1，簡介
廣東地處祖國南大門改革開放的前沿。自1989年我省首條廣佛高速公路通車以來，廣東省高速公路通車裏程突破700km，九五達到1100km。高速公路的建設不可避免地涉及軟土地基的處理。對於設計人員來說，為了正確選擇軟土地基處理方法，必須對所要處理的軟土地基的特性和物理力學性質有全面而熟悉的掌握。筆者根據近年來參與高速公路軟土地基勘察設計的經驗和相關資料，簡要論述了珠江三角洲地區高速公路軟土的特點和常用的處理方法。(參考建築中文網)
2.軟土的概念
軟土壹般指天然含水量大、壓縮性高、承載力低的壹種軟塑粘性土。它壹般沈積在靜水或慢流水環境中，由生物和化學作用形成。但含水量多少算高，承載力多少算低，並沒有統壹的標準。例如，日本使用三個指標對軟土進行分類:標準貫入擊數、無側限抗壓強度和荷蘭貫入指數。德國用“易揉土”來劃分軟土。在我國，鐵道部建議用6個指標對軟土進行分類，即天然含水量接近或大於液限，孔隙比大於1，壓縮模量小於4000kPa，標準貫入擊數小於2擊，靜力觸探阻力小於700kPa，不排水強度小於25kPa。根據建設部頒布的《軟土地區工程地質勘察規範》(JGJ83-91)，軟土按外觀呈灰色的細粘土、天然含水量大於等值線、天然孔隙比大於等於1三個指標進行分類。交通部《公路土工載荷試驗規範》(JTJ051-85)通過天然含水量、孔隙比、壓縮性、飽和度、內摩擦角五個指標對軟土進行分類。從以上部門的規定或規範可以看出，建設部出臺的規範比較簡單，使用起來不方便。為了有壹個統壹簡單的標準，交通部最近頒布了《軟土地基上公路路堤設計與施工技術規範》(JTJ017-96)。在總結經驗的基礎上，軟土的分類標準采用三個指標:天然含水量大於等於35%或液限，天然孔隙比大於等於1.0，十字板抗剪強度小於35kPa。滿足以上三個指標的粘性土都是軟土。珠江三角洲的軟土壹般指淤泥和淤泥質土。淤泥和淤泥質土壤。粉土和淤泥質土的定量劃分指標如下:當土的天然孔隙比大於1.5時，為粉土；粉土是天然孔隙比小於等於1，E小於等於1.5時。
3.軟土的成因和特性
3.1，軟土的成因
珠江三角洲地區是典型的平原地貌，偶爾有丘陵殘留。這裏地勢平坦開闊，河渠縱橫交錯，水網密布，河道蜿蜒，水面明顯受潮汐支撐。由於河流沖積和潮汐波的進退，該地區廣泛沈積了厚層海陸交互相軟土。該地區的軟土層普遍惡化，有薄的粉砂層。砂層厚度不壹。有很多層次，有壹定的層次性。軟土是淤泥和淤泥質土，壹般分布在地表的硬殼下面。大部分地區有壹層軟土，部分地區有兩層軟土，下臥層多為砂層和少量粘土層。軟土層平均厚度4-6m，局部厚度超過15m，基底為第三系紅色巖系軟巖。軟土的主要礦物是高嶺土和伊利石。因為粘土堆礦有很強的親水性和表面活性。同時，高嶺土和伊利石礦物多呈片狀，沈積時多呈板樁狀組構，形成土壤的絮狀結構。
3.1，軟土的性質
珠江三角洲的軟土壹般具有以下特性:
(1)含水量較高。據佛開高速公路軟土資料統計，淤泥質土平均天然含水量為48%，粉土平均天然含水量為76%，少數大於1，000%，故土壹般呈流塑狀。
(2)天然孔隙比大。根據佛開高速公路軟土統計資料，淤泥質土天然孔隙比=1.25，粉土天然孔隙比=1.8，少數大於2.0。
(3)高壓縮性。軟土的高天然孔隙比決定了其高壓縮性。根據佛開高速公路軟土統計資料，粉土壓縮性=1.34MPa-1，淤泥質土壓縮性=0.73MPa-1，均屬於高壓縮性土。根據相關資料，佛開高速公路路基填築後沈降量約為1m。
(4)凝聚力小。淤泥質土的快剪粘聚力平均值為12.4kPa，淤泥質土的快剪粘聚力平均值為9.1kPa，土抵抗剪切變形的能力較差。在施工中，經常會遇到路堤填土坍塌到壹定高度，從而導致路堤失穩的情況。
(5)固結系數小。根據佛開高速公路軟土統計數據，固結系數壹般在4.0*1/1000 cm2 /s左右，這意味著土體完成固結沈降需要較長時間，對工期影響較大。
4、軟土處理方法
軟土地基的處理方法很多。目前，珠江三角洲地區高速公路軟土地基常用的處理方法主要有以下幾種。
4.1，堆載預壓法
這種方法是在工程施工前，利用大於或等於設計荷載的填土荷載，提前促進地基的固結沈降，以提高地基的強度。當強度指標達到設計要求時，卸載缺陷，修築公路路面。樁壓預處理後，地基壹般不會產生較大的固結沈降。壹般來說，散裝材料，如填料或沙礫用於堆放。在施工和填築過程中，分層分級施加荷載，以控制加載速率，避免地基的破壞，達到逐步提高地基強度的效果。這種方法施工簡單，不需要特殊的施工機械和材料，但軟土排水固結時間長，所以工期壹般較長。在公路工程中，路基往往采用堆載預壓，然後到建橋的時候再慢慢固結。如果施工時間允許，可以由單位使用；如果工期緊，可以和其他方法壹起使用。佛開高速公路軟土厚度大於13m時，采用超載預壓減少固結沈降，最高分0.3m和0.6m..
4.2、背壓保護方法
該方法是指在公路主路堤兩側填築壹定寬度和高度的護道，以達到路堤穩定的壹種方法。主要起到平衡抗滑的作用，使抗滑力矩克服滑動力矩。在其設計中，壹般采用“費拉紐斯法”找出最危險圓弧，然後用條分法進行穩定性驗算。壹般來說，背壓護道的寬度在滑動弧的終點到達的任何地方都是受壓的。其高度壹般為路堤填土高度的1/3-1/2。這種方法在處理軟土地基和解決路基穩定性方面是有效的。該方法不需要控制填築速率，可以機械化快速完成路基填築。但用這種方法處理地基，需要大量土方，占用大量土地，沈降周期長。珠三角土地資源有限，公路建設盡量少占土地。因此，在公路工程中，這種方法壹般不會大面積使用，大多在橋臺高填方寺段少量使用。如佛開高速公路坦洲大橋、張槎跨線橋等橋梁工程前幾十米的小區域就采用了這種方法。坡度1: 2，最寬18m，高度2.0-2.5m。
4.3、袋裝人孔排水方法
袋裝沙井排水法是在普通沙井基礎上發展起來的壹種軟土地基處理方法，是普通沙井的發展和完善。與普通砂井相比，該方法用砂量少，施工方便快捷。其布局壹般采用梅花形。理論和實踐表明，袋裝砂井的間距是影響固結速率的最重要因素之壹。在壹定的附加荷載下，井距越小，固結越快，井距越大，固結越慢。因此，用袋裝砂井處理軟土地基時，原則上采用“薄而密”的方案。由於施工機械的影響，井距不宜過小。如果井距過小，容易擾動砂井周圍的土體，在壹定程度上削弱地基土的強度，增加壹定的沈降量，降低土體固結系數。袋裝砂井的間距壹般為1.0-1.5m..當然，具體工程要根據軟土的特性和工期的要求來計算確定。目前，袋裝砂井法是公路工程中應用最廣泛的方法之壹。這種方法壹般不單獨使用，常與砂墊層、土工布、堆載預壓或其他方法結合使用，達到更好的效果。廣佛高速公路大部分軟土路段采用袋裝砂井結合超載預壓的方法，砂井間距為1.0-1.5m，通過對三個路段的現場觀測，預壓4個月後主固結沈降已基本完成，通車後沈降僅0.8-2.6cm，說明采用袋裝砂井處理軟土地基效果較好。對於砂源豐富的地區，用袋裝砂井法處理軟土地基，容易保證質量，成本低。
4.4、塑料排水板法
這種方法的原理和袋裝砂井壹樣，設計方法基本相同，只是使用的材料不同。目前國內生產廠家生產的塑料板多為帶橫向凹槽的條形塑料板，寬度為10mm，厚度為4mm，用土工布包裹。塑料排水板的施工與文教袋裝砂井基本相同。與袋裝砂井相比，塑料排水板具有施工速度快、效率高、施工機械輕、對軟土地基擾動小、可工業化生產、抗彎能力強等優點。根據沈大高速公路軟土地基處理資料，塑料排水板比袋裝砂井可節約16%。因此，近年來在軟土地基中得到了廣泛應用。但由於國內廠家的急於求成，塑料排水板產品供大於求，產品質量得不到保證，影響了其在軟土地基處理上的效果，在壹定程度上限制了其發展。這種方法可以單獨使用，但通常與砂墊層或其他方法結合使用。佛開高速公路軟土路段大多采用塑料板法處理。平面布置為正三角形，間距1.0-1.5m，長度根據軟土厚度確定。壹般原則是鉆透軟土，樁長5-17m。
4.5、粉噴樁法
粉噴樁法的正式名稱是深層噴粉攪拌法，是壹種處理軟土地基的膠結法。它以水泥或石灰等材料作為固化劑的主劑，通過專用的深層攪拌機械，在現場用壓縮空氣將石灰或水泥幹粉噴灑在軟土中，與軟土強制混合，利用固化劑與軟土之間的壹系列物理化學反應，將軟土固化成具有整體性、水穩性和壹定強度的地基，從而達到提高地基承載力、減少地基沈降的目的。其基礎應視為復合地基，樁和土共同受力。它具有施工速度快、設備輕便、易於移動、方法容易掌握、處理深度大、工後沈降小、排水固結時間短的優點，尤其能解決橋頭跳車現象。80年代末，這種方法在廣州經濟開發區試行，取得了良好的效果。然後在高速公路軟土地基處理中推廣應用。佛開高速公路部分路段采用這種方式。粉噴樁直徑壹般為60cm，樁間距為1.5-2.5m，深度壹般穿透軟土地基。當軟土厚度較大時，樁長應控制在15m以內。用這種方法處理軟土地基，大大縮短了軟土地基的處理時間，為佛開高速公路的早日通車創造了條件。粉噴樁的抽芯試驗、抗壓試驗和靜載荷試驗表明，粉噴樁復合地基的設計和施工質量是令人滿意的。
5.結論
各種地基處理方法都有其適用範圍、局限性和優缺點。另外，具體工程情況復雜，工程地質條件千變萬化，各種工程的地基條件差異很大，所以對具體工程的地基要求也不壹樣。而且機器材料等條件也會因部門和地區不同而有很大差異。因此，每壹個工程都要具體分析，綜合考慮地基條件、處理要求、工程造價、材料、機具來源等因素，確定合適的地基處理方法。在確定地基處理方法時，可根據工程的具體情況，對幾種地基處理方法進行技術、經濟和施工進度的比較。通過比較分析，當可以采用壹種地基處理方法時，需要采用由兩種或兩種以上地基處理方法組成的綜合處理方案。同時，在確定地基處理方法時，也要註意節約能源。註意環境保護，避免地基處理對地下水和地下水的汙染，以及振動和噪聲對周圍環境的不利影響。
要處理好軟土地基，首先要做好前期勘察設計。根據軟土的特性和物理力學指標，通過對比分析，選擇合適的軟土地基處理方法。這裏我想強調的是，在做好前期地質工作的同時，要註意做好施工地質工作。在前期地質工作中，由於這種勘察技術的水平和局限性，很難在勘察階段就完全搞清楚軟土的地質特征，而且由於經濟和時間的因素，也不可能在勘察階段安排太多的工作量。根據相關公路規範，軟土路基段壹般每公裏布置2-4個勘探點，只能保證基本摸清軟土的特性，但要全面摸清軟土的特性，還需做好相應的施工地質工作。正是這種思路，我國部分高速公路在大規模建設前，提前建設試驗段。此外，軟土地基處理需要在施工期間和施工後進行監測。因為軟土地基處理方法和加固效果在施工後不能充分發揮。壹般來說，施工完成後，需要壹段時間來逐步體現和加強對地基的要求。另壹方面，地基處理多為隱蔽工程，難以直接檢測其加固效果。監測不僅可以檢查地基處理效果，還可以總結經驗供今後工作參考。
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