盐外加剂。目前两个工厂采用钢筋混凝土灌注桩方案的项目比较少，可能与造价、工期有关，造价相比其他方案更高，工期较长，场地条件没有限制的情况下，不是优先方案。

2.2 强夯+碎石桩

碎石桩桩体材料为卵石，其粒径和含泥量应满足规范要求。强夯+碎石桩方案造价较高，对场地要求较高，不能影响周围的已有建筑，多在空旷场地使用。强夯在碎石桩施工前实施，普遍采用夯二平一的施工工艺，即分两遍点夯，点夯完再满夯一遍，锤印搭接。强夯+碎石桩方案比较烦琐，但能够大幅度提高原土的地基承载力和压缩模量，地基承载力从100 kPa提高到280 kPa，压缩模量提高到15 MPa。烟囱和高炉比较高大，对地基承载力要求比较高，对基础沉积比较敏感，故都普遍采用强夯+碎石桩设计方案，在整体施工规划前，都会优先施工影响较大的项目。

强夯点布置如图1所示。

图1 强夯点布置

2.3 钢管混凝土桩复合地基

钢管混凝土桩复合地基方案施工速度较快，造价高，但能够获得较高的承载能力，早期一些重大项目采用了钢管混凝土桩复合地基方案。钢管规格外径普遍为426 mm，螺旋管壁厚10 mm，材质为Q235，钢管桩的施工工艺为锤击沉桩或振动沉桩，桩端采用平底加十字形肋板的闭口形式。钢管桩内孔采用C30素砼填实，桩顶设300～500 mm厚的卵石或碎石褥垫层。

钢管桩地基处理剖面如图2所示。

图2 钢管桩地基处理剖面（单位：mm）

2.4 裹体碎石桩复合地基

裹体地基处理剖面如图3所示。

图3 裹体地基处理剖面（单位：mm）

裹体碎石桩复合地基由裹体碎石桩、桩间土和垫层共同组成，适用于处理不排水抗剪强度为10～20 kPa的饱和黏性土地基，尤其是饱和盐渍土地基。原理是利用高抗拉强度、透水、抗腐蚀和抗老化的土工布包碎石或砂卵石等质地坚硬的桩体填料，使其与桩间土构成复合地基的纵向增强体。高强度土工布袋能大幅度提高桩体的侧限，防止桩体侧向鼓胀，使上部的压力可向更深处传递。垫层可以对上部结构的荷载进行分担、调整和平衡，与裹体碎石桩和土形成复合地基横向增强体。同样的地质条件，为了达到同样的处理后地基承载力，碎石桩需要处理深度为8～10 m，碎石裹体桩只需要处理4～5 m，因造价较低，施工方便，应用较为广泛。碎石裹体桩的施工工艺为定位布点后，采用长螺旋钻机钻孔，成孔后用土工布袋套进孔里面，再注入定量的桩体材料，如级配碎石、砂石、合成土或素砼；震动密实后在桩顶位置铺设两层大面积土工布，最后铺设300～500 mm厚的褥垫层。经载荷试验检测，能满足设计要求即可。

2.5 换填垫层法

换填垫层法应用比较普遍，对于一些要求比较低的结构的地基处理，如门卫、小烟道支架、围挡、输灰管架等基础及地下水埋置较深的浅层盐渍土区域，均可采用此方案。此方案优点比较明显，施工方便快速，能够缩短工期，造价较低，但处理的地基深度有限，一般基础下2 m以内经济性较好，否则费用增加较多，施工难度也加大，施工质量不易保证。换填垫层法对地基承载力要求比较低、对沉降不敏感的项目，可采用此方法，换填的材料为非盐渍化的级配砂砾石、中粗砂、碎石、矿渣、粉煤灰等，换填的深度大于溶陷性和盐胀土层的厚度，换填的宽度应满足基础底面应力扩散的要求。

换填垫层地基处理剖面如图4所示。

图4 换填垫层地基处理剖面

上述的几种方法都是历时数年经实际项目检验可行的方案，适用范围也比较广泛。《盐渍土地区建筑技术规范》（GB/T 50942—2014）中也罗列了若干方案，如浸水预溶法、盐化法、隔断层法等，但都属于试验性比较强的方案，现实中难以实现，后期维护费用也较高。