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【摘要】本文在前人的研究基础上对泥炭质土进一步改良试验，选用水泥和改性磷石膏共同做固化剂加固昆明某基坑泥炭质土。通过对四组试件进行制备、养护、测定得出改性磷石膏对水泥加固泥炭质土具有显著作用。当改性磷石膏掺量为泥炭质土的3%至5%时，固化土强度随改性磷石膏的掺量增大而增大，当改性磷石膏掺量为5%时，固化土28天强度稍微高于掺量4%，考虑经济因素改性磷石膏掺量为4%最佳。
【关键词】泥炭质土；磷石膏；改良
1、前言
本基坑属于昆明市高新区某项目，基坑开挖深度为8-11m之间，采用排桩加锚索支护。基坑中存在泥炭质土层，颜色为灰、深灰色，流塑-软塑状态，昆明泥炭质土[1]处于第四系湖相沉积层上，含水量高、孔隙比大、压缩系数大，且具有很强的地域性。考虑本基坑的支护形式及泥炭质土的分布位置，采用合理的方法对泥炭质土层改良具有重要意义。
2、理论方法
2.1水泥固化土
本基坑采用旋喷法进行地基加固，其原理是以高压旋喷的方式将水泥与泥炭质土拌和， 使泥炭質土硬化成为水泥加固土以达到土体加固的目的。水泥加固土的强度主要来自于水泥水化产物的胶结作用，唐和焱[2]通过泥炭质土室内试验指出水灰比0.4，水泥掺量20%，28天龄期时试件水泥固化效果最佳。牛晨亮[3]经大量试验研究发现不同的土在加入相同用量的水泥并采用相同的工艺所得到的水泥土强度相差很远，其认为水泥土的强度不仅与水泥用量有关，与泥炭质土中的成分有很大关系。
2.2水泥石膏固化土
泥炭质土本身为高有机质土，经PH测定为弱酸性，其本身性质与普通土差别很大。黄新、胡同安[4]采用废石膏与水泥配合加固软土，取得较好的效果，其认为三者作用产生的水化物中水化硅酸钙和钙矾石能组成粘聚力较高且密实性较好的固化土。考虑泥炭质土特殊的组成和力学性质，本文选用水泥和改性磷石膏共同作用加固泥炭质土，研究其力学性质。
3、改良试验
3.1试验材料及仪器
本试验所用泥炭质土取自该基坑，其中含有少量腐植物残留，试验用土参照《土工试验方法标准》[5]制备重塑土；水泥选用普通硅酸盐水泥标准为P·O42.5；改性磷石膏来自云南红河建水石膏粉厂，经测定呈碱性；试验用三轴仪产自南京土壤仪器有限公司。
3.2试验方法
按照四组配合比称取所用泥炭质土、水泥、水、改性磷石膏四者的用量，充分搅拌均匀后呈流塑状，放入直径39.1mm的制样金属圆模中，人工捣实。每组配合比分别制作9个试件，在模具中养护24小时后脱模，并用薄塑料膜包好放入标准养护室中，当龄期为7天、14天、28天时分别取出四组试样中的三个做三轴压缩试验。另外，考虑本基坑泥炭质土层多处于8-15m处，根据理正深基坑软件计算得出该位置土压力约为183KN，为充分模拟实际基坑环境，本试验研究中三轴压缩试验围压取200KN。采用不排水不固结剪试验，每组测定3个试件，得出数据后取平均值，试样的测定值与平均值之差超过平均值的±15%，则剔除该试样的测定值，按余下试样的测定值计算平均值。
3.3试验结果
本试验所用三轴仪的测力环规格为5KN，通过校正可知测力环系数为0.5 KN/mm，将百分表中所读数据代入计算，得出每组试件在200KN围压下σ3强度，见下表1：
整理表中数据，四组不同改性磷石膏掺量的试件在200KN围压下，不同龄期的σ3强度对比见下图1：
从图中可以看出：在水泥固化泥炭质土试验中加入改性磷石膏对固化效果有很大影响。当同时考虑固化强度和成本因素时，磷石膏掺量在4%为最佳掺入百分比。
4、探究分析
泥炭质土本身具有弱酸性，水泥水化反应所需碱性环境被土壤中酸性物质破坏，其中CaO和OH-浓度降低，导致水泥不能充分水化，故单纯使用水泥不能有效加固泥炭质土。试验选用的改性磷石膏为碱性，能够中和泥炭质土中的酸性物质，为水泥水化反应创造条件，有利于泥炭质土的加固改良。另一方面，当水泥固化剂中含有石膏时，加固土孔隙中能够产生钙矾石晶体，起到填充作用，从而增加了固化土的强度。
结论：
用水泥对泥炭质土进行改良，加入适量改性磷石膏能够大幅提高固化土强度，当改性磷石膏掺量为泥炭质土的4%时最佳。其中，改性磷石膏加入产生的碱性环境和钙矾石晶体是固化土强度提高的根本原因。
参考文献：
[1]熊恩来，阮永芬，刘文连.昆明泥炭、泥炭质土的力学特性研究[J].土工基础，2006，01：53-56.
[2]唐和焱.某泥炭质软土深基坑被动区加固优化研究[D].河海大学，2015.
[3]牛晨亮，黄新，李战国，赵永生.利用工业废渣固化软土的试验研究[J].环境工程学报，2009，10：1871-1874.
[4]黄新，胡同安.工业废石膏与水泥配合加固软土地基[J].建筑技术，2001，03：161-163.
[5]GBT50123-1999.《土工试验方法标准》[S].
作者简介：
第一作者：赵婕（1988-），女，硕士研究生；
通讯作者：熊赞林（1994-），男，硕士研究生。
【关键词】泥炭质土；磷石膏；改良
1、前言
本基坑属于昆明市高新区某项目，基坑开挖深度为8-11m之间，采用排桩加锚索支护。基坑中存在泥炭质土层，颜色为灰、深灰色，流塑-软塑状态，昆明泥炭质土[1]处于第四系湖相沉积层上，含水量高、孔隙比大、压缩系数大，且具有很强的地域性。考虑本基坑的支护形式及泥炭质土的分布位置，采用合理的方法对泥炭质土层改良具有重要意义。
2、理论方法
2.1水泥固化土
本基坑采用旋喷法进行地基加固，其原理是以高压旋喷的方式将水泥与泥炭质土拌和， 使泥炭質土硬化成为水泥加固土以达到土体加固的目的。水泥加固土的强度主要来自于水泥水化产物的胶结作用，唐和焱[2]通过泥炭质土室内试验指出水灰比0.4，水泥掺量20%，28天龄期时试件水泥固化效果最佳。牛晨亮[3]经大量试验研究发现不同的土在加入相同用量的水泥并采用相同的工艺所得到的水泥土强度相差很远，其认为水泥土的强度不仅与水泥用量有关，与泥炭质土中的成分有很大关系。
2.2水泥石膏固化土
泥炭质土本身为高有机质土，经PH测定为弱酸性，其本身性质与普通土差别很大。黄新、胡同安[4]采用废石膏与水泥配合加固软土，取得较好的效果，其认为三者作用产生的水化物中水化硅酸钙和钙矾石能组成粘聚力较高且密实性较好的固化土。考虑泥炭质土特殊的组成和力学性质，本文选用水泥和改性磷石膏共同作用加固泥炭质土，研究其力学性质。
3、改良试验
3.1试验材料及仪器
本试验所用泥炭质土取自该基坑，其中含有少量腐植物残留，试验用土参照《土工试验方法标准》[5]制备重塑土；水泥选用普通硅酸盐水泥标准为P·O42.5；改性磷石膏来自云南红河建水石膏粉厂，经测定呈碱性；试验用三轴仪产自南京土壤仪器有限公司。
3.2试验方法
按照四组配合比称取所用泥炭质土、水泥、水、改性磷石膏四者的用量，充分搅拌均匀后呈流塑状，放入直径39.1mm的制样金属圆模中，人工捣实。每组配合比分别制作9个试件，在模具中养护24小时后脱模，并用薄塑料膜包好放入标准养护室中，当龄期为7天、14天、28天时分别取出四组试样中的三个做三轴压缩试验。另外，考虑本基坑泥炭质土层多处于8-15m处，根据理正深基坑软件计算得出该位置土压力约为183KN，为充分模拟实际基坑环境，本试验研究中三轴压缩试验围压取200KN。采用不排水不固结剪试验，每组测定3个试件，得出数据后取平均值，试样的测定值与平均值之差超过平均值的±15%，则剔除该试样的测定值，按余下试样的测定值计算平均值。
3.3试验结果
本试验所用三轴仪的测力环规格为5KN，通过校正可知测力环系数为0.5 KN/mm，将百分表中所读数据代入计算，得出每组试件在200KN围压下σ3强度，见下表1：
整理表中数据，四组不同改性磷石膏掺量的试件在200KN围压下，不同龄期的σ3强度对比见下图1：
从图中可以看出：在水泥固化泥炭质土试验中加入改性磷石膏对固化效果有很大影响。当同时考虑固化强度和成本因素时，磷石膏掺量在4%为最佳掺入百分比。
4、探究分析
泥炭质土本身具有弱酸性，水泥水化反应所需碱性环境被土壤中酸性物质破坏，其中CaO和OH-浓度降低，导致水泥不能充分水化，故单纯使用水泥不能有效加固泥炭质土。试验选用的改性磷石膏为碱性，能够中和泥炭质土中的酸性物质，为水泥水化反应创造条件，有利于泥炭质土的加固改良。另一方面，当水泥固化剂中含有石膏时，加固土孔隙中能够产生钙矾石晶体，起到填充作用，从而增加了固化土的强度。
结论：
用水泥对泥炭质土进行改良，加入适量改性磷石膏能够大幅提高固化土强度，当改性磷石膏掺量为泥炭质土的4%时最佳。其中，改性磷石膏加入产生的碱性环境和钙矾石晶体是固化土强度提高的根本原因。
参考文献：
[1]熊恩来，阮永芬，刘文连.昆明泥炭、泥炭质土的力学特性研究[J].土工基础，2006，01：53-56.
[2]唐和焱.某泥炭质软土深基坑被动区加固优化研究[D].河海大学，2015.
[3]牛晨亮，黄新，李战国，赵永生.利用工业废渣固化软土的试验研究[J].环境工程学报，2009，10：1871-1874.
[4]黄新，胡同安.工业废石膏与水泥配合加固软土地基[J].建筑技术，2001，03：161-163.
[5]GBT50123-1999.《土工试验方法标准》[S].
作者简介：
第一作者：赵婕（1988-），女，硕士研究生；
通讯作者：熊赞林（1994-），男，硕士研究生。