珠江三角洲高速公路软土特征及处理方法

　　广东地处祖国南大门改革开放的前沿，自1989年我省第一条广佛高速公路通车以来，目前广东省高速公路通车里程已逾700km，“九五”计划通画达1100km.而高速公路的建设不可避免地要涉及到对软土基处理。对设计人员来说，要做到恰当地选用软土地基处理方法，则必须对所要处理的软土地基的特征、物理力学性质有全面、熟悉的掌握。笔者结合近几年来参加高速公路软土地基勘察和设计的体会，结合有关资料，浅谈珠江三角洲高速公路软土特征及常见处理方法。

　　2、软土的概念

　　软土一般是指天然含水量大、压缩性高、承载力低的一种软塑状态的粘性土。它一般是在静水或缓慢的流水环境中沉积，经生物、化学作用形成的。但含水量多少才谓之高、承载力多少才谓之低，目前尚没有一个统一标准。比如，日本采用标准贯入击数、无侧限抗压强度、荷兰式贯入指数等三项指标来划分软土。德国则用“很容易搓捏的土”来划分软土。在国内，铁道部建议以天然含水量接近或大于液限、孔隙比大于1、压缩模量小于4000kPa、标准贯入击数小于2击，静力触探结入阻力小于700kPa、不排水强度小于25kPa等6项指标来划分软土；建设部颁《软土地区工程地质勘察规范》（JGJ83-91）规定，凡符合外观以灰色为主的细粘土、天然含水量大于等液限、天然孔隙比大于等于1等3项指标来划分软土；交通部《公路土载试验规范》（JTJ051-85）则以天然含水量、孔隙比、压缩系数、饱和度和内摩擦角等5项指标来划分软土。从上述部门的规定或规范可以看出建设部颁规范比较简单，使用起来不方便。为了有个统一简便的判别标准，交通部最近颁布《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》（JTJ017-96），在总结经验的基础上，软土的划分标准采用天然含水量大于等于35%或液限、天然孔隙比大于等于1.0、十字板剪切强度小于35kPa等3项指标。凡符合以上3项指标的粘性土均为软土。珠江三角洲地区软土一般指淤泥、淤泥质土。淤泥和淤泥质土。淤泥和淤泥质土的定量划分指标为：当土的天然孔隙比大于1.5时，为淤泥；天然孔隙比1小于等于e小于等于1.5时为淤泥质土。

　　3、软土的成因和性质

　　3.1、软土的成因

　　珠江三角洲地区为典型的平原地貌，其间偶有个别残丘点缀。它地势平坦开阔，区内河渠纵横交错，水网密布，大小河流蜿蜒曲折，河水受潮水顶托明显。由于河流冲积和海潮的进退作用，在该区广泛沉积了厚层的海陆交互相软土。该区软土层一般恶化有薄层粉细砂层。砂层厚薄不一。层次有多有少，具有一定水平层理。软土为淤泥和淤泥质土，一般分布于地表硬壳层之下，大部分地区分布一层软土，局部分布有两层软土，其下卧层多为砂层，少数为粘土层。软土层平均厚度4-6m，局部厚逾15m，基底为第三系红色岩系软质岩。软土的主要矿物为粘土矿物的高岭土和伊利石。由于粘土堆矿物具有较强的亲水性和表面活动性。同时高岭土和伊利石矿物多为片状，沉积时多呈片堆组构，形成土的絮状结构。

　　3.1、软土的性质

　　珠江三角洲软土一般具有下列性质：

　　（1）较高的含水量。根据佛开高速公路软土资料统计，淤泥质土的天然含水量平均值48%，淤泥的天然含水量平均值76%，少数100%以上，因此土体一般均呈流塑状。

　　（2）天然孔隙比大。据佛开高速公路软土统计资料，淤泥质土的天然孔隙比=1.25，淤泥的天然孔隙比=1.8，少数大于2.0

　　（3）压缩性高。软土的天然孔隙比大决定了压缩性必然高。据佛开高速公路软土统计资料，淤泥的压缩系数=1.34MPa-1，淤泥质土的压缩系数=0.73MPa-1，均属高压缩性土。据有关资料，佛开高速公路填土后，路基沉降量1m左右。

　　（4）凝聚力小。淤泥质土快剪凝聚力平均值12.4kPa，淤泥快剪凝聚力平均值9.1kPa.因此土体抵抗剪切变形能力差。在施工中经常遇到路堤填土到一定高度出现滑塌，从而造成路堤失稳。

　　（5）固结系数小。据佛开高速公路软土统计资料，固结系数一般在4.0*1/1000平方厘米/s左右，这就意味着土体完成固结沉降所需的时间较长，这对施工工期影响较大。

　　4、软土处理方法

　　软土地基的处理方法较多，目前珠江三角洲高速公路软土地基的常见处理方法主要有以下几种。

　　4.1、堆载预压法

　　该法是在工程建设之前用大于或等于设计荷载的填土荷载，促使地基提前固结沉降以提高地基的强度。当强度指标达到设计要求数值后，缺陷去荷载，修筑公路路面。经过堆压预处理后，地基一般不会再产生大的固结沉降。堆载物一般用填土或砂石等散粒材料。施工填筑时采用分层分级施加荷载，从而控制加荷速率、避免地基发生破坏，达到地基强度慢慢提高的效果。该法施工简单，不需要特殊的施工机械和材料，但软土的排水固结时间较长，因此工期一般较长。公路工程上常先期对路基进行堆载预压，再利用修筑桥梁的时间使其慢慢固结。如施工时间允许，可单位使用；如工期紧，可结合其它方法一起使用。佛开高速公路在软土厚度大于13m时，均采用超载预压，以减少固结沉降，超载预压高分0.3m和0.6m两级。

　　4.2、反压护道法

　　该法是指在公路主路堤两侧，填筑一定宽度和高度的护道，以期达到路堤稳定的一种方法，它主要是起抗滑的平衡作用，使得抗滑弯矩能克服滑动弯矩。其设计一般采用“费兰纽斯法”找出最危险的圆弧，再用分条法进行稳定验算。反压护道的宽度一般是滑动弧终点达到哪里就压到哪里。其高度一般为路堤填土高度的1/3-1/2.这种方法处理软土地基，对解决路基稳定是有效的。该法不需控制填土速率，可以机械化快速完成路基填筑，但利用该法处理地基，土方量大、占用土地多，且沉降期长。珠江三角洲地区土地资源有限，公路建设要尽量少占土地。因此，在公路工程中，该法一般不大面积使用，多数是