山東省有機質土處置研究

楊申富，劉正銀，趙　杰

（山東省交通規劃設計院，濟南　250031）

山東省有機質土處置研究

楊申富，劉正銀，趙杰

（山東省交通規劃設計院，濟南250031）

摘要：高速公路建設以及中國興起的高鐵建設都涉及有機質土地基的處理，因此有機質土地基處理是一個需要重視的問題。本文研究的是山東省內濱海平原、河口三角洲、湖盆地周圍和山澗谷地分布的，以及沿江和湖泊沿岸存在的有機質土，探討有機質土的處置方法，并對天然有機質土中的七種材料的各項配比改良，相應展開多項物理力學指標試驗，得到最佳改良配比，滿足路基用土要求，本研究對于土方供應緊張，疏浚淤泥土改良處置、有機質土的改良研究及其工程應用有一定的參考意義。

關鍵詞：有機質土；處置方法；改良；指標試驗

0　引言

高速公路建設以及中國興起的高鐵建設都涉及軟土地基的處理，因此軟土地基處理是一個需要重視的問題。在工程中，一般情況下需要處理的天然地基可分為軟弱地基和特殊地基兩大部分［1-3]。其中軟弱地基指主要由淤泥、淤泥質土、沖填土、雜填土和其他高壓縮性土層構成的地基；而特殊地基則大部分帶有地區特點，它包括濕陷性黃土、膨脹土、紅粘土和凍土等。山東地區的有機質土、軟土按地形地貌也可分為濱海相、湖相、三角洲相以及少量的河漫灘相、沼澤相等幾種類型，其中較為典型的就是濱海相、湖相、三角洲相三中，濱海相以膠州灣、渤海灣沿海帶為主，湖積相以魯西南南四湖等地最為明顯、三角洲相以黃河三角洲帶為主。

本文以山東省內有機質土為研究對象，探討有機質土的處置方法，并對天然有機質土中的七種材料的各項配比改良，相應展開多項物理力學指標試驗，得到最佳改良配比，滿足路基用土要求，本研究對于土方供應緊張，疏浚淤泥土改良處置、有機質土的改良研究及其工程應用有一定的參考意義。

1　有機土質處理方法

對于已有工程而言多數有機質土區域為軟土區，目前對軟土的處置與研究已經形成了一條較為成熟的處理方法和體系，高速公路軟基處理常用方法主要有：

1.1淺層軟基處理技術

該種方法包含墊層法，換填法，排擠法，表層排水法，添加劑法等。

1.2深層軟基處理技術

這種方法包含袋裝砂井法，擠密砂樁法，振沖碎石樁法，粉噴樁，塑料排水板，加筋土工布，鋼渣樁法，混凝土樁，深層攪拌等。

2　有機質土處置試驗研究

2.1試驗設計

通過對天然有機質土取樣，對其進行七種材料的各項配比改良，相應展開多項物理力學指標試驗。天然有機質土選自河灘相淤泥質土，對其晾曬后作為有機質土材料進行試驗，有機質土包含以下七種材料。

2.1.1石灰

本次試驗配比所用石灰產自濟寧市嘉祥縣，其平均有效氧化鈣和氧化鎂含量為65.6%，經試驗檢測為三級鎂質生石灰。采用灰土比為3：97；4：96；5：95；6：94；7：93五種配比進行改良，即混合料中石灰含量分別為3%、4%、5%、6%、7%。

2.1.2水泥

水泥采用普通硅酸鹽水泥進行試驗，采用混合料中水泥含量分別為3%、4%、5%、6%、7%五種配比進行試驗。

2.1.3二灰（石灰、粉煤灰）

二灰采用石灰和粉煤灰混合比1：3的比例配比，以混合料中二灰含量3%、4%、5%、6%四種配比進行試驗（以下簡稱二灰）。

2.1.4粉煤灰

本次試驗分別采用了粉煤灰含量10%、15%、20%、25%、30%四種配比進行試驗。但在試驗過程中發現10%配比的試件不易成形，制備較為困難，僅取得了部分實驗數據。2.1.5細砂、中砂、粗砂

取自河沙，主要為長石、石英礦物，雜質少，較為純凈，經顆粒分析指標如下：

細砂采用了細砂含量6%、8%、10%、12%、16%五種配比；中砂采用了中砂含量4%、6%、8%、10%、12%、16%六種配比；粗砂采用了粗砂含量6%、8%、10%、12%、16%五種配比進行試驗。

2.2展開的工作

針對有機質土的不同配比相應開展的試驗包括土的密度、含水量、比重試驗，土的含鹽量試驗、燒失量試驗、自由膨脹率試驗、顆粒分析試驗、直接剪切試驗、高壓固結試驗、固結系數試驗、擊實試驗、CBR試驗、室內回彈模量試驗、無機結合料無側限抗壓強度（28d養生）試驗等多項試驗項目［4]。通過對各項指標的對比試驗與研究，為有機質土的固化改良提供參考。

2.3試驗結果分析

通過對各項指標進行試驗分析發現，在同種配合料下，隨著配合料含量的增加，最優含水量呈現不同變化，并未呈現固定的變化規律。二灰、粉煤灰、石灰、水泥因部分成分與水反應，其最優含水量整體較高。

通過對各種配合料不同配比下最優含水量的平均取值可以發現，土隨著摻合料的不同最優含水量有一定的變化規律，最優含水量以二灰摻合料最高；三種砂作為配合料雖然較有機質土最優含水量有所提高，但明顯低于其他配合料。

密度試驗數據表明：粉煤灰、二灰隨著配合料比例的提高，固化改良土的密度隨之降低；其余配合料的密度變化幅度不大，基本平穩。通過對各種配合料不同配比下密度的平均取值也可以發現，二灰、粉煤灰密度明顯低于其他配合料。比重數據明顯無較大變化，平均值在2.73～2.75之間變化，天然土比重為2.74，說明各種摻合料的添加對比重影響相對較小，可以不予以考慮。

3　小結

本次試驗結果表明石灰土4%～5%的配合比例對于改善試驗用土的性質效果明顯，二灰土4%～5%的改良效果也較好，均優于水泥土的改善效果。水泥土受有機質影響較為明顯，雖然土體改良效果也較為明顯，但室內試驗結果不如石灰土。通過試驗結果表明，改良土體在參加水泥、石灰、二灰超過4%的比例時CBR指標已經滿足路基用土要求。本試驗結論對于土方供應緊張，疏浚淤泥土改良處置、有機質土的改良研究及工程應用有一定的參考意義。

參考文獻：

［1]楊可銘.試論我國有機土質的工程分類及其承載力的確定［J].哈爾濱建筑大學學報.1983（04）.

［2]孔祥斌，馮秋蘭，王嫚.沿海地區土中有機質含量不同試驗方法的比較［J].西部探礦工程.2007（06）.

［3]吳價城，林佳棟.國內軟土地基處理技術現狀與發展趨勢［A].第八屆全國工程地質大會論文集［C].2008

［4]谷任國，房營光.有機質和黏土礦物對軟土的流變性質影響的對比試驗研究［J].華南理工大學學報（自然科學版）.2008（10）