地基處理前分析軟土宏微觀性質(zhì)對(duì)預(yù)測(cè)真空預(yù)壓法處理的有效性具有重要意義。通過室內(nèi)宏微觀試驗(yàn)，對(duì)珠海金灣地區(qū)軟土礦物成分、比表面積，以及固結(jié)前后的微觀結(jié)構(gòu)、孔隙特征等進(jìn)行分析和研究，得出土體結(jié)合水量、強(qiáng)度指標(biāo)等影響真空預(yù)壓法處理效果的關(guān)鍵因素。研究結(jié)果表明，珠海金灣軟土黏土礦物成分含量不高，且黏膠粒占50%，比表面積較黏土礦物小;顆粒呈曲片絮凝狀疊聚體，固結(jié)變形后出現(xiàn)團(tuán)聚現(xiàn)象，孔隙壓密，無顆粒破碎形狀變化;微孔隙尺寸分布主要為400 nm

　　引言

　　真空預(yù)壓法是軟土地基加固較為有效的處理方式之一，可以很好地解決地基的穩(wěn)定問題并能在短期內(nèi)一次性將荷載加上去而不會(huì)失穩(wěn)從而縮短工期，具有明顯的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

　　目前對(duì)于真空預(yù)壓法處理后的土體強(qiáng)度變化、孔隙水壓力變化、微觀對(duì)比幾種固結(jié)法的效果，以及相關(guān)理論、技術(shù)都有一定的研究。但對(duì)于真空預(yù)壓法的加固效果方面的研究仍然存在許多疑問，需要從土體的微觀性質(zhì)角度本質(zhì)地去認(rèn)識(shí)土體表現(xiàn)出的宏觀工程性質(zhì)，同時(shí)把握土體基本的沉積條件。

　　真空預(yù)壓法屬于排水固結(jié)法的一種，處理的效果關(guān)鍵取決于軟土中自由水的排出，以及土體強(qiáng)度(承載力)的提高。在軟土顆粒細(xì)小，比表面積大，黏性強(qiáng)，黏聚力很大的性質(zhì)條件下，真空預(yù)壓固結(jié)法的效果會(huì)大大降低，較多強(qiáng)結(jié)合水的存在會(huì)導(dǎo)致排水效果差，土體強(qiáng)度難以達(dá)到要求。因此真空技術(shù)網(wǎng)(http://www.lalazzu.cn/)認(rèn)為可以事先通過土體宏微觀性質(zhì)分析去判定真空預(yù)壓法處理的有效性，從而使從宏微觀角度去研究真空預(yù)壓法處理的有效性具有很強(qiáng)的預(yù)見性和實(shí)用價(jià)值。

　　2、試樣的基本性質(zhì)

　　試驗(yàn)土樣取自廣東省珠海市金灣區(qū)珠海航空產(chǎn)業(yè)基地三區(qū)(典型的珠三角軟土區(qū)域)，該區(qū)域位于珠江下游，場(chǎng)地原始地貌單元屬濱海灘涂地貌，20世紀(jì)50 年代填海造地，原為甘蔗地，90 年代被征為建設(shè)用地。土樣較為均勻，為灰黑色淤泥，干強(qiáng)度高，韌性中等，呈飽和，流塑狀態(tài)，含少量貝殼和云母類物質(zhì)。其物理力學(xué)性質(zhì)如表1 所示。土樣天然含水率達(dá)58.7%，孔隙比為1.71，垂直滲透系數(shù)為1.4×10^-7 cm/s，且強(qiáng)度特征指標(biāo)都較小。

　　對(duì)各軟土土樣進(jìn)行X 射線衍射的物相分析，并用顆粒分析法將軟土試樣中各粒組分離，測(cè)得各深度試樣的顆粒大小分布，結(jié)果如表2 所示。珠海金灣軟土的礦物成分以石英為主，占到41.8%，其次為高嶺石、伊利石、蒙脫石、長(zhǎng)石等，其中蒙脫石含量為8.5%，說明該土樣的黏土礦物含量并不高。同時(shí)試樣顆粒組成主要為黏粒和粉粒，黏粒(粒徑<0.005 mm)含量達(dá)到50%，粉粒(粒徑0.075～0.005mm)含量達(dá)到47.1%，其中膠粒(粒徑<0.002 mm)含量為30%，該軟土主要由細(xì)粒土組成，較少粗顆粒，且黏膠粒含量比例占到土體的50%。平均比表面積為161.1 m2/g，較純黏土礦物的比表面積小。由于蒙脫石礦物兩結(jié)構(gòu)單元之間沒有氫鍵，相互的聯(lián)結(jié)弱，水分子可以進(jìn)入兩晶胞之間，其親水性最大;伊利石晶格層組之間具有結(jié)合力，親水性低于蒙脫石;而高嶺石晶胞之間的距離不易改變，水分子不能進(jìn)入，其親水性最小。因此蒙脫石和伊利石含量越高的軟土，對(duì)應(yīng)的天然含水率越大，結(jié)合水量越多，真空預(yù)壓法處理效果越不明顯。

　　黏土礦物蒙脫石顆粒間主要靠黏滯性的結(jié)合水膜連接，靜吸附力高，顆粒間以潤(rùn)滑摩擦為主，抗剪強(qiáng)度與內(nèi)摩擦角很低而黏聚力較高;而非黏土礦物，如石英和長(zhǎng)石的粒間直接接觸較多而吸附水膜很薄，靜吸附力非常微弱，主要靠直接摩擦和機(jī)械咬合力抵抗顆粒間的滑動(dòng)，其抗剪強(qiáng)度與內(nèi)摩擦角較高，但缺乏黏聚力;高嶺土的結(jié)合水膜厚度有限，顆粒之間也能形成較多的直接接觸而具有較高的抗剪強(qiáng)度和內(nèi)摩擦角，由結(jié)合水膜產(chǎn)生的吸附作用和顆粒間直接接觸形成的機(jī)械咬合力共同提供了可觀的黏聚力。其中黏土礦物蒙脫石的含量相對(duì)其他非

　　黏土礦物會(huì)較大影響整個(gè)土體的性質(zhì)。由珠海金灣軟土的黏土礦物成分、顆粒組分、以及比表面積等物理力學(xué)性質(zhì)可以看出，該軟土的結(jié)合水膜具有一定厚度，但自由水的比例仍較大，真空預(yù)壓法處理的效果應(yīng)仍比較明顯。

表1 軟土試樣的物理力學(xué)性質(zhì)

表2 軟土試樣的礦物成分及顆粒成分

　　5、結(jié)論

　　(1) 珠海金灣軟土黏土礦物成分含量不高，且黏膠粒占50%，比表面積較黏土礦物小，結(jié)合水量不高，含較多的自由水。

　　(2) ESEM 顯微照片顯示，軟土顆粒呈曲片絮凝狀疊聚體，固結(jié)變形后，出現(xiàn)了明顯的團(tuán)聚現(xiàn)象，孔隙壓密，無顆粒破碎形狀變化。得出內(nèi)摩擦角變化不大，而黏聚力有較大的增長(zhǎng)，真空預(yù)壓法處理效果明顯。

　　(3) 壓汞微孔隙分析得出，孔隙分布主要為400nm。

　　(4) 現(xiàn)場(chǎng)資料驗(yàn)證真空預(yù)壓法在該珠海金灣軟土適用性良好，發(fā)生了較大的沉降，排水壓密效果顯著，承載力都有所增長(zhǎng)，與固結(jié)性質(zhì)分析結(jié)果相吻合，為真空預(yù)壓法的有效適用性提供參考。