公路桥梁隧道施工中对软土地基处理的几点思考

公路桥梁隧道施工中对软土地基处理的几点思考【摘要】隧道的地基建设是整个桥梁隧道施工的重要一环，隧道地基建设的好坏、安全与否直接决定了公路隧道的安全性和使用寿命。本文对公路桥梁隧道施工中软土地基处理问题做了几点思考，供大家参考。【关键词】隧道工程软土路基处理1.前言公路施工中受环境的影响较大，主要影响因素包括：天气、水文、地质等，其中地质因素对公路桥梁隧道施工的影响最大，直接关系到公路桥梁隧道的施工和使用安全。我国地质构造十分复杂，不可预计的突发情况较多，其中的软土地基问题一直是困扰和影响我国公路桥梁隧道施工建设的首要难题。软土地基由松软土质构成，由于地下水流的冲击作用，该种土质的自身豁性低，稳定性较差。随着我国经济的不断发展，对公路建设的质量要求也越来越高，加之土地资源日益紧张且我国的土质主要以低黏性土质为主，使得软土地基成为公路桥梁隧道施工建设中承待解决的重要问题之一。2.软土基概念与特征2.1概念软土基又叫软土路基，是指黏性和稳定性较差，对施工承受力较低的地基类型。软土基大部分由软土构成，土质疏松，压缩性较强但抗剪能力弱，其大部分地处低洼地带，水源充足，因此，含有较高的水分和空气，软土基一般是由河流水长期冲刷而成。2.2特征（1）大孔隙比：软土地基土质疏松，土体颗粒空隙较大，天然孔隙比通常都大于1；地处水源充足的低洼地带，含水量较大且往往处于饱和状态，接近或者大于液压限制。 （2）高压缩性：伴随着颗粒的大孔隙，必然是高压缩性的特征，土质固结周期长，承压后容易变形甚至导致地面大面积沉降等问题，严重的必将影响使用性能。（3）低承载力：由于抗剪能力较低，其天然承载力一般小于60KPa，一旦不进行有效的加固处理，便不能达到建设要求，加固不完善也容易导致施工完成后坍塌、结构破坏等事故。（4）高灵敏度：软土结构松散，一遭破坏，具有高灵敏的特点，一旦收到震动、搅拌，强度降低后便很难恢复，软土变形历时长，沉稳周期长，流变性显著。3.隧道工程中软土地基的工程危害软土泛指淤泥和淤泥质土及泥炭等。是第四纪晚更新世以来，在静水或非常缓慢的流水环境（缺氧和饱水的环境）下沉积，并经过生物化学作用而形成的饱和软粘土。软基隧道病害包括由地基下沉直接引起的结构沉降、破损等，以及由此引发的其它次生病害，具体如下：1）整体下沉。软基隧道整体下沉是指在上覆围岩压力作用下，由于地基强度不足或不稳定，隧道支护结构本身没有明显变形，而整体随地基发生沉降。隧道整体下沉直接导致隧道结构不能满足设计限界要求，与洞外工程不能正常衔接。此外，还不可避免引起结构的损伤。2）地表沉降及开裂。软基隧道发生沉降变形后，如果覆盖层不大或者下沉量较大，上覆围岩变形往往波及地表，形成地表的沉降和开裂。 3）路面破坏。路面破坏主要发生在隧道运营期，由于地基承载力较低，引起有仰拱区段隧道仰拱破坏或无仰拱区段的路基下沉或隆起。路面的这种破坏表现为路面的不规则裂缝，有地下水时还会出现翻浆冒泥等。4）支护结构损伤。支护结构损伤是在软基隧道整体或不均匀沉降发生后，由于支护结构的不协调变形，造成结构局部应力超出材料强度，导致结构破坏。5）渗漏水。渗漏水是指地下水通过施工缝、衬砌裂缝和混凝土的其它薄弱环节渗出的现象。在软基隧道中，一方面由于软基沉降、结构和围岩变形较大，易在围岩体内形成局部空洞和贯通的裂缝等地下水汇集条件；另一方面由于结构损伤，支护和衬砌存在裂缝等薄弱环节，为地下水提供了渗漏通道。6）路面错台。路面错台是在变形缝或施工缝两侧路面发生不均匀沉降，造成路面不平整的现象。路面错台不仅发生在隧道内不均匀区段，也多发于软基隧道路面与洞外路面之间。路面错台直接威胁行车安全，尤其在高速公路隧道中，可能引发重大交通事故。4.软基隧道处治工程措施及质量控制4.1换填换填法是将隧道拱脚或仰拱以下一定范围内的软弱围岩用人工、机械或其它施工方法清除，置换强度较高的其它材料，并夯实（或振实）至一定的密实度。换填法是地面工程处理地基承载力不足最简单常用的方法，在隧道工程中也有采用。其特点为施工较为简单，承载力提高也较快。4.2常压注桨 松散或裂隙围岩注浆是将注浆材料按一定的配比制成的浆液，通过一定的方式压入隧道围岩或衬砌壁后的空隙中，经凝结、硬化后起到堵水和加固围岩作用的一种施工方法。应用围岩注浆进行软基隧道处治的机理在于：一方面，通过浆液凝固封堵松散岩土体或裂隙发育的岩体中的大量孔隙，堵塞地下水渗流通道，防止地下水渗入并降低地基承载力；另一方面，通过浆液凝固后的胶结作用，将原本松散或存在裂隙的岩土体胶结形成一个整体，从而提高软基的整体强度。在施工过程中应该注意以下几点：旋喷桩加固软土地基主要是利用钻机钻至设计深度位置后，采用高压泥浆泵，通过安装在钻头处的特殊喷嘴，在钻头旋转过程中，由喷嘴向四周土体高压喷射水泥浆液，边旋转边冲击破坏（切割）土体，使部分破坏的土体跟水泥浆液混合而形成一定形状的固结体。达到加固的效果。质量控制要点如下：4.4锚杆用于软基隧道处治的锚杆主要有两种：一种是设置在拱脚径向锚固在围岩中的锁脚锚杆，另一种是设置在隧道基底（尤其是明洞基础、连拱隧道中隔墙基础）的中空注浆锚杆。作为软基隧道处治措施，锁脚锚杆由于横截面很小，加之围岩强度很低，其承受横向荷载的能力很低。锁脚锚杆主要通过其抗拔力控制隧道支护结构的横向收敛，适用于水平地应力较高的软岩隧道，其抗拔力的计算与普通抗拔锚杆相同。基底中空注浆锚杆的主要作用是注浆，通过注浆加固提高基底承载力。对于基底锚杆本身的承载能力，需要根据锚杆是否能穿透软弱地基来判断。4.5其它措施5.结语公路桥梁隧道的建设是我国公路运输业建设的重点项目之一，而公路桥梁隧道软地基的施工则是公路隧道建设的关键所在。公路桥梁隧道施工的质量直接影响到公路铺设的整体质量，实际的施工过程中要事先进行软地基的勘察，以便于分析使用何种加固和处理方法。加固处理中应注意各种实际处理方法的施工成本、处理效果、施工安全影响因素，注重结合使用不同的加固处理方法，实现软地基处理的效果性和经济性的统一。