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Applications of Deep Soil Mixing for Soft Soil Improvement in East and Southeast Asia: A Scoping Review

这项针对 2010–2025 年间 30 项研究范围综述证实,深层搅拌法是改良东亚及东南亚软土和海相粘土的一种有效方法,尽管它也强调了开展更多现场调查以及制定标准化设计指南的紧迫需求,以解决实验室表现与实际表现之间的差异。

原作者: James Victor Fabio Diez, Gerry "Bo" Bagtas, Alejandro Espera, Ian Pinganon, Rosel Grace Ocon

发布于 2026-10-22
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原作者: James Victor Fabio Diez, Gerry "Bo" Bagtas, Alejandro Espera, Ian Pinganon, Rosel Grace Ocon

原始论文采用 CC BY 4.0 许可(https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)。 ✨ 这是对下方论文的AI生成解释。它不是由作者撰写或认可的。如需技术准确性,请参阅原始论文。 阅读完整免责声明

在东亚和东南亚繁忙的城市与不断扩张的高速公路之下,隐藏着一层无法保持形状的地层。这就是软土,这种材料由于含水量极高且强度极低,其表现更像是一种浓稠、沉重的浓汤,而非坚实的土地。当工程师试图在这样的松软基础上建造桥梁、隧道或高层建筑等重型结构时,地面会下沉、移动,甚至完全失效。几十年来,解决方案一直是直接将一种结合剂(通常是某种类型的水泥)混合到仍处于地下状态的土壤中。这种被称为“深层搅拌桩”(deep soil mixing)的过程,能将脆弱的泥浆转化为一系列坚固的柱状结构,从而支撑起沉重的载荷。对于那些因快速城市化而被迫在最艰难地形进行建设的国家来说,这是一种至关重要的技术;但直到现在,关于该方法在整个地区应用效果的海量数据仍然分散且缺乏组织。

来自菲律宾大学的一个研究小组最近致力于为这些零散的知识带来秩序。他们对 2010 年至 2025 年间发表的三十项同行评审研究进行了全面回顾,专门针对深层搅拌桩在东亚和东南亚的应用情况。他们的目标并非亲自测试新土壤,而是收集并整理其他科学家已经发现的研究成果。通过筛选数百篇潜在论文并仅选取符合严格标准的文献,他们勾勒出了该领域当前技术水平的清晰图景。他们研究了正在接受处理的土壤类型、用于结合它们的材料,以及处理后的地面实际改善程度。

综述显示,绝大多数此类项目都集中在软粘土和海相粘土上,即沿海地区和河流三角洲发现的那些黏稠、含水量高的土壤。这些正是导致施工问题的根源,也是工程师们最渴望解决的问题。在几乎所有成功的案例中,用于增强土壤的主要成分都是普通的波特兰水泥——即我们在混凝土人行道或建筑物中常见的同种材料。研究人员发现,应用这种混合物最常见的方法是“湿法”,即通过泵将水泥和水的浆液注入地下,并与土壤混合形成柱体。这些柱体如同在脆弱大地中构建出的骨架,使地面能够承受更重的重量而不发生下沉。

研究报告中的改善效果是显著的。在许多案例中,处理后的土壤强度大幅提升,从最初非常微弱的 200 千帕上升到了高达 3,000 千帕。这种转变使得工程师能够将地面的沉降量减少多达 97%。对于公路路堤或建筑基础等项目而言,这意味着是在“结构保持水平”与“因自身重量而开裂”之间的本质区别。该综述还强调了该方法的通用性:它不仅用于修路,还用于稳定新港口的土地、保护隧道免于坍塌,以及支持拥挤城市中的深基坑开挖。

然而,研究人员也发现了一个显著的差距,即受控环境下的表现与现实世界中的表现之间存在差异。虽然实验室实验和计算机模拟通常预测会有巨大的强度增益,但在现场实际测得的结果往往较低,有时降幅甚至高达 55%。这种差异表明,实验室或计算机模型中的理想条件并不总能转化为施工现场那种杂乱、多变的现实情况。综述指出,大多数研究过度依赖这些理论模型或小规模实验室测试,很少有项目在施工完成后对土壤进行全规模、长期的监测。

另一个关键发现是,研究高度偏向于粘性土,而对有机土(如泥炭)的关注却很少。泥炭是一种存在于湿地中的、高度分解的植物物质,其性质与粘土截然不同。少数研究过泥炭的研究表明,虽然可以对其进行加固,但需要更多的结合剂,且无法达到与粘土同样高的强度水平。这表明,尽管深层搅拌桩是该地区粘性海岸线的一件利器,但在可靠应用于马来西亚、印度尼西亚和菲律宾等地的泥炭丰富湿地之前,可能需要不同的方法或更多的研究。

综述作者总结道,虽然深层搅拌桩在改善软弱地基方面无疑是有效的,但该领域需要更高的连贯性。他们指出,许多研究未能清晰描述具体使用了哪种搅拌技术,导致不同项目之间的结果难以比较。他们还呼吁开展更多关于处理后土壤长期性能的研究,而非仅仅关注施工后的即时结果。通过识别这些空白,该综述为未来的工程师和科学家提供了路线图。它建议,为了在这一地区建造更安全、更耐用的基础设施,重点必须转向更好的现场测试、标准化的设计方法,以及对这些技术在日益增长的世界压力下如何长期发挥作用的深入理解。

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