CN108398539B - 污染土原位搅拌均匀性评判方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种污染土原位搅拌均匀性评判方法，该评判方法包括以下步骤：根据污染土原位搅拌的方式进行监测单元的划分；在监测单元内的不同深度位置分别设置有一采样点组，采样点组包括位于同一平面上的若干采样点，将从各采样点处所采集的土样进行PH值测试和含水率的测试，若同一采样点组内的各采样点土样的PH方差≤0.5且含水率方差≤0.02，则表明采样点组所在的深度平面上原位搅拌均匀。本发明的优点是：以PH值、含水率、比贯入阻力Ps作为污染土原位搅拌均匀性评判的指标体系，从而实现对原位搅拌在平面上以及深度方向上均匀性的快速判断。
Description
技术领域
本发明属于环境工程技术领域，具体涉及一种污染土原位搅拌均匀性评判方法。
背景技术
随着我国工业化的快速发展，土壤环境不断遭到各种污染的危害，同时，污染土壤修复治理的需求将越来越大。目前针对污染土样的修复治理技术根据处置场所可分为原位修复与异位修复，原位修复技术因成本低、耗能小、无二次污染，正成为未来修复技术选择的热点。原位修复治理技术主要有热处理、化学氧化法、多相抽提、生物法等，而化学氧化技术见效快、成本可控，已经普遍应用于现场工程修复。原位修复技术根据实施方式分为原位注入和原位搅拌。
原位搅拌修复常采用工程成桩设备或挖机原位搅拌设备进行定点搅拌并注射氧化药剂。原位搅拌后土体的均匀性对于药剂与土体的充分接触，以及最终的污染物去除效果影响较大，目前对于原位搅拌土体均匀性判别还没有相关的标准或方法。
发明内容
本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种污染土原位搅拌均匀性评判方法，该原位搅拌均匀性评判方法通过利用PH值和含水率来评判在平面上的原位搅拌均匀性，同时通过利用静力触探数据和比贯入阻力Ps曲线来评判在深度方向上的原位搅拌均匀性。
本发明目的实现由以下技术方案完成：
一种污染土原位搅拌均匀性评判方法，其特征在于所述评判方法包括以下步骤：根据污染土原位搅拌的方式进行监测单元的划分；在所述监测单元内的不同深度位置分别设置有一采样点组，所述采样点组包括位于同一平面上的若干采样点，将从各所述采样点处所采集的土样进行PH值测试和含水率的测试，若同一所述采样点组内的各所述采样点土样的PH方差≤0.5且含水率方差≤0.02，则表明所述采样点组所在的深度平面上原位搅拌均匀。
所述污染土原位搅拌的方式为体式搅拌，原位搅拌区域划分为若干呈网格状的所述监测单元。
所述采样点组内的各所述采样点布置于所述监测单元的中心和四个边角位置。
所述污染土原位搅拌的方式为桩式搅拌，原位搅拌区域由若干相邻搭接的搅拌桩体组合而成，每个所述搅拌桩体构成一个所述监测单元。
所述采样点组内的各所述采样点布置于所述搅拌桩体的中心以及相邻所述搅拌桩体之间的交叉点。
在所述监测单元内，各所述采样点组在深度方向的设置间距为0.5-1.0m。
所述评判方法还包括以下步骤：使用原位静力触探装置依次对各所述监测单元进行原位静力触探，以获得各所述监测单元在深度方向上的静力触探数据和比贯入阻力Ps曲线，若所述监测单元在深度方向上的各比贯入阻力Ps值均不超过阈值P，则表明所述监测单元内在深度方向上原位搅拌均匀。
由杂填土和粘性土构成的浅部污染土层，若所述监测单元在深度方向上的各比贯入阻力Ps值均不超过0.3 MPa，则表明所述监测单元内在深度方向上原位搅拌均匀。
本发明的优点是：以PH值、含水率、比贯入阻力Ps作为污染土原位搅拌均匀性评判的指标体系，从而实现对原位搅拌在平面上以及深度方向上均匀性的快速判断。
附图说明
图1为本发明中体式搅拌法时的采样点布置示意图；
图2为本发明中桩式搅拌法时的采样点布置示意图；
图3为本发明中原位搅拌区域的剖视图；
图4为本发明中监测单元1-1、1-2、2-1、2-2、2-3的3m深度范围内的PH值和含水率统计表；
图5为本发明中监测单元Z1、Z2、Z3、Z4的6m深度范围内的PH值和含水率统计表；
图6为本发明中某一监测单元6m深度范围内的原位搅拌前、后土体比贯入阻力Ps曲线对比示意图。
具体实施方式
以下结合附图通过实施例对本发明的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：
如图1-6，图中各标记分别为：监测单元1、采样点2、采样点组3、分层界线4。
实施例1：如图1、3所示，本实施例具体涉及一种污染土原位搅拌均匀性评判方法，具体包括以下步骤：
（1）如图1所示，利用体式搅拌方法完成对污染土的原位搅拌，构成原位搅拌区域；之后，将原位搅拌区域划分为若干呈网格状的监测单元1，网格以方形为宜，各网格的面积不宜超过25㎡，所谓的体式搅拌具体是指在搅拌之前同样将污染土体划分为若干网格状单元，之后利用搅拌头完成对各个网格状单元的搅拌修复；
（2）如图1、3所示，在原位搅拌区域的深度方向分布有不同的土层，分层界线4即为各土层之间的分界线；因此，在各个监测单元1内，沿深度方向每间隔0.5-1.0m布置一采样点组3，应确保每一土层中都布置有一采样点组3，每个采样点组3包括位于同一水平面上的若干采样点2，各采样点2分布于网格的中心点位置以及四个边角位置；
（3）如图1、3所示，利用取土手钻或轻便型土样采集器分别对各个采样点2进行土壤样品的采集，之后，利用PH计对同一监测单元1内所取得的土样进行PH值测试，同时利用烘箱法对同一监测单元1内所取得的土样进行含水率的测试；
（4）把每一监测单元1作为一评判对象，以监测单元1内位于同一深度平面上的采样点组3内各采样点2为一组，计算土样的PH和含水率的平均值和方差，并进行数据对比，具体如下：
若位于同一深度平面上的采样点组3内的各采样点2之间的土样PH方差≤0.5且含水率方差≤0.02，则认为该监测单元1内相应的深度平面上的土体原位搅拌是均匀的，也可以认为，该深度平面所在土层的土体原位搅拌也是均匀的；
此外，前述的PH方差和含水率方差越小，则原位搅拌越均匀；
如图4所示为本实施例中监测单元1-1、1-2、2-1、2-2、2-3处3m污染深度范围内的PH值和含水率统计表格，PH值和含水率数据为监测单元1的四边角和中心点数据，且PH值为加入过硫酸钠和氢氧化钠搅拌后的PH值；可见，在监测单元1-1内，1.0m和2.0m深度平面处原位搅拌均匀；在监测单元1-2内，1.0m和2.0m深度平面处原位搅拌不均匀；在监测单元2-1内，1.0m和2.0m深度平面处原位搅拌不均匀；在监测单元2-2内，1.0m和2.0m深度平面处原位搅拌均匀；在监测单元2-3内，1.0m和2.0m深度平面处原位搅拌均匀；
如图5所示为本实施例中监测单元Z1、Z2、Z3、Z4处6m污染深度范围内的PH值和含水率统计表格，PH值和含水率数据为监测单元1的四边角和中心点数据，且PH值为加入过硫酸钠和氢氧化钠搅拌后的PH值；可见，在监测单元Z1内，1.0m和2.0m深度平面处原位搅拌均匀；在监测单元Z2内，1.0m和2.0m深度平面处原位搅拌不均匀；在监测单元Z3内，1.0m和2.0m深度平面处原位搅拌均匀；在监测单元Z4内，1.0m和2.0m深度平面处原位搅拌均匀；
（5）在完成对监测单元1在平面上的原位搅拌均匀性评判之后，继续对监测单元1在深度方向上的原位搅拌均匀性进行评判：
原位搅拌完成后土体在深度方向上的均匀性采用原位静力触探的方式获得静力触探数据和比贯入阻力Ps曲线，以进行分析和评判；如图6所示为某一监测单元1深度范围6m内的原位搅拌前后土体比贯入阻力Ps曲线对比示意图，首先将原位搅拌后沿深度方向上的比贯入阻力Ps曲线与原位搅拌前的原始比贯入阻力Ps曲线进行对比，原位搅拌后的均匀土体在药剂注入和外力扰动后土体强度在纵向深度范围内会显著降低，比贯入阻力Ps曲线会从原来较平滑曲线与凸起“毛刺”曲线相间转变为平滑连续的曲线，且在数值上均显著降低，曲线向0Mpa方向移动，此时认为土体均匀性较好；这是从图像上的表观判定方法，本实施例中具体的量化判定方法为:可分析原位搅拌后的静力触探数据（每间隔10cm会生成一个比贯入阻力Ps值），对于浅部污染土层常以杂填土和粘性土为主，原位搅拌后土体比贯入阻力Ps值一般在0～0.3Mpa，可认为所在监测单元1内的土体在深度方向上已搅拌均匀；若原位搅拌后土体比贯入阻力Ps值超过0.3MPa，则认为所在监测单元1内的土体在深度方向上原位搅拌不均匀。
需要说明的是，以上是对在某一深度平面上的原位搅拌均匀性的评判方法以及在深度方向上的原位搅拌均匀性的评判方法，对于监测单元1整体而言，只有当监测单元1内各深度平面上的原位搅拌均被评判为均匀且在深度方向上的原位搅拌也被评判为均匀时，方可评判认为该监测单元1在整体上原位搅拌均匀。反之，若监测单元1内任一深度平面上的原位搅拌被评判为不均匀或是在深度方向上的原位搅拌被评判为不均匀，则评判认为该监测单元1在整体上原位搅拌不均匀。
实施例2：如图2、3所示，本实施例具体涉及一种污染土原位搅拌均匀性评判方法，具体包括以下步骤：
（1）如图2所示，利用桩式搅拌方法完成对污染土的原位搅拌，构成原位搅拌区域；之后，将每个单独的搅拌桩体视作一监测单元1；所谓的桩式搅拌具体是指在搅拌完成后所形成的圆柱形搅拌桩体，在进行桩式搅拌时，相邻的搅拌桩体之间应进行相互交叉搭接；
（2）如图2、3所示，在原位搅拌区域的深度方向分布有不同的土层，分层界线4即为各土层之间的分界线；因此，在各个监测单元1内，沿深度方向每间隔0.5-1.0m布置一采样点组3，应确保每一土层中都布置有一采样点组3，每个采样点组3包括位于同一水平面上的若干采样点2，各采样点2分布于搅拌桩体的中心点以及相邻搅拌桩体之间的搭接交叉点位置；
（3）如图2、3所示，利用取土手钻或轻便型土样采集器分别对各个采样点2进行土壤样品的采集，之后，利用PH计对同一监测单元1内所取得的土样进行PH值测试，同时利用烘箱法对同一监测单元1内所取得的土样进行含水率的测试；
（4）把每一监测单元1作为一评判对象，以监测单元1内位于同一深度平面上的采样点组3内各采样点2为一组，计算土样的PH和含水率的平均值和方差，并进行数据对比，具体如下：
若位于同一深度平面上的采样点组3内的各采样点2之间的土样PH方差≤0.5且含水率方差≤0.02，则认为该监测单元1内相应的深度平面上的土体原位搅拌是均匀的，也可以认为，该深度平面所在土层的土体原位搅拌也是均匀的；
此外，前述的PH方差和含水率方差越小，则原位搅拌越均匀；
（5）在完成对监测单元1在平面上的原位搅拌均匀性评判之后，继续对监测单元1在深度方向上的原位搅拌均匀性进行评判：
原位搅拌完成后土体在深度方向上的均匀性采用原位静力触探的方式获得静力触探数据和比贯入阻力Ps曲线，以进行分析和评判；如图6所示为某一监测单元1深度范围6m内的原位搅拌前后土体比贯入阻力Ps曲线对比示意图，首先将原位搅拌后沿深度方向上的比贯入阻力Ps曲线与原位搅拌前的原始比贯入阻力Ps曲线进行对比，原位搅拌后的均匀土体在药剂注入和外力扰动后土体强度在纵向深度范围内会显著降低，比贯入阻力Ps曲线会从原来较平滑曲线与凸起“毛刺”曲线相间转变为平滑连续的曲线，且在数值上均显著降低，曲线向0Mpa方向移动，此时认为土体均匀性较好；这是从图像上的表观判定方法，本实施例中具体的量化判定方法为:可分析原位搅拌后的静力触探数据（每间隔10cm会生成一个比贯入阻力Ps值），对于浅部污染土层常以杂填土和粘性土为主，原位搅拌后土体比贯入阻力Ps值一般在0～0.3Mpa，可认为所在监测单元1内的土体在深度方向上已搅拌均匀；若原位搅拌后土体比贯入阻力Ps值超过0.3MPa，则认为所在监测单元1内的土体在深度方向上原位搅拌不均匀。
Claims (7)
1.一种污染土原位搅拌均匀性评判方法，其特征在于所述评判方法包括以下步骤：根据污染土原位搅拌的方式进行监测单元的划分；在所述监测单元内的不同深度位置分别设置有一采样点组，所述采样点组包括位于同一平面上的若干采样点，将从各所述采样点处所采集的土样进行PH值测试和含水率的测试，若同一所述采样点组内的各所述采样点土样的PH方差≤0.5且含水率方差≤0.02，则表明所述采样点组所在的深度平面上原位搅拌均匀；
所述评判方法还包括使用原位静力触探装置依次对各所述监测单元进行原位静力触探，以获得各所述监测单元在深度方向上的静力触探数据和比贯入阻力Ps曲线，若所述监测单元在深度方向上的各比贯入阻力Ps值均不超过阈值P，则表明所述监测单元内在深度方向上原位搅拌均匀。
2.根据权利要求1所述的一种污染土原位搅拌均匀性评判方法，其特征在于所述污染土原位搅拌的方式为体式搅拌，原位搅拌区域划分为若干呈网格状的所述监测单元。
3.根据权利要求2所述的一种污染土原位搅拌均匀性评判方法，其特征在于所述采样点组内的各所述采样点布置于所述监测单元的中心和四个边角位置。
4.根据权利要求1所述的一种污染土原位搅拌均匀性评判方法，其特征在于所述污染土原位搅拌的方式为桩式搅拌，原位搅拌区域由若干相邻搭接的搅拌桩体组合而成，每个所述搅拌桩体构成一个所述监测单元。
5.根据权利要求4所述的一种污染土原位搅拌均匀性评判方法，其特征在于所述采样点组内的各所述采样点布置于所述搅拌桩体的中心以及相邻所述搅拌桩体之间的交叉点。
6.根据权利要求1所述的一种污染土原位搅拌均匀性评判方法，其特征在于在所述监测单元内，各所述采样点组在深度方向的设置间距为0.5-1.0m。
7.根据权利要求1所述的一种污染土原位搅拌均匀性评判方法，其特征在于对于由杂填土和粘性土构成的浅部污染土层，若所述监测单元在深度方向上的各比贯入阻力Ps值均不超过0.3MPa，则表明所述监测单元内在深度方向上原位搅拌均匀。
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