天津?yàn)I海地區(qū)軟土固化技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究

◎ 張吉 趙丹祿 天津市北洋水運(yùn)水利勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司

1.引言

天津?yàn)I海地區(qū)軟土地基存在為淤泥、淤泥質(zhì)土等軟弱土層，具有高含水率，高壓縮性土，力學(xué)強(qiáng)度低等特點(diǎn)，呈流塑狀態(tài)，是工程設(shè)計(jì)中需著重處理的軟土層。為保證水工建筑物施工和后期使用的安全，以及控制施工加載過(guò)程中和加載后的抗滑穩(wěn)定及沉降變形，必須考慮合理可行的地基處理方案。目前軟土地基處理的方法很多，針對(duì)這種軟弱的淤泥（質(zhì)）地基，目前常用的處理方法有自重預(yù)壓法、置換法、排水固結(jié)法、加筋法、樁基法、軟土固化等。

軟土固化技術(shù)是采用專用軟基攪拌設(shè)備，把軟基淤泥和固化劑充分拌合，形成固結(jié)板體，達(dá)到提高原有地基承載力、有效地減少地基變形和沉降的地基工程作業(yè)方法。該方法相對(duì)傳統(tǒng)的水泥攪拌樁和高壓旋噴樁等作業(yè)方法，具有施工速度快、工程造價(jià)低、對(duì)淺層地基處理效果好等優(yōu)點(diǎn)[1]。

2.工程概況

軟基固化處理技術(shù)以原有土質(zhì)為基礎(chǔ)，通過(guò)室內(nèi)配合比試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)選擇合理的固化劑配方，采用專用攪拌設(shè)備，把軟基淤泥和固化劑充分拌合后形成固結(jié)體，固化后的土體強(qiáng)度指標(biāo)明顯改善，能提高原有地基承載力、有效地減少地基變形和沉降[2]。

天津港東疆港區(qū)東部岸線為保證水工建筑物施工安全，地基采用固化技術(shù)進(jìn)行處理，為確定其可行性開展本次試驗(yàn)[3]。

3.試驗(yàn)要求

3.1 室內(nèi)試驗(yàn)要求

采取不同的固化劑摻量，進(jìn)行固化土試塊（采用邊長(zhǎng)70.7mm的立方體，下同）的無(wú)側(cè)限強(qiáng)度指標(biāo)檢測(cè)。為尋找最佳的固化劑摻量，探求固化土強(qiáng)度指標(biāo)與固化劑摻量的關(guān)系，共設(shè)計(jì)有6%、8%、10%、12%、14%、16%、18%和20%共計(jì)八種不同摻量，同時(shí)分室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)、現(xiàn)場(chǎng)陸側(cè)養(yǎng)護(hù)和現(xiàn)場(chǎng)海側(cè)養(yǎng)護(hù)三種情況養(yǎng)護(hù)（其中現(xiàn)場(chǎng)陸側(cè)、海側(cè)養(yǎng)護(hù)僅取前三種摻量），測(cè)試7d、14d和28d齡期立方體試件無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度，從而為加固土設(shè)計(jì)指標(biāo)的選取提供數(shù)據(jù)支持[4]。

假軸車輛一般是指在車輛原軸型的基礎(chǔ)上自行加裝車軸(一般為1組)的車輛。通常假軸車輛在行駛到收費(fèi)站時(shí)，司機(jī)會(huì)將事先安裝好的帶有液壓裝置的假軸放下，以增加車輛的軸數(shù)和提高限載質(zhì)量上限，從而通過(guò)稱重設(shè)備的檢測(cè)。這種行為會(huì)對(duì)高速公路的路基造成嚴(yán)重?fù)p害，增加高速公路運(yùn)營(yíng)及養(yǎng)護(hù)成本,且甄別難度很大，采用人工的方式甄別不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)甄別。因此，對(duì)假軸車輛進(jìn)行自動(dòng)判別是收費(fèi)稽查工作的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

3.2 原位試驗(yàn)檢測(cè)要求

①陸側(cè)試驗(yàn)區(qū)取芯多為固化劑與原土松散混合狀態(tài)，膠結(jié)情況不好，但其直剪試驗(yàn)和壓縮試驗(yàn)指標(biāo)明顯優(yōu)于未處理前原土體；

4）同摻量同齡期固化土試塊，現(xiàn)場(chǎng)陸側(cè)和海側(cè)養(yǎng)護(hù)條件下試塊無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度區(qū)別不大。

“王醫(yī)生，這是我熟人，您幫忙照顧一下!”“陳主任，我是老李介紹來(lái)找您看病的，呵呵?！薄t(yī)生與患者之間常常能聽到這類對(duì)話。不少人認(rèn)為，醫(yī)院有熟人可以為自己提供方便，比如不用排隊(duì)掛號(hào)、省去不必要的支出、醫(yī)生看病時(shí)也會(huì)更盡心，這些好處讓人們免不了有“進(jìn)醫(yī)院就得找熟人”的想法。

(4)深入配合施工現(xiàn)場(chǎng)。安排一位有經(jīng)驗(yàn)的配合施工技術(shù)人員作為項(xiàng)目導(dǎo)師，帶領(lǐng)其參加1個(gè)大型項(xiàng)目的站前、站后工程配合施工工作。在配合施工過(guò)程中解決現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題，將現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際與設(shè)計(jì)理論有機(jī)結(jié)合，幫助深入理解設(shè)計(jì)工作。

4.試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

4.1 室內(nèi)試驗(yàn)檢測(cè)

固化土試塊無(wú)側(cè)限強(qiáng)度指標(biāo)檢測(cè)依據(jù)規(guī)范《水泥土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ/T 233-2011進(jìn)行，試件成型由固化土施工分包商在我公司實(shí)驗(yàn)室內(nèi)完成。固化土試塊設(shè)計(jì)有6%、8%、10%、12%、14%、16%、18%和20%共計(jì)八種不同摻量，采取了室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)、半圓體陸側(cè)現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)和半圓體海側(cè)現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)三種養(yǎng)護(hù)方式，其中半圓體陸側(cè)現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)和半圓體海側(cè)現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)僅試驗(yàn)前三種摻量。三種養(yǎng)護(hù)條件下各摻量固化土立方體試件7d、14d和28d齡期無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)數(shù)值結(jié)果（單位：MPa）如表1和圖1所示。

圖1 固化土無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨摻量、齡期和養(yǎng)護(hù)條件變化關(guān)系

表1 固化土試塊無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度值

圖1以無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度為縱坐標(biāo)，以摻量（百分比表示）為橫坐標(biāo)顯示了固化土試塊無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨摻量和養(yǎng)護(hù)條件變化趨勢(shì)。

固化土立方體試件無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)數(shù)值結(jié)果表明：

1）各養(yǎng)護(hù)條件下固化土試塊無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨摻量增加而增加；

4.2.1 東疆灣沙灘景區(qū)固化土原位檢測(cè)

半圓體陸側(cè)和海側(cè)試驗(yàn)區(qū)達(dá)到7d、14d和28d齡期時(shí)，每區(qū)均進(jìn)行三處標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)（無(wú)法進(jìn)行十字板剪切試驗(yàn)），分陸側(cè)與海側(cè)分別統(tǒng)計(jì)各齡期下標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)擊數(shù)延深度變化情況，如表3和表4所示。

3）東疆灣沙灘景區(qū)固化土原位鉆孔取芯3處，并對(duì)圓柱體芯樣進(jìn)行無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。

預(yù)先規(guī)劃收集信息的技術(shù)和收集信息的來(lái)源，將有助于實(shí)際評(píng)估過(guò)程。同樣，用于收集信息以回答評(píng)估問(wèn)題的方法很大程度上也是問(wèn)題本身的功能。問(wèn)卷是理想的態(tài)度信息，成績(jī)或成績(jī)測(cè)試應(yīng)該用來(lái)衡量學(xué)生的學(xué)習(xí)。面試是獲得對(duì)戰(zhàn)略或過(guò)程更深入的意見以及獲得關(guān)于意外副作用的信息的理想選擇。內(nèi)容和任務(wù)分析可用于檢查主題材料（教科書、課程大綱和考試）。如果必要，項(xiàng)目可適用于特定的應(yīng)用?；卮鹋c特定程序密切相關(guān)的評(píng)價(jià)問(wèn)題，我們必須發(fā)展會(huì)議或采訪。

3）相同摻量固化土試塊，7d和14d齡期時(shí)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度低于現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)，但是28d齡期時(shí)強(qiáng)度基本相當(dāng)；

1.3 業(yè)務(wù)信息數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容是比較廣泛的，這其中有增減員的申報(bào)數(shù)據(jù)庫(kù)，還有系統(tǒng)內(nèi)的職工變化數(shù)據(jù)庫(kù)、繳納費(fèi)用的申請(qǐng)報(bào)告的數(shù)據(jù)庫(kù)等等相關(guān)內(nèi)容。業(yè)務(wù)信息庫(kù)就是一個(gè)最基本的數(shù)據(jù)信息庫(kù)。每個(gè)職工的個(gè)人相關(guān)信息，不僅是基本的個(gè)人信息還是基本的養(yǎng)老保險(xiǎn)業(yè)務(wù)所發(fā)生的明細(xì)情況。

2）原位試驗(yàn)和鉆孔取芯深度應(yīng)達(dá)到攪拌高程以下1.0m，標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)每1.0m進(jìn)行一次。

已有的研究較少涉及安全評(píng)價(jià)的定量分析；另外，已有的定量研究在使用IWRAP MKII軟件時(shí)，主要關(guān)注模型運(yùn)行結(jié)果與實(shí)際是否相符，本文則側(cè)重于以交通流分布函數(shù)的擬合度，即選擇數(shù)據(jù)的分布函數(shù)這個(gè)起源，探究模型運(yùn)行結(jié)果的可靠性，提出模型擬合優(yōu)化的方法，提供更好應(yīng)用IWRAP MKII軟件分析水域風(fēng)險(xiǎn)的思路。

4.2 現(xiàn)場(chǎng)原位固化試驗(yàn)檢測(cè)

“教科研+”有力于縮短教師的成長(zhǎng)周期.教師的專業(yè)發(fā)展沒(méi)有捷徑可走，但是應(yīng)該有一定的規(guī)律可尋，相信如果掌握一定規(guī)律的話，教師的專業(yè)發(fā)展就會(huì)提速.借助“教科研+”這一平臺(tái)，將有效提升教師的教育教學(xué)水平，促進(jìn)其自身能力的不斷提升，進(jìn)而走向自身專業(yè)成長(zhǎng)的快車道.

東疆灣沙灘景區(qū)固化土原狀取樣孔3組，深度3m，取樣深度范圍內(nèi)芯樣完整性較差，如圖2所示。其中1#點(diǎn)芯樣較完整，0-3m范圍內(nèi)均有固化土，0-0.5m內(nèi)芯樣可制取抗壓試塊；2#點(diǎn)頂部0-0.1m長(zhǎng)度有固化土，其他部分為砂土，固化土芯樣無(wú)法制取；3#點(diǎn)0-2m有固化土，2-3m范圍內(nèi)為砂土。芯樣無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)如表2所示。

圖2 鉆孔取芯圖

表2 芯樣無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度值

4.2.2 半圓體試驗(yàn)區(qū)固化土原位標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)檢測(cè)

2）標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下，固化土試塊無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨齡期的增加而增加；

表3 半圓體陸側(cè)試驗(yàn)區(qū)標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)(N63.5)對(duì)比表

表4 半圓體海側(cè)試驗(yàn)區(qū)標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)(N63.5)對(duì)比表

綜合分析上述4.2.2節(jié)現(xiàn)場(chǎng)原位鉆探取芯和標(biāo)準(zhǔn)貫入孔試驗(yàn)數(shù)據(jù)，海側(cè)試驗(yàn)區(qū)指標(biāo)優(yōu)于陸側(cè)試驗(yàn)區(qū)，具體表現(xiàn)情況如下：

1）試驗(yàn)區(qū)現(xiàn)場(chǎng)原位養(yǎng)護(hù)進(jìn)行7d、14d和28d后均進(jìn)行原位試驗(yàn)，每個(gè)試驗(yàn)區(qū)各齡期下進(jìn)行3組標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)。

臨終關(guān)懷作為一種符合人道主義精神和現(xiàn)實(shí)社會(huì)發(fā)展的客觀要求的臨終處置方法，現(xiàn)已成為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)領(lǐng)域新興的一門邊緣性交叉學(xué)科，是社會(huì)需要及人類文明進(jìn)步的標(biāo)志之一。

②海側(cè)試驗(yàn)區(qū)取芯呈不均勻、局部膠結(jié)良好狀態(tài)，取芯試樣可制作圓柱體試件進(jìn)行無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，取芯試樣無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度結(jié)果數(shù)值顯示取樣深度和試驗(yàn)齡期對(duì)其強(qiáng)度值并無(wú)明顯影響；

③標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)N63.5擊數(shù)顯示海側(cè)試驗(yàn)區(qū)顯著高于陸側(cè)試驗(yàn)區(qū)，且陸側(cè)試驗(yàn)區(qū)上部土體N63.5擊數(shù)高于下部土體，海側(cè)試驗(yàn)區(qū)固化深度內(nèi)N63.5擊數(shù)較為一致。

5.小結(jié)

通過(guò)本次天津東疆港區(qū)開展固化土技術(shù)試驗(yàn)階段的室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試，得到如下結(jié)論：

（1）固化土室內(nèi)立方體試塊無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)表明，各養(yǎng)護(hù)條件下固化土試塊無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨摻量增加而增加；相同摻量固化土試塊，7d和14d齡期時(shí)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度低于現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)，但是28d齡期時(shí)各種養(yǎng)護(hù)條件下強(qiáng)度基本相當(dāng)；同摻量同齡期固化土試塊，現(xiàn)場(chǎng)陸側(cè)和海側(cè)養(yǎng)護(hù)條件下試塊無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度無(wú)明顯區(qū)別。

（2）固化土現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)區(qū)原位試驗(yàn)結(jié)果表明，海側(cè)試驗(yàn)區(qū)指標(biāo)優(yōu)于陸側(cè)試驗(yàn)區(qū)，陸側(cè)試驗(yàn)區(qū)鉆孔取芯芯樣多為固化劑與原土松散混合狀態(tài)，膠結(jié)情況不好，但其室內(nèi)直剪試驗(yàn)和壓縮試驗(yàn)指標(biāo)明顯優(yōu)于未處理前原土體；海側(cè)試驗(yàn)區(qū)芯樣呈局部膠結(jié)良好、但不均勻狀態(tài)，且取樣深度和試驗(yàn)齡期對(duì)試樣圓柱體無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度無(wú)明顯影響。

（3）標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)N63.5擊數(shù)顯示海側(cè)試驗(yàn)區(qū)N63.5擊數(shù)顯著高于陸側(cè)試驗(yàn)區(qū)，且陸側(cè)試驗(yàn)區(qū)上部土體N63.5擊數(shù)高于下部土體，呈現(xiàn)上硬下軟狀態(tài)，海側(cè)試驗(yàn)區(qū)固化深度內(nèi)N63.5擊數(shù)較為一致。

6.結(jié)論

淤泥（質(zhì)）地基目前常用的處理方法有自重預(yù)壓法、置換法、排水固結(jié)法、加筋法、樁基法、軟土固化等。通過(guò)本次試驗(yàn)研究，天津?yàn)I海地區(qū)軟土地基淤泥、淤泥質(zhì)土等軟弱土層通過(guò)合理的固化劑配方，把軟基淤泥和固化劑充分拌合后形成固結(jié)體，固化后的土體強(qiáng)度指標(biāo)明顯改善，能提高原有地基承載力、有效地減少地基變形和沉降[5]。后續(xù)相關(guān)工程可根據(jù)工程需要，合理選用地基處理技術(shù)。