軟土地基路基病害與防治軟土地基是一種常見的特殊地基類型，其具有含水量高、孔隙比大、壓縮性強、抗剪強度低等特點。在道路工程中，軟土地基若處理不當，極易引發(fā)路基病害，對道路的正常使用和安全造成嚴重影響。以下將詳細闡述軟土地基路基病害的類型、成因及相應(yīng)的防治措施。軟土地基路基病害類型沉降病害均勻沉降：軟土地基在路堤填土等荷載作用下，會產(chǎn)生豎向壓縮變形。當這種壓縮變形在路基范圍內(nèi)較為均勻時，就會出現(xiàn)均勻沉降。雖然均勻沉降一般不會導(dǎo)致路基結(jié)構(gòu)的嚴重破壞，但過大的均勻沉降會使路面標高降低，影響道路的排水系統(tǒng)，導(dǎo)致路面積水，加速路面材料的損壞。例如，在一些沿海地區(qū)的道路建設(shè)中，由于軟土地層分布較為均勻，在路堤填筑后，可能會出現(xiàn)整體的均勻沉降現(xiàn)象。不均勻沉降：不均勻沉降是軟土地基路基更為常見且危害更大的病害。由于軟土地基中土層分布不均勻，如存在局部的軟弱夾層、不同厚度的軟土層等，或者路堤填土荷載分布不均勻，會導(dǎo)致路基不同部位的沉降量不一致。不均勻沉降會使路面出現(xiàn)裂縫、錯臺等病害，嚴重影響行車的舒適性和安全性。比如，在道路與橋梁的銜接處，由于橋梁基礎(chǔ)一般采用樁基礎(chǔ)等深基礎(chǔ)形式，沉降量較小，而與之相連的路基采用淺基礎(chǔ)，在軟土地基上容易產(chǎn)生較大的沉降，從而形成橋頭跳車現(xiàn)象，這就是典型的不均勻沉降病害。側(cè)向位移病害路堤填筑過程中的側(cè)向位移：在軟土地基上填筑路堤時，隨著填土高度的增加，軟土地基會受到側(cè)向壓力的作用。當軟土地基的抗剪強度不足以抵抗這種側(cè)向壓力時，就會發(fā)生側(cè)向位移。這種側(cè)向位移會導(dǎo)致路堤邊坡失穩(wěn)，嚴重時會使路堤坍塌。例如，在一些快速填筑的路堤工程中，由于填土速度過快，軟土地基來不及排水固結(jié)，抗剪強度沒有得到有效提高，容易引發(fā)側(cè)向位移病害。鄰近工程施工引起的側(cè)向位移：在軟土地基附近進行其他工程施工，如基坑開挖、打樁等，會改變軟土地基的應(yīng)力狀態(tài)，導(dǎo)致路基產(chǎn)生側(cè)向位移。例如，在道路旁邊進行大型建筑物的基坑開挖時，基坑周圍的土體應(yīng)力釋放，會使鄰近的道路路基向基坑方向產(chǎn)生側(cè)向位移，影響道路的穩(wěn)定性。強度破壞病害地基承載力不足：軟土地基的天然承載力較低，當路堤填土等荷載超過地基的承載能力時，地基會發(fā)生強度破壞。表現(xiàn)為地基土產(chǎn)生塑性變形，路堤出現(xiàn)大量裂縫、下沉等現(xiàn)象。例如，在一些重載交通道路建設(shè)中，如果沒有對軟土地基進行有效的處理，地基可能無法承受車輛荷載的反復(fù)作用，從而導(dǎo)致強度破壞。剪切破壞：在軟土地基中，當路堤填土產(chǎn)生的剪應(yīng)力超過軟土的抗剪強度時，會發(fā)生剪切破壞。剪切破壞通常會在路堤邊坡或地基內(nèi)部形成滑動面，使路堤失去穩(wěn)定性。比如，在一些坡度較陡的路堤工程中，由于邊坡的剪應(yīng)力較大，容易引發(fā)剪切破壞病害。軟土地基路基病害成因分析地質(zhì)因素軟土特性：軟土的高含水量、大孔隙比、低抗剪強度和高壓縮性是導(dǎo)致路基病害的根本原因。高含水量使得軟土的自重應(yīng)力較大，且在荷載作用下容易產(chǎn)生孔隙水壓力，降低土體的有效應(yīng)力和抗剪強度。大孔隙比導(dǎo)致軟土的壓縮性強，在荷載作用下會產(chǎn)生較大的沉降。低抗剪強度使得軟土地基在承受路堤填土等荷載時容易發(fā)生剪切破壞和側(cè)向位移。土層分布不均勻：軟土地基中土層的不均勻分布，如軟土層厚度變化、存在軟弱夾層等，會導(dǎo)致地基的力學(xué)性質(zhì)不均勻，從而引發(fā)不均勻沉降等病害。例如，在一些河流沖積平原地區(qū)，由于河流的沉積作用，軟土層的厚度和性質(zhì)在水平和垂直方向上都存在較大差異，給道路路基的穩(wěn)定性帶來很大挑戰(zhàn)。設(shè)計因素設(shè)計參數(shù)取值不準確：在軟土地基路基設(shè)計中，需要準確確定軟土的物理力學(xué)參數(shù)，如壓縮系數(shù)、抗剪強度指標等。如果這些參數(shù)取值不準確，會導(dǎo)致設(shè)計的地基處理方案和路堤結(jié)構(gòu)不合理。例如，在確定地基承載力時，如果高估了軟土的抗剪強度，可能會采用較小的地基處理措施，導(dǎo)致地基在實際使用中出現(xiàn)承載力不足的問題。地基處理方案選擇不當：不同的軟土地基條件需要采用不同的地基處理方法。如果地基處理方案選擇不當，不能有效地提高軟土地基的承載力和減少沉降，就會引發(fā)路基病害。例如，對于深厚軟土地基，如果僅采用淺層處理方法，如換填法，可能無法滿足地基的承載和沉降要求。施工因素施工工藝不合理：在軟土地基路基施工中，施工工藝對路基的質(zhì)量和穩(wěn)定性有著重要影響。例如，在填土施工中，如果填土速度過快，會使軟土地基來不及排水固結(jié)，導(dǎo)致孔隙水壓力升高，抗剪強度降低，容易引發(fā)側(cè)向位移和強度破壞病害。另外，在地基處理施工中，如果施工工藝不符合要求，如攪拌樁的攪拌不均勻、砂井的灌砂率不足等，會影響地基處理的效果。施工質(zhì)量控制不嚴：施工過程中的質(zhì)量控制是保證路基工程質(zhì)量的關(guān)鍵。如果施工質(zhì)量控制不嚴，如填土的壓實度不足、材料質(zhì)量不符合要求等，會降低路基的強度和穩(wěn)定性。例如，在路基填筑中，如果填土的壓實度沒有達到設(shè)計要求，會導(dǎo)致路基在后期使用中產(chǎn)生較大的沉降。軟土地基路基病害防治措施地基處理措施換填法原理：換填法是將地基中一定深度范圍內(nèi)的軟土挖除，然后回填強度較高、壓縮性較低的材料，如砂、碎石、灰土等，以提高地基的承載力和減少沉降。適用范圍：適用于淺層軟土地基，一般處理深度在3m以內(nèi)。施工步驟：首先進行場地平整和測量放線，確定換填范圍和深度。然后采用機械或人工方式挖除軟土，注意控制挖方的深度和邊坡坡度。挖除軟土后，對基底進行夯實或碾壓處理，使其達到一定的密實度。最后分層回填換填材料，每層回填厚度不宜過大，一般控制在2030cm，并采用合適的壓實設(shè)備進行壓實，確保壓實度符合設(shè)計要求。排水固結(jié)法原理：排水固結(jié)法是通過在軟土地基中設(shè)置排水通道，如砂井、塑料排水板等，加速軟土中的孔隙水排出，使軟土在自重或外荷載作用下逐漸固結(jié)，從而提高地基的強度和減少沉降。適用范圍：適用于處理厚度較大的飽和軟土地基。施工步驟：首先進行場地平整和鋪設(shè)砂墊層，砂墊層的厚度一般為0.51.0m，起到排水和擴散應(yīng)力的作用。然后采用專用設(shè)備打設(shè)砂井或塑料排水板，砂井的直徑一般為3050cm，間距為1.02.0m；塑料排水板的間距一般為0.81.5m。打設(shè)完成后，在砂墊層上鋪設(shè)土工布，然后填筑路堤。在路堤填筑過程中，可采用分級加載的方式，控制加載速率，使地基有足夠的時間排水固結(jié)。同時，可在路堤頂面設(shè)置沉降觀測點，實時監(jiān)測地基的沉降情況，根據(jù)沉降觀測結(jié)果調(diào)整加載速率。深層攪拌法原理：深層攪拌法是利用水泥、石灰等作為固化劑，通過深層攪拌機械將固化劑與軟土強制攪拌，使固化劑與軟土發(fā)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)，形成具有一定強度和整體性的水泥土樁或水泥土墻，從而提高地基的承載力和減少沉降。適用范圍：適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土等軟土地基。施工步驟：首先進行場地平整和測量放線，確定攪拌樁的位置。然后將深層攪拌機械就位，調(diào)整好攪拌頭的垂直度和攪拌深度。啟動攪拌機械，邊攪拌邊下沉，將固化劑（水泥漿或水泥粉）注入軟土中。攪拌頭下沉到設(shè)計深度后，再邊攪拌邊上提，使固化劑與軟土充分攪拌均勻。重復(fù)攪拌下沉和上提過程，確保攪拌樁的質(zhì)量。攪拌樁施工完成后，應(yīng)進行質(zhì)量檢測，如采用鉆芯取樣、靜力觸探等方法檢測攪拌樁的強度和完整性。路堤設(shè)計優(yōu)化措施合理確定路堤高度：在軟土地基上設(shè)計路堤時，應(yīng)根據(jù)軟土地基的承載能力和沉降計算結(jié)果，合理確定路堤的高度。過高的路堤會增加軟土地基的荷載，導(dǎo)致較大的沉降和側(cè)向位移。因此，在滿足道路使用功能的前提下，應(yīng)盡量降低路堤的高度。例如，在一些平原地區(qū)的道路建設(shè)中，可以采用降低路堤高度、設(shè)置淺碟形邊溝等方式，減少軟土地基的荷載。設(shè)置反壓護道：反壓護道是在路堤兩側(cè)填筑一定寬度和高度的土體，以平衡路堤填土產(chǎn)生的側(cè)向壓力，增加路堤的穩(wěn)定性。反壓護道的寬度和高度應(yīng)根據(jù)路堤的高度、軟土地基的性質(zhì)等因素確定。一般來說，反壓護道的高度不宜超過路堤高度的1/3，寬度應(yīng)根據(jù)計算確定，以保證其能夠有效地抵抗側(cè)向壓力。采用加筋路堤：加筋路堤是在路堤填土中鋪設(shè)土工格柵、土工布等加筋材料，以提高路堤的整體性和穩(wěn)定性。加筋材料可以增加路堤填土的抗拉強度，減小填土的側(cè)向位移，從而減少路基病害的發(fā)生。在鋪設(shè)加筋材料時，應(yīng)注意加筋材料的鋪設(shè)方向、搭接長度等要求，確保加筋效果。施工過程控制措施嚴格控制填土速度：在軟土地基路基填土施工中，應(yīng)嚴格控制填土速度，避免填土過快導(dǎo)致軟土地基來不及排水固結(jié)，引發(fā)側(cè)向位移和強度破壞病害。一般來說，填土速度應(yīng)根據(jù)軟土地基的性質(zhì)、地基處理方法等因素確定。在填土過程中，應(yīng)設(shè)置沉降觀測點，實時監(jiān)測地基的沉降和側(cè)向位移情況，根據(jù)觀測結(jié)果調(diào)整填土速度。當沉降或側(cè)向位移速率超過允許值時，應(yīng)暫停填土，待地基穩(wěn)定后再繼續(xù)施工。加強施工質(zhì)量檢測：施工質(zhì)量檢測是保證路基工程質(zhì)量的重要手段。在軟土地基路基施工中，應(yīng)加強對填土的壓實度、含水量、地基處理效果等方面的檢測。例如，在填土壓實后，應(yīng)采用環(huán)刀法、灌砂法等方法檢測填土的壓實度，確保壓實度符合設(shè)計要求。在地基處理施工中，應(yīng)對砂井、攪拌樁等的質(zhì)量進行檢測，如檢測砂井的灌砂率、攪拌樁的強度和完整性等。做好施工期的排水工作：在軟土地基路基施工過程中，應(yīng)做好排水工作，避免地表水和地下水浸泡路基。在路堤填筑前，應(yīng)設(shè)置臨時排水設(shè)施，如邊溝、截水溝等，將地表水引至路基范圍以外。在地基處理施工中，如采用排水固結(jié)法，應(yīng)保證排水通道的暢通，及時排除軟土中的孔隙水。同時，在雨季施工時，應(yīng)采取防雨措施，如覆蓋土工布等，防止雨水對路基的沖刷和浸泡。軟土地基路基病害監(jiān)測與維護病害監(jiān)測沉降監(jiān)測：沉降監(jiān)測是軟土地基路基監(jiān)測的重要內(nèi)容。通過在路基表面和地基內(nèi)部設(shè)置沉降觀測點，定期測量沉降量，掌握路基的沉降變化情況。沉降監(jiān)測可以采用水準測量、沉降板等方法。在道路施工期和運營期都應(yīng)進行沉降監(jiān)測，施工期的沉降監(jiān)測可以為施工過程控制提供依據(jù)，運營期的沉降監(jiān)測可以及時發(fā)現(xiàn)路基的異常沉降，采取相應(yīng)的處理措施。側(cè)向位移監(jiān)測：側(cè)向位移監(jiān)測可以采用測斜儀等設(shè)備，在路基邊坡和地基內(nèi)部設(shè)置測斜管，測量側(cè)向位移的大小和方向。側(cè)向位移監(jiān)測可以及時發(fā)現(xiàn)路基的側(cè)向位移病害，采取措施防止路堤邊坡失穩(wěn)。孔隙水壓力監(jiān)測：孔隙水壓力監(jiān)測可以了解軟土地基中孔隙水壓力的變化情況，判斷軟土地基的排水固結(jié)程度?？紫端畨毫ΡO(jiān)測可以采用孔隙水壓力計等設(shè)備，在地基內(nèi)部設(shè)置孔隙水壓力測點。病害維護對于輕微病害的處理：對于輕微的路基病害，如路面的小裂縫、輕微的不均勻沉降等，可以采用灌縫、局部修補等方法進行處理。例如，對于路面的小裂縫，可以采用灌縫膠進行灌縫處理，防止雨水滲入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部，進一步損壞路面。對于嚴重病害的處理：對于嚴重的路基病害，如路堤坍塌、嚴重的不均勻沉降等，需要采取針對性的處理措施。例如，對于路堤坍塌病害，應(yīng)先對坍塌部位進行清理，然后根據(jù)具體情況采用重新填筑、地基處理等方法進行修復(fù)。對于嚴重的不均勻沉降病害，可能需要采用注漿加固、樁基礎(chǔ)托換等方法進行處理。軟土地基路