山东省有机质土处置研究

杨申富，刘正银，赵　杰

（山东省交通规划设计院，济南　250031）

山东省有机质土处置研究

杨申富，刘正银，赵杰

（山东省交通规划设计院，济南250031）

摘要：高速公路建设以及中国兴起的高铁建设都涉及有机质土地基的处理，因此有机质土地基处理是一个需要重视的问题。本文研究的是山东省内滨海平原、河口三角洲、湖盆地周围和山涧谷地分布的，以及沿江和湖泊沿岸存在的有机质土，探讨有机质土的处置方法，并对天然有机质土中的七种材料的各项配比改良，相应展开多项物理力学指标试验，得到最佳改良配比，满足路基用土要求，本研究对于土方供应紧张，疏浚淤泥土改良处置、有机质土的改良研究及其工程应用有一定的参考意义。

关键词：有机质土；处置方法；改良；指标试验

0　引言

高速公路建设以及中国兴起的高铁建设都涉及软土地基的处理，因此软土地基处理是一个需要重视的问题。在工程中，一般情况下需要处理的天然地基可分为软弱地基和特殊地基两大部分［1-3]。其中软弱地基指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土和其他高压缩性土层构成的地基；而特殊地基则大部分带有地区特点，它包括湿陷性黄土、膨胀土、红粘土和冻土等。山东地区的有机质土、软土按地形地貌也可分为滨海相、湖相、三角洲相以及少量的河漫滩相、沼泽相等几种类型，其中较为典型的就是滨海相、湖相、三角洲相三中，滨海相以胶州湾、渤海湾沿海带为主，湖积相以鲁西南南四湖等地最为明显、三角洲相以黄河三角洲带为主。

本文以山东省内有机质土为研究对象，探讨有机质土的处置方法，并对天然有机质土中的七种材料的各项配比改良，相应展开多项物理力学指标试验，得到最佳改良配比，满足路基用土要求，本研究对于土方供应紧张，疏浚淤泥土改良处置、有机质土的改良研究及其工程应用有一定的参考意义。

1　有机土质处理方法

对于已有工程而言多数有机质土区域为软土区，目前对软土的处置与研究已经形成了一条较为成熟的处理方法和体系，高速公路软基处理常用方法主要有：

1.1浅层软基处理技术

该种方法包含垫层法，换填法，排挤法，表层排水法，添加剂法等。

1.2深层软基处理技术

这种方法包含袋装砂井法，挤密砂桩法，振冲碎石桩法，粉喷桩，塑料排水板，加筋土工布，钢渣桩法，混凝土桩，深层搅拌等。

2　有机质土处置试验研究

2.1试验设计

通过对天然有机质土取样，对其进行七种材料的各项配比改良，相应展开多项物理力学指标试验。天然有机质土选自河滩相淤泥质土，对其晾晒后作为有机质土材料进行试验，有机质土包含以下七种材料。

2.1.1石灰

本次试验配比所用石灰产自济宁市嘉祥县，其平均有效氧化钙和氧化镁含量为65.6%，经试验检测为三级镁质生石灰。采用灰土比为3：97；4：96；5：95；6：94；7：93五种配比进行改良，即混合料中石灰含量分别为3%、4%、5%、6%、7%。

2.1.2水泥

水泥采用普通硅酸盐水泥进行试验，采用混合料中水泥含量分别为3%、4%、5%、6%、7%五种配比进行试验。

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%四种配比进行试验（以下简称二灰）。

2.1.4粉煤灰

本次试验分别采用了粉煤灰含量10%、15%、20%、25%、30%四种配比进行试验。但在试验过程中发现10%配比的试件不易成形，制备较为困难，仅取得了部分实验数据。2.1.5细砂、中砂、粗砂

取自河沙，主要为长石、石英矿物，杂质少，较为纯净，经颗粒分析指标如下：

细砂采用了细砂含量6%、8%、10%、12%、16%五种配比；中砂采用了中砂含量4%、6%、8%、10%、12%、16%六种配比；粗砂采用了粗砂含量6%、8%、10%、12%、16%五种配比进行试验。

2.2展开的工作

针对有机质土的不同配比相应开展的试验包括土的密度、含水量、比重试验，土的含盐量试验、烧失量试验、自由膨胀率试验、颗粒分析试验、直接剪切试验、高压固结试验、固结系数试验、击实试验、CBR试验、室内回弹模量试验、无机结合料无侧限抗压强度（28d养生）试验等多项试验项目［4]。通过对各项指标的对比试验与研究，为有机质土的固化改良提供参考。

2.3试验结果分析

通过对各项指标进行试验分析发现，在同种配合料下，随着配合料含量的增加，最优含水量呈现不同变化，并未呈现固定的变化规律。二灰、粉煤灰、石灰、水泥因部分成分与水反应，其最优含水量整体较高。

通过对各种配合料不同配比下最优含水量的平均取值可以发现，土随着掺合料的不同最优含水量有一定的变化规律，最优含水量以二灰掺合料最高；三种砂作为配合料虽然较有机质土最优含水量有所提高，但明显低于其他配合料。

密度试验数据表明：粉煤灰、二灰随着配合料比例的提高，固化改良土的密度随之降低；其余配合料的密度变化幅度不大，基本平稳。通过对各种配合料不同配比下密度的平均取值也可以发现，二灰、粉煤灰密度明显低于其他配合料。比重数据明显无较大变化，平均值在2.73～2.75之间变化，天然土比重为2.74，说明各种掺合料的添加对比重影响相对较小，可以不予以考虑。

3　小结

本次试验结果表明石灰土4%～5%的配合比例对于改善试验用土的性质效果明显，二灰土4%～5%的改良效果也较好，均优于水泥土的改善效果。水泥土受有机质影响较为明显，虽然土体改良效果也较为明显，但室内试验结果不如石灰土。通过试验结果表明，改良土体在参加水泥、石灰、二灰超过4%的比例时CBR指标已经满足路基用土要求。本试验结论对于土方供应紧张，疏浚淤泥土改良处置、有机质土的改良研究及工程应用有一定的参考意义。

参考文献：

［1]杨可铭.试论我国有机土质的工程分类及其承载力的确定［J].哈尔滨建筑大学学报.1983（04）.

［2]孔祥斌，冯秋兰，王嫚.沿海地区土中有机质含量不同试验方法的比较［J].西部探矿工程.2007（06）.

［3]吴价城，林佳栋.国内软土地基处理技术现状与发展趋势［A].第八届全国工程地质大会论文集［C].2008

［4]谷任国，房营光.有机质和黏土矿物对软土的流变性质影响的对比试验研究［J].华南理工大学学报（自然科学版）.2008（10）