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摘要：在软基路段修建公路，常常存在稳定性不足和路基不均匀沉降的问题，一旦路基产生沉降，将引发一系列的路面病害和安全问题，严重影响道路行车安全和舒适度。因此，分析公路软基路段病害的产生原因，采取合理有效地软基处治措施，提高公路服务质量，延长公路路面使用寿命具有很重要的意义。
关键词：软基，病害，沉降
1.引言
公路软基主要指以饱水的软弱黏性土沉积为主形成的路基。在软基上面修建的公路，虽然在设计期就已经针对路基的沉降问题进行了不同的处理措施，但是，随着行车荷载和自然因素的综合作用，以及路堤高度差异和地基不均匀沉降等原因，公路投入运营一段时间后，路基将不可避免的产生不均匀变形。当路基沉降不均匀变形超过路基自身的抗剪强度，将导致路面的结构性破坏和功能性降低。因此，对软基沉降等病害产生的原因进行研究，采取有效的软基处治措施，保持公路路面良好地使用性能，确保公路正常的通行。
公路软基病害成因
软土一般是指抗剪强度较低、压缩性较高、渗透性较小、结构性较强的淤泥及淤泥质土。软基具有高压缩性、高含水量、天然孔隙比大、抗剪强度和承载力低、渗透系数小等特点。软基作为一种特殊的地基，其产生的病害也有别于普通路基。
2.1软基变形的特点
软基作为一种特殊的路基形式，其特殊的工程性质决定了软基具有不同于普通路基的变形特性。公路软基主要变形特点如下：
2.1.1路基沉降量大
软基中的软土主要成分为粉粒和粘土粒，其粘粒含量较高，有的可达到60%一70%。同时，软土具有较高的天然含水量和较大的孔隙比，可压缩量大。并且，软土中含有大量的自由水，在外加荷载作用下，软土中自由水从孔隙中被挤出，孔隙之间的空隙缩小，土体被压缩，路基产生很大的沉降量。
2.1.2变形稳定周期长
软土由于渗透系数很低，渗透性很差，据资料统计，软土渗透系数一般在10-7cm/s或者10-8cm/s的数量级。此外，软土含水量高，孔隙比大，抗剪强度很低，在荷载作用下，饱和软土产生缓慢的剪切变形，首先产生主固结沉降，主固结沉降结束后可能产生次固结沉降，这一过程发展的很缓慢，可能持续数月或者数十年的时间。
2.1.3侧向变形较大
饱和软土在承受荷载初期，土中水分来不及排出，土体体积的压缩量是很微小的，土体水分从侧向被挤出，引起软土土体侧向膨胀，土体产生侧向变形，随着土体进一步的压缩，土体的侧向变形逐渐增大，最终达到稳定。
2.2软基路段病害产生原因
2.2.1土体的性质
土体性质对软基路段病害的影响主要是土的粒度组成、土体的含水量和土体的压实度等。土体颗粒是由固相、液相和气相组成的三相体，土体颗粒组成和土体含水量直接影响土体的压实度。不同的土质压实效果不同，对于同一种土体，在最佳含水量下压实，土体的密实度和强度最高，路基具有良好地稳定性，能够承受更大的变形能力而不破坏，路基产生病害的几率将大大降低。
.2.2差异沉降
公路出现差异沉降最直接的影响就是路面平整度。然而，平整度是评价公路路面质量的重要指标，对道路安全行车有很重要的影响。并且差异沉降是引起软基路段路基路面病害产生的重要因素，一旦路基产生差异沉降，路基稳定性遭到破坏，当水分进入路基内部，引起路基水损害的发生，降低路基强度和承载力。路基承载力不足将引起路面结构产生不均匀沉降，当沉降量大于路面结构的剪应力时，路面将首先产生裂缝，在行车荷载作用下，路面产生坑槽和翻浆等病害。
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2.2.3温度
温度对软土路基的影响主要是温度可以改变季冻区软土中的未冻水含量，调控地基的温度场，影响季冻区软土地区冻胀作用的强弱。
2.2.4外加荷载的影响
地震、车辆震动等动力荷载可能引起饱和软土路基液化、失稳及震陷等病害。增加外部荷载，软基被压缩，使软基产生侧向和竖向变形，如果这种变形发生在桥头导致桥头跳车，发生在路面中部引起路面的不均匀沉陷、横向开裂等。
2.2.5路堤高度
软土地区修建公路，如果路基填土高度不足，运营后，车辆行车时产生振动传递到软土层中，软土受到扰动，可能引起软土结构的改变，导致路基不均匀沉降，路基失稳。因此软基地区应根据现场的实际情况选择合适的路基填土高度。
公路软基处治对策
3.1软基处治目的及意义
软基处治的目的采用适当的方法加速软土固结排水，以改善路基土的工程特性，提高路基的强度和稳定性，降低路基的压缩性，改善路基的渗透性等不良工程特性，使路基路面具有优良的抵抗破坏变形的能力，保障行车安全。
3.2软基处治方法
路基的不均匀沉降导致道路的路基路面的强度和稳定性发生不可逆的改变，影响因素主要有地理条件、地质条件、气候条件和水文地质条件、土的类别等。国内外学者针对软基处理方法进行大量的试验研究和软件模拟计算，总结出适用于软基处理的方法，目前公路软基常用的处理方法有以下几类：
换填法。
将路基表面以下一定厚度的软土挖除，换填以砂，石屑和碎石等稳定性好、强度高的压缩性小的材料。按照换填方式不同可分为：换填土，抛石挤狱淤和爆破挤淤。软土换填操作简单，压实后路基的各项力学性能优良，其承载力和强度都很高，但是该方法适用于软土厚度较浅的路基的浅层处理。
（2）砂垫层法。
砂垫层法适用于路基上层软土层极薄且有很大的含水量时，可以采取砂垫层法对软土路基进行处理。砂垫层法一般分为排水砂垫层和换填砂垫层。无论哪一种砂垫层处理路基，都能达到固结软土层，同时又作为排水层和扩散上部荷载的作用。
（3）排水固结法
排水固结法是加固软基应用最广的一种方法，加固路基的原理是在软弱的地基土上面施加荷载，土体中的水分慢慢流出，孔隙比缩小，地基发生固结变形，随着静水压力的消失，路基强度逐渐增强，承载力和稳定性提高。排水固结法按照排水和加压条件的不同可以分为：堆载预压法、超载预压法、真空预压法、电渗排水法和降水预压法。
（4）注浆加固法
注浆法是运用液压、气压或者电动化学的原理，通过注浆管把浆液均匀地注入土中，浆液以填充、渗透和挤密等方式，赶走土颗粒间或岩石裂隙中的水分和空气并占据其位置，经人工控制一定时间后，浆液将原来松散的土颗粒或裂隙胶结成一个整体，形成强度大、稳定性良好的结石体，从而达到加固土体和防渗的目的。
深层搅拌法
深层搅拌法采用深层搅拌机械，在路基中将软黏土和水泥、石灰等作为固化剂的材料强制拌和，使水泥和土中矿物进行水化和水解反应，固结形成强度高、稳定性好的复合地基。该方法适用于淤泥、淤泥质土和粉土等粘性土，对软土地基处理效果显著，但是处理费用较高，一般仅在高等级公路中的特殊路段采用。施工工艺有干喷法和湿喷法。
4.小结
本文介绍了公路软基病害产生的原因，分析了软基处治的基本方法和对策，对于公路软土地基施工处治具有一定的参考意义。
参考文献：
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论文作者:张向宽
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第21期
论文发表时间:2018/2/26
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