工程实践表明海南省软土与内地多数软土在工程性质上存在一定差异。海南省滨海公路路线范围内浜塘区软土分布广泛,此类软土形成于水动力较强的岛屿滨海泻湖环境,与内地在水动力条件较弱的内陆湖盆环境中形成的软土在区域分布、组成成分、结构构造特征、物理力学性质等工程地质特征上有所不同。
从区域分布来看,我国大陆软土主要分布于内陆山区谷地、沼泽、洼地和沿海、沿江三角洲区域,而海南省滨海公路软土则通常分布于浜塘区,即滨海台地、海岸河谷、山地港湾、海岸水塘、海岸湿地区,软土物质主要以近海岸砂堤粉质黏土、粉土,浜塘沉积软土、软弱土为主。从软土结构特征来看,大陆软土常为颗粒细而沉积厚度大的淤泥质土、淤泥,或深厚软弱土中夹淤泥质土、淤泥,而海南浜塘区软土则以颗粒相对较粗、厚度较小的滨海沉积软土、软弱土为主。
目前海南省尚未有针对滨海公路浜塘软土工程地质特征,而总结出的适宜当地软土路基的处理技术,而照搬内地三角洲地区软土处理经验,易导致处治不当或造成工程浪费。相关区域性软土路基处理研究几乎空白,导致地区经验缺乏,经验参数取值不合理,设计、施工、检测标准缺少实用性技术指导等诸多问题。
该项目通过对海南省滨海浜塘区软土工程地质特征开展广泛调研,探讨本省软土的工程地质特征和参数指标,提出具有海南省公路行业特点的滨海浜塘区公路软土分类方法及相应的软基处理技术,探讨具海南特色的软土路基快速处理方法,主要研究成果和结论如下:
① 研究了海南省滨海公路浜塘区软土的工程地质特征和参数指标,提出了本省公路行业的滨海浜塘区软土特点与分类方法。结合滨海浜塘区软土粒度以细砂为主、高透水性、中低压缩性和低工后沉降的软土特征,为快速处理海南滨海浜塘软土路基提供了依据,推荐了滨海浜塘区软土路基常用的处理技术,并给出了常用处理技术的适用范围;
② 针对海南省公路浜塘区软土路基工程地质特征,建立了对应的Boltzmann沉降模型,分析了滨海公路浜塘区软土地基沉降发育规律。建立了基于全过程沉降的Boltzmann S型成长曲线模型,并采用微分方法对Boltzmann模型进行三阶倒数分析,得到了软土地基沉降发育各阶段的区间计算公式,不同测点的计算结果验证了其合理性。采用相对误差分析Boltzmann模型预测沉降值与实测值间差异,发现预测值与实测值之间的差异与沉降发展规律保持一致,验证了模型的适用性;
③ 总结提出了海南省滨海公路浜塘区软土地基快速处理技术,研究了浜塘区软土硬壳层的路基修筑可利用性。根据海南省滨海公路浜塘区软土特点,总结提出了木桩、抛石挤淤、天然硬壳人工垫层等快速软土路基处理方法。研究表明由于浜塘区软土上覆硬壳层的应力扩散作用、封闭作用及反压护道作用,软土地基的极限承载力得到了显著提高。该研究中对不同厚度条件下的上覆硬壳层软土路基的极限承载力进行计算,认为当上覆硬壳层达到一定厚度后,无需对软弱下卧层进行工程处理。