外掺剂影响水泥加固有机质软土效果研究

ＪｏｕｒｎａｌｏｆＦｕｊｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

福建工程学院学报

Ｖｏｌ.１８Ｎｏ.１Ｆｅｂ.２０２０

ｄｏｉ:１０.３９６９/ｊ.ｉｓｓｎ.１６７２－４３４８.２０２０.０１.００７

外掺剂影响水泥加固有机质软土效果研究

李杨ꎬ王坛华

(福建工程学院土木工程学院ꎬ福建福州３５０１１８)

摘要:以福州地区软土作为研究对象ꎬ在测试与分析土样的基本物理性质、易溶盐含量、阳离子交换容量和有机质含量等基本参数的基础上ꎬ通过对４种外掺剂方案加固后土样无侧限抗压强度值进行测试ꎬ研究了不同外掺剂方案下水泥加固软土的效果ꎮ研究表明:福州地区有机质土样的有机质含量较高ꎮ成分以富里酸为主ꎬ胡敏酸次之ꎻ为了达到更好的加固效果ꎬ应选取对富里酸和胡敏酸都有抑制作用的外掺剂ꎬ本次试验中选取的硫酸钙效果最好ꎻ对福州及沿海地区的高黏性、高有机质含量的软土ꎬ在采用水泥作为固化剂时ꎬ应结合其粒度成分、易溶盐、有机质总量和分量综合考虑ꎬ选择合适的外掺剂ꎮ

关键词:外掺剂ꎻ有机质ꎻ软土中图分类号:ＴＵ７５２ꎻＴＵ４１１.９２

文献标志码:Ａ　　　　　文章编号:１６７２－４３４８(２０２０)０１－００３５－０５

Ｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆａｄｄｉｔｉｖｅｓｏｎｃｅｍｅｎｔ￣ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｏｒｇａｎｉｃｓｏｆｔｓｏｉｌ

(ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＦｕｊｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＦｕｚｈｏｕ３５００１８ꎬＣｈｉｎａ)

ＬＩＹａｎｇꎬＷＡＮＧＴａｎｈｕａ

Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆａｄｄｉｔｉｖｅｓｏｎｃｅｍｅｎｔ￣ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｏｒｇａｎｉｃｓｏｆｔｓｏｉｌｗａｓｓｔｕｄｉｅｄｗｉｔｈｓｏｆｔｓｏｉｌｉｎＦｕｚｈｏｕ

ａｒｅａｓｅｌｅｃｔｅｄａｓｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｂｊｅｃｔ.Ｂａｓｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓｓｕｃｈａｓｂａｓｉｃｐｈｙｓｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓꎬｓｏｌｕｂｌｅｓａｌｔｃｏｎｔｅｎｔꎬｃａｔｉｏｎｅｘｃｈａｎｇｅｃａｐａｃｉｔｙꎬａｎｄｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔｏｆｔｈｅｓｏｉｌｓａｍｐｌｅｓｗｅｒｅｔｅｓｔｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄ.Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｃｅｍｅｎｔｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｓｏｆｔｓｏｉｌｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｄｍｉｘｔｕｒｅｓｃｈｅｍｅｓｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄｂｙｔｅｓｔｉｎｇｔｈｅｕｎｃｏｎｆｉｎｅｄｃｏｍ￣ｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｎｇｔｈｖａｌｕｅｓｏｆｓｏｉｌｓａｍｐｌｅｓａｆｔｅｒａｄｄｉｎｇｆｏｕｒｔｙｐｅｓｏｆａｄｄｉｔｉｖｅｓ.Ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆｗｈｉｃｈｉｓｆｏｌｌｏｗｅｄｂｙｈｕｍｉｃａｃｉｄ.Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅꎬｉｎｏｒｄｅｒｔｏａｃｈｉｅｖｅａｂｅｔｔｅｒｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔｅｆｆｅｃｔꎬａｎａｄｄｉｔｉｖｅｔｈａｔｉｎｈｉｂｉｔｓｂｏｔｈｆｕｌｖｉｃａｃｉｄａｎｄｈｕｍｉｃａｃｉｄｓｈｏｕｌｄｂｅｓｅｌｅｃｔｅｄａｎｄｔｈｅｃａｌｃｉｕｍｓｕｌｆａｔｅｓｅｌｅｃｔｅｄｉｎｔｈｉｓｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｕｉｔａｂｌｅａｄｄｉｔｉｖｅｓｓｈｏｕｌｄｂｅｓｅｌｅｃｔｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｉｒｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎꎬｓｏｌｕｂｌｅｓａｌｔｓꎬｔｈｅｔｏｔａｌａｍｏｕｎｔａｎｄｗｅｉｇｈｔｏｆｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒꎬｗｈｅｎｕｓｉｎｇｃｅｍｅｎｔａｓａｃｕｒｉｎｇａｇｅｎｔ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ａｄｄｉｔｉｖｅｓꎻｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒꎻｓｏｆｔｓｏｉｌ　　福建省广泛分布软土地层ꎬ其总面积可达以及软土的特殊性ꎬ在许多工程中会遇到软土工程问题ꎮ

软土工程地基处理技术多种多样ꎮ其中ꎬ深层搅拌与旋喷是一种得到广泛应用的软土地基加

ｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒｉｎｔｈｅｏｒｇａｎｉｃｓｏｆｔｓｏｉｌｉｎＦｕｚｈｏｕａｒｅａｉｓｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｈｉｇｈꎬｗｉｔｈｆｕｌｖｉｃａｃｉｄａｓｔｈｅｍａｊｏｒｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔꎬｗｏｒｋｓｔｈｅｂｅｓｔ.Ｆｏｒｔｈｅｈｉｇｈ￣ｖｉｓｃｏｓｉｔｙꎬｈｉｇｈ￣ｏｒｇａｎｉｃ￣ｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆｔｓｏｉｌｓｉｎＦｕｚｈｏｕａｎｄｅｖｅｎｔｈｅｃｏａｓｔａｌａｒｅａｓꎬ

２５００ｋｍ２ꎮ随着对软土开发和利用的不断增加ꎬ

固方法ꎬ且已取得了一定的成果ꎮ但在应用中发现某些工程加固效果不理想ꎬ甚至出现加固失败的问题[１]ꎮ之所以出现这样的问题ꎬ是因为此类软土中含有一定数量的有机质ꎬ这些有机质影响了水泥的水化反应ꎬ阻碍了水泥土强度的形成ꎮ因此ꎬ水泥加固有机质软土时掺入一定的外掺挤

收稿日期:２０１９－１０－２２

基金项目:国家自然科学基金项目(４１６７２２７８)

第一作者简介:李杨(１９８１－)ꎬ女ꎬ黑龙江五大连池人ꎬ讲师ꎬ博士ꎬ研究方向:工程地质、土体ꎮ

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以改良加固效果成为一种选择ꎮ

福建工程学院学报第１８卷

含量均有所减少ꎬ黏粒含量有所增加ꎮ但仍然是以粉粒为主ꎬ黏粒次之ꎮ

表１　原样粒度成分统计表

Ｔａｂ.１　Ｇｒａｎｕｌａｒｉｔｙｓｔａｔｉｓｔｉｃｓｏｆｏｒｉｇｉｎａｌｓａｍｐｌｅ

福州１

粒径/ｍｍ<０.００５

％

％

％福州２

％

ｗ不加分散剂/ｗ加分散剂/ｗ不加分散剂/ｗ加分散剂/３０.４４３.１２８.６４１.２国内外许多学者对外掺挤改良水泥加固有机质软土过程的影响已经进行了大量研究ꎮ荀勇[２]研究了粉煤灰和磷石膏组合加固一般性质软土的加固效果ꎬ发现可以得到较好的加固作用ꎮ潘林有[３]考虑有机质主要成分之一富里酸的影响ꎬ选用以早强型为主的外掺挤ꎬ以抵抗富里酸的侵蚀并可以调节水泥水化硬化速度ꎮ刘毅等[４]利用磷石膏与水泥配合加固软土地基ꎬ发现不同的土质加固效果差异很大ꎬ因此需采用合适的固化剂配合比及施工工艺来加固软土地基ꎮ李琦等

[５]

研究了深圳地区的软土特征ꎬ对加固软土地

基时采用不同的添加剂、添加量进行了加固土、无侧限抗压强度的对比研究ꎮ陈慧娥[６]选用不同的外掺剂加固高有机质含量的软土ꎬ并对加固效果的差异进行了分析ꎮ李雪刚等[７]选取了６种外掺剂对比其对水泥加固软土效果的影响ꎮ刘子铭[８]认为富里酸严重阻碍水泥的水化反应ꎬ研究了基于钙矾石填充固化有机质土的可行性ꎬ并对固化剂配比进行了研究ꎬ得到了优化配比ꎮ在实际工程中ꎬ加固高有机质含量的软土时ꎬ通常各地区只根据经验来选择外掺剂的种类和掺入量ꎬ导致浪费并且土强度的加固不是很明显ꎮ

基于以上原因ꎬ本研究选取福州地区有机质软土作为研究对象ꎬ研究不同外掺挤对水泥加固有机质软土的改良效果ꎮ通过室内试验ꎬ以物理化学的观点为指导ꎬ选取几种典型的外掺挤ꎬ测试不同外掺挤下水泥加固的有机质软土力学性质ꎬ从而根据研究成果建立一套针对福州地区高有机质含量软土特征的水泥加固效果改良方案体系ꎬ以减少工程中的盲目性和随机性ꎬ为工程建设提供理论依据ꎮ

１　原样基本性质

１.１　粒度成分

选取福州地区两个土样ꎬ分别编号为福州１、福州２ꎮ

采用筛分法及沉降分析法对福州地区两个土样进行颗分试验ꎬ得到各土样的粒度成分见表１及图１ꎮ由表１和图１可看出ꎬ福州１和福州２在未加分散剂时都是以粉粒为主ꎬ黏粒次之ꎬ二者的总量占总质量的９５％以上ꎮ而加入分散剂之后ꎬ由于原来的部分粉粒团被打散ꎬ故两个土样粉粒

０.００５~０.０７５~０.０７５０.１０６６.４１.９５３.７６８.５５５.９

０.１０~０.６１.９１.７１.７０.２５~０.２５０.５０.６０.６０.６０.５~０.５０.２０.４>２

２０

０.２０.５

０.４００.２０

０.２０

图１　原样颗粒分析累积曲线

Ｆｉｇ.１　Ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅｃｕｒｖｅｏｆｐａｒｔｉｃｌｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆ

ｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌｓａｍｐｌｅ

１.２　塑性

采用液塑限联合测定仪测定土样的塑性ꎮ得到数值见表２ꎮ

从表２可看出ꎬ两个土样Ｉ黏土ꎮ进一步说明了土样的结合水含量较大ｐ都大于１７ꎬ属于

ꎬ含有一定量的黏土矿物ꎬ且反离子层中低价的阳离

第１期子含量较高ꎮ

李杨ꎬ等:外掺剂影响水泥加固有机质软土效果研究

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表２　原样塑性表

Ｔａｂ.２　Ｐｌａｓｔｉｃｉｔｙｏｆｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌｓａｍｐｌｅ土样福州１福州２

液限ωＬ４２.７４０.３

塑限ωｐ２３.９２１.８

塑性指数Ｉｐ指标

１８.８１８.５

２ꎬ所以福州１的阳离子交换容量要大于福州２ꎮ

从表４中也可以得知ꎬ福州地区两个土样溶

液ｐＨ均呈弱碱性ꎻ土样黏粒的矿物成分基本是伊利石、蒙脱石以及可溶盐类ꎬ特别是易溶盐ꎬ溶液的ｐＨ与这些矿物的等电ｐＨ值相差较大ꎬ所以有较厚的扩散层ꎬ同时易溶盐中Ｎａ＋的存在也使扩散层增厚ꎬ这使得土的工程地质性质变差ꎮ

１.３　易溶盐

土粒表面常带负电荷ꎬ可以吸附阳离子ꎬ这些阳离子与易溶盐溶解于孔隙溶液中的阳离子相互置换ꎬ并处于动平衡状态ꎮ因此ꎬ土粒表面扩散双电层的性状和结构连结的特性受易溶盐的含量、成分及其变化影响较大ꎬ从而土的物理力学性质也会发生相应的变化ꎮ当土中易溶盐含量较高且孔隙溶液的电解质浓度较大时ꎬ土粒表面的双电层厚度可受其影响ꎬ使土粒间斥力减弱ꎬ引力增大ꎬ土粒相互凝聚并使结构连结加强ꎬ因此土具有较高的力学强度ꎮ反之ꎬ则斥力增加ꎬ结构连结减弱ꎬ并趋于分散ꎬ则会导致土的力学强度降低ꎮ

对各土样中的易溶盐含量进行测试ꎬ结果见表３ꎮ从表３可看出ꎬ两个土样的易溶盐阴离子均为Ｃｌ－

含量最高ꎬＳＯ

２Ｎａ＋

含量较多ꎬＣａ２＋

、Ｍｇ２４

－离子次之ꎬ而阳离子中

＋

也均有一定含量ꎮ

表３　原样易溶盐含量测试成果

Ｔａｂ.３　Ｓｏｌｕｂｌｅｓａｌｔｃｏｎｔｅｎｔｏｆｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌｓａｍｐｌｅ

ｗ％

土样易溶盐

Ｃｌ

－

ＨＣＯ－３Ｃａ２＋Ｍｇ

２＋

ＳＯ２４

－Ｋ

＋

Ｎａ

＋

福州１０.６９９０.００９０.０３３０.０５６０.３３２０.００２０.０５７福州２

０.６８４０.０１６０.０１１０.０２７０.２４７０.００３０.０３８

１.４　阳离子交换容量及ｐＨ值

采用醋酸铵淋滤法[９]对试样的阳离子交换容量进行测定ꎬ结果见表４ꎮ从表４可以看出ꎬ福州１比福州２阳离子交换容量略大ꎬ但总量差别不大ꎮ因为ꎬ一定量土中黏粒含量与交换容量呈正比关系ꎬ从颗粒分析数据也可以看出ꎬ福州１比福州２黏粒含量略高ꎮ根据实验结果ꎬ阳离子交换能力的大小为Ｃａ２＋　易溶盐结果也可以看出>Ｍｇ２＋、Ｍｇꎬ虽然福州>Ｋ＋>１ＫＮａ＋＋含量要小ꎬ所以从于福州２ꎬ但是Ｃａ２＋２＋和Ｎａ＋含量都高于福州

表４　原样阳离子交换容量及ｐＨ值测试结果Ｔａｂ.４　ＣａｔｉｏｎｅｘｃｈａｎｇｅｃａｐａｃｉｔｙａｎｄｐＨｏｆｔｈｅ

ｏｒｉｇｉｎａｌｓａｍｐｌｅ

土样阳离子交换量/(ｍｍｏｌ􀅰１００ｇ－１)

ｐＨ值福州１１２.１８７.１５福州２

１１.３９

７.１３

１.５　有机质

土体有机质是土体固相的一个重要组成部分ꎬ它是土层中的动植物残骸在微生物的作用下分解而形成的ꎮ一种是分解不完全的植物残骸ꎬ形成疏松多孔的泥炭ꎻ另一种则是完全分解的腐殖质ꎮ有机质因为其特殊的结构ꎬ因此具有很强的亲水性ꎬ故对土体性质影响很大ꎮ

土体有机质的主体是腐殖质ꎬ它是土壤中的有机质在水分、空气、动物、微生物等的作用下ꎬ经过腐殖化作用ꎬ即微生物的深刻改造后生成的一

类特殊的高分子含氮有机质ꎮ腐殖质大多与土中无机成分相结合ꎬ以复合体的形式存在于土体中ꎮ按其溶解程度及溶剂不同可以３种状态存在ꎬ即松结态腐殖质、稳结态腐殖质和紧结态腐殖质ꎬ其活动强度由强到弱[１０]土体有机质由多种成分组成ꎮ

ꎬ胡敏酸、富里酸

和胡敏素是其中最具有代表性的３种ꎮ其中胡敏素为紧结腐殖质的物质组成ꎬ而胡敏酸与富里酸则存在于松结态与稳结态腐殖质中ꎮ

采用«土壤农业化学分析方法»中的试验方法对试样中的有机质含量进行测试ꎬ结果见表５ꎮ

由表５可看出ꎬ福州１的有机质总量要大于福州２的有机质总量ꎬ两个土样有机质的主要成分都是富里酸ꎬ胡敏酸其次ꎬ胡敏素最少ꎮ因为有机质中胡敏酸和富里酸对水泥加固软土效果的影响较大ꎬ所以可以忽略胡敏素的影响ꎮ对土矿物质破坏更强的富里酸中ꎬ松结态占大多数ꎬ故对土

３８

的影响更大ꎮ

福建工程学院学报第１８卷

表５　原样有机质含量

Ｔａｂ.５　Ｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔｏｆｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌｓａｍｐｌｅ

土样福州１福州２

ｗ富里酸

稳结态２.５２２.５１

松结态４.８６３.４３

总和７.３８５.９４

稳结态１.４９１.６７

ｗ胡敏酸松结态１.２８１.６７

总和２.７７３.３４

ｗ胡敏素１.３０１.７６

％

有机质总量１２.１６１１.５９

　　富里酸可以与铝生成络合物ꎬ而这些络合物２.２　试样制备

被接触矿物吸收会形成一层吸附膜层ꎬ阻碍水泥的水化ꎮ而且富里酸对铝铁硅酸盐矿物具有分解能力ꎬ可以分解水泥水化过程中已生成的水化铝酸钙、水化硫铝酸钙及水化铁铝酸钙晶体ꎬ破坏水泥土结构的形成[１３]生的大量钙离子相作用ꎮ胡敏酸会与水泥水化中产ꎬ生成不溶物质ꎬ从而阻碍结晶物质的形成ꎬ影响水泥土的强度ꎮ

２　加固后土样力学性质

２.１　外掺挤选取

水泥加固软土地基时ꎬ水泥的水化、硬化过程是一系列的物理、化学反应ꎬ可以使软土地基强度增长ꎮ当土中含有一定数量的有机质时ꎬ其就会与水泥水化产物产生相互作用ꎮ而有机质的特殊结构决定了它必然会阻碍和延缓水泥水化产物的形成ꎬ同时也会影响水泥水化产物与黏土颗粒间的作用ꎬ最终导致软土地基加固效果不理想ꎮ当有机质含量过高时ꎬ水泥加固甚至会失去作用ꎮ

因此ꎬ进行软土地基加固时ꎬ如果软土中含有一定数量的有机质ꎬ就必须加入一业的外掺剂来抵消有机质的消极影响ꎮ现有的水泥外掺剂种类繁多ꎬ常用的有早强剂、减水剂、缓凝剂、引气剂等ꎮ

本实验选用硫酸钠及兼有缓凝和早强作用的硫酸钙ꎮ由于富里酸容易与含铝多的矿物质颗粒结合ꎬ形成吸附层可以延缓水泥水化的进程ꎮ而且ꎬ富里酸的分解作用使水化产物解体ꎬ从而破坏水泥土结构的形成[１４]选用硫酸铝ꎮ３种早强剂的掺入比皆为ꎮ故为了减少这种影响１％ꎮꎬ再由于过多地加入氯盐ꎬ会对建筑物产生一定的腐蚀ꎬ影响加固效果ꎬ所以没有选取氯化物ꎮ减水剂则选取了工程中常用的ＵＮＦ减水剂ꎬ其主要成分为β－萘磺酸盐ꎬ掺入比为０.８％ꎮ

试验所用土样来自福州地区ꎬ均属于滨海沉积相软土ꎮ将土风干后粉碎ꎬ过２ｍｍ筛ꎮ参考福州地区软土和淤泥类土的情况ꎬ按６０％的含水率将水分别加到各土样中ꎬ浸泡２４ｈ后ꎬ按１５％的掺入比加入水泥ꎬ然后加入不同的外掺挤ꎬ在控制容重大致相同的情况下ｃｍ(测得密度为７.０７ｃｍ的标准立方试件ꎬ成型２４ꎬ制作成边长为１.６６ｇ/３)ꎬ采用机械搅拌、人工振捣养护室中养护ꎬ标准养护室的温度为ｈ后放入标准

(２０±３)℃ꎬ相对湿度１００％ꎮ试样养护到２８ｄ龄期后进行无侧限抗压强度试验ꎬ取３个平行试样测试结果的平均值作为该组试样的无侧限抗压强度值ꎮ

２.３　加固后力学性质对福州１及福州２不同外掺剂加固后强度测

试结果见表６ꎮ

表６　加固后试样强度测试结果

Ｔａｂ.６　Ｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｆｏｒｓａｍｐｌｅｓｔｒｅｎｇｔｈａｆｔｅｒｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ

无侧限抗压强度/ｋＰａ

土样

水泥＋

水泥＋

水泥＋

水泥水泥＋

ＵＮＦ－５ＵＮＦ硫酸钙－５＋ＵＮＦ硫酸铝－５＋ＵＮＦ硫酸钠－５＋福州１８７５９００９２５９１０９０７福州２

９３５

９５５

１０１０

９９１

９８０

从表６可以看出ꎬ福州１和福州２在不同外掺剂下加固后的强度呈现相似的规律ꎮ即当仅用水泥进行加固时ꎬ强度相对较低ꎮ而添加一定外掺剂后ꎬ强度有所提高ꎮ但是不同的外掺剂下ꎬ强度提高的程度不一样ꎮ首先ꎬ同时添加早强剂与减水剂的试样无侧限抗压强度要高于只添加减水剂的ꎮ其次ꎬ对于同时添加早强剂与减水剂的试样ꎬ早强剂种类不同ꎬ强度提高的程度也不相同ꎮ就本次实验来看ꎬ添加硫酸钙的试样ꎬ强度提高最

第１期

大ꎬ硫酸铝次之ꎮ

李杨ꎬ等:外掺剂影响水泥加固有机质软土效果研究

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用的富里酸含量相对比较少ꎬ因此对水泥水化的进程延缓程度低ꎬ对水泥土结构和强度的形成破坏小ꎮ因此ꎬ强度会稍高ꎮ

出现这样结果的原因分析如下:

根据实验结果ꎬ福州１福州２都含有一定量的有机质和易溶盐ꎬ其对水泥加固土样的效果产生了很大的影响ꎮ有机质中主要的成分为富里酸和胡敏酸ꎬ会与水泥水化产物形成络合物ꎬ阻碍水泥水化ꎮ而当以硫酸铝与硫酸钙作为早强剂时ꎬ不仅可以促进早期强度ꎬ还可以补充一定量的铝离子与钙离子ꎬ以弥补富里酸、胡敏酸对钙离子与铝离子的消耗ꎬ从而水泥水化及硬化等反应可以正常进行ꎬ进而提高水泥加固土强度ꎮ

从表６还可以发现ꎬ对于硫酸钙和硫酸铝两种早强剂ꎬ硫酸钙加固的土样无侧限抗压强度要高于硫酸铝加固的ꎮ比较富里酸和胡敏酸ꎬ两种物质都对水泥水化有很大的影响ꎬ但是与富里酸不同的是ꎬ胡敏酸仅对钙离子有很强的化学亲合势ꎬ因此选取硫酸铝作为早强剂时ꎬ对胡敏酸的影响较少ꎬ因此水泥加固土的强度相对硫酸钙的较低ꎮ而加入硫酸钙时ꎬ为水土体系补充了钙离子ꎬ这样不仅减弱了富里酸的影响ꎬ也减弱了胡敏酸的影响ꎬ因此水泥土加固土强度更高ꎮ

对比福州１、福州２相同外掺剂方案的试验结果ꎬ福州２的单轴抗压强度稍高ꎮ综合分析ꎬ首先福州２的黏粒含量、易溶盐含量及阳离子交换量都略低于福州１ꎬ原样性质相对较好ꎮ其次ꎬ福州２有机质含量总量略少ꎬ尤其是起重要破坏作

３　结论

含量较高ꎻ土中含有一定量的易溶盐ꎻ具有一定的阳离子交换能力ꎮ

２)福州地区软土有机质含量较高ꎮ有机质１)福州地区软土属于黏土ꎬ粉粒为主ꎬ黏粒

成分以富里酸为主ꎬ胡敏酸次之ꎬ还有少量的胡敏素ꎮ其中富里酸又以松结态为主ꎬ而胡敏酸松结态和稳结态相差不多ꎮ

３)对于福州地区土样ꎬ当采用减水剂和不同

的早强剂作为外掺剂时ꎬ单轴抗压强度相对于仅用水泥加固的都有所提高ꎬ其中以硫酸钙作为早强剂的试样强度提高最多ꎬ硫酸铝次之ꎬ硫酸钠提高的最少ꎻ这就说明对于有机质土ꎬ其中含有的大量富里酸和胡敏酸影响了土的加固效果ꎬ应选取对富里酸和胡敏酸同样都有抑制作用的外掺剂ꎮ

４)黏粒含量越多ꎬ易溶盐含量越大ꎬ土的强

度越低ꎮ说明影响水泥加固效果的因素很多ꎬ除有机质的含量外ꎬ还包括土样的粒度成分、易溶盐、阳离子交换容量等等ꎮ因此ꎬ对于福州及沿海地区的高黏性、高有机质含量的软土ꎬ在采用水泥作为固化剂时ꎬ应结合其粒度成分、易溶盐、有机质总量和分量综合考虑ꎬ选择合适的外掺剂ꎮ

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(责任编辑:陈　雯)