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5、能适应社会的需要，高速公路的兴起和发展已势在必行。特别在我国沿海地区，经济比较发达，高速公路的兴起尤为迫切。然而在这些地区广泛分布着软土。软土具有强度低，变形量大且持续时间长，含水量高且渗透性差等特点。这些特性给高速公路的建设带来不少弊病，有的甚至成为工程成败的关键。因此，必须对软土地基进行处理，使其能满足工程要求。软基处理的实质是提高地基土的抗剪强度和提高地基土的压缩模量，在上部荷载作用下保持路堤的足够稳定和减少地基的变形，满足沉降的要求。根据笔者十多年来参加沪嘉、沪宁、杭甬、广州环城等几条高速公路软基处理的实践体会以及进行的几项软土路堤试验资料的研究分析，就高速公路软基处理的重要课题和主要
6、处理方法提出一些看法。2软土地基的稳定和变形2.1软土地基的稳定（1）软土路堤的稳定分析是路堤设计中最重要的工作之一。满足路堤的稳定并具有一定的安全储备这是必须的。只有满足了路堤的稳定条件才能进行路基的变形计算。随着交通事业的高速化，路堤设计只满足稳定条件远远不够，在很多情况下往往以变形为控制条件。若变形不满足，视为设计没有达到要求，稳定是必要条件。稳定分析的方法很多，选用固结有效应力法是比较合理的方法。事实上填土不可能是瞬间加荷的，也不可能在加填第一层土之后给予地基以足够的时间固结，然后再加第二层土，因此在计算路堤稳定时采用快剪强度指标，或者采用固结快剪指标，都不能正确地反映路堤稳定的真实情
7、况。为了使计算结果最大限度接近于实际情况，在计算软土路堤填筑和适应期间的稳定性时应该把地基土在填土加荷过程中的固结作用考虑在内，根据固结理论公式和试验数据来进行估算。（2）双向滑弧的提出铁道部第四勘测设计院与铁道科字研究院、铁道部第二工程局在连云港进行的大型软土路堤填筑试验表明：在软土层较厚，土质均匀，受荷对称的条件下，路堤发生破坏时将产生对称的双向滑弧形态。在两个对称的滑弧之间存在着一个未被剪切的核部，纵向表现为一条“鱼脊梁”。珠海南屏大桥台后路堤发生滑动时也呈现对称的破坏状态。杭甬高速公路在有的地段也出现路堤中心开裂，两侧发生几乎相同的位移，虽然没有出现像上述两个工点那样破坏性的滑动，但实
8、际也是这种性质的滑动，只是程度轻了一点。这种现象的存在也为弹塑理论及离心模型试验所证实。因此有必要在此基础上作进一步的研究，建立新的设计方法，这样不仅在学术上有进展，而且也具有现实意义。（3）软土路堤的纵向稳定我们一般所作的稳定分析是对横向路堤进行的。然而在某种情况下，路堤的纵向稳定起着主导的作用。如在软土地基上的桥台，若不注意路堤的纵向稳定并设法加以解决，有可能由于台后填土的纵向推力，致使桥台基础发生较大的位移甚至破坏桥台基础。南屏大桥北台基础的位移就是典型例子。有资料报导，深圳机场某公路桥，座落在软土地基上，先施工桥台桩基，后施工台后填土，土的纵向推力竟把桩基破坏。铁道部门在软土地区高桥也
9、有此原因引起桥台位移，使梁部无法架设，同样有着深刻教训。因此软土路堤必须检算桥台的纵向稳定。如果稳定性不满足要求，也要进行加固处理。在这种情况下往往先加固好地基然后再打桩，以避免路堤基底土对桩基的过大侧向推力。2.2 软土地基的变形在过去的工作中，对软土路堤的设计偏重于稳定性分析。认为只要满足稳定性要求其他是次要的。因为不论在铁路或公路上行驶的车辆，大多以中低速运行，对路基沉降无须严格控制。如今高速的出现，对路基变形的要求非常突出。于是便得到一个共识：由稳定控制转为变形控制。人们对自然界规律的认识逐渐提高。（1） 地基变形的开式地基变形通常包括地基土在垂直方向的压缩和水平方向的位移。把垂直方向
10、的压缩称为主固结沉降。它是由上部荷载和土性质决定的，是造成沉降称瞬时沉降。它持续的时间短，变化大，并随路堤的填高而增大。由于土内部结构的变化而引起的沉降称为次固结沉降，主要决定于土类，持续时间很长，可达数十年，一般不予考虑。只有当次固结份量占得多时才列入总沉降。（2） 地基变形的一般规律1、 在路堤填筑过程中，地基的沉降存在着一个明显变化点，即一个临界的填土高度。当填土低于此高度时，沉降速率很低；当超过此高度时，沉降速率明显增加。2、 计算地基沉降，必须确定压缩层的厚度，常用的有两种方法：以地基的附加应力与自重应力之比小于0.1或小于0.2以及建筑地基基础设计规范的沉降量为标准S0.025Si
11、，实际工作中以第二种方法更接近于实际。3、 沉九速率与加荷速率有关。当加荷速率提高时，地基的沉降速率也随之增加。因为除了主固结沉降增加外，由于侧向变形引起的瞬时沉降也大大增加。宜黄高速公路试验堤表明，当填土高5m进，路基44.8m，地基侧向位移引起的沉降是总沉降的16%。4、 软土层的厚度以及排水条件对沉降有明显的影响。一般情况下软土层越薄侧向变形越小，排水条件好，固结度高，沉降快，则剩余沉降少。（3） 沉降速率地基沉降速率不同就会出现不均匀沉降。不均匀沉降超过一定值时会使建筑物受到损害。在路堤横断面上过大的不均匀沉降会导致路拱变形和结构层的开裂。同样路堤纵向上过大的不均匀沉降也会导致上述现象
12、发生而影响正常使用。目前对于控制和消除不均匀沉降，除了正确认识地基土的性质以外，主要还是采取合理的方法，尽量消除由于差异引起的不均匀沉降，如软土层的厚薄，处理与不处理，不同方法之间的差异，刚性与柔性之间的差异等。目前已造成的几条高速公路有一个共同的问题，就是桥台与路堤连接处的“跳车”。其原因是不均匀沉降。桥台处往往填土较高，施工时不能严格控制填土密实度，路堤本身压缩量大，所以造成总沉降量大。相反桥台基础往往是刚性体，沉降很小，形成明显的不均匀沉降。在实际工作中，人们关心的是竣工后在一定的使用年限内是否会因地基沉降而损坏道路结构，影响行车的平顺性。因此，应该确定在一定使用年限内允许发生的沉降量，
13、即所谓工后沉降量。对高速公路一般定为15年内工后沉降不超过30cm。桥台背后填土工后沉降不超过10cm。世界各国视不同实际情况标准有所差异。3、软土地基主要处理方法软土地基的处理方法很多，可以从不同角度来进行分类，但其中最本质的是根据地基处理的原理来进行分类。在这里介绍的软基处理方法是指在高速公路软基处理中几种主要的方法，以及在实施中出现的一些情况。3.1排水固结法排水固结法的原理是软土地基在荷载作用下，土中的水慢慢排出，孔隙比减小，地基发生固结变形。随着超静水压力的消散，土中有效应力增大，地基土的强度逐渐提高。所以它常用于解决软土地基的稳定和沉降。根据排水系统和加压系统不同又可分为多种具体的
14、方法。这里介绍的是目前最常用的袋装砂井和塑料排水板法以及有发展前途的真空予压法。（1） 袋装砂井与塑料排水板用透水性能良好的土工织物，如聚丙烯纺织物制成直径为70mm或100mm的长袋，在袋中灌入透水性良好的砂料，用特制设备插入地下，作为竖向排水体，称为袋装砂井。若袋装砂井改为用土工聚合物制成的竖向排水体，这就称为塑料排水板。塑料排水板通常由带沟糟的塑料芯板和一个无纺布滤套所组成的。在上部填土荷载作用下，软土中的水通过这些排水通道板慢慢排出，地基发生固结，强度逐渐提高。在排水固结法中作为排水通道的袋装砂井和塑料排水板以其理论上的合理与使用上的经济有效，克服了普通大直径（2030cm）砂井的缺点
15、而广泛被采用。如在沪嘉、沪宁、杭甬、广州环城、沪杭等高速公路软基处理中都采用了这种方法。现就有关问题提出来商讨。1、 两种排水通道的实施比较我们曾在连云港地区铁路和杭甬高速公路的软基处理试验中把袋装砂井与塑料排水板作了全面比较；其排水固结效果基本一致。在相同条件下有时袋装砂井稍好些，有时排水板稍好一些，这是适用性的问题，还有排水通道本身的原因所造成的。选用哪一种应从经济和实用来考虑。在砂源缺乏、劳力缺少、施工期短的情况下用塑料排水板为好，插塑板施工速度快，反之以用袋装砂井为宜。有资料表明，用袋装砂进不仅有排水作用而且有补强作用，广东有一工点成功地用其增加地基的抗剪强度。这方面袋装砂井优于塑料排
16、水板，这部分抗剪强度虽然在设计中不考虑，但却是存在的。2、井间距与设计深度我们在设计普通砂井或贷装砂井间距时同样用排水固结理论。我们曾详细做过70mm的袋砂井与100mm6mm排水板的效果测试。其结果袋砂井略好些，所以从袋装砂井改成塑料排水板时考虑一个系数便成为相当。在上海沪嘉高速公路曾做不同井间距的填筑试验，P-S曲线表明：三米井间距的沉降曲线几乎与不打砂井的沉降曲线相同。所以袋装砂井也同样存在井径与影响范围在一定范围有作用的概念，目前常用的井间距为1.22.5m，深度在15m以内。最深的袋装砂井打到25m。在厚层软土中，在固定荷载作用一定深度范围内排水效果与井深成正比，超过一定深度排水作用不因深度增加而增长，反而扰动了土结构，影响了沉降。当砂井不能穿过下部软土层时，通常要考虑下卧层的后期沉降。所以，有时为了打穿软层，实现砂井的双面排水使固结更好而增加砂井长度，是有必要的。3、排水固结
