橋梁隧道中軟土地基危害以及處理方法

郄武志

（中交路橋建設有限公司 北京 101121）

在經(jīng)濟發(fā)展進程中，橋梁隧道工程需求比例持續(xù)上升，而施工進度及質量本身極易受到地質條件的直接影響，軟土地基處理逐漸成為現(xiàn)代橋梁隧道施工中的重點及難點，可以說軟土地基是橋梁隧道工程中的安全缺陷，一旦控制不當，就會降低工程質量效果，因此，為了推動橋梁隧道工程的順利進行，就應當將軟土地基問題重視起來，結合實際情況積極落實處理方法，科學規(guī)避安全事故。

1 軟土地基概述

1.1 軟土地基的概念

軟土地基從本質來說基于軟土的地基環(huán)境，這部分土體性質不夠穩(wěn)定，不僅土質粘性指標高，穩(wěn)定性更是相對弱化，難以滿足施工要求，基于此，軟土地基并不能直接作為工程地基，地基承載要求也不達標。軟土是軟土地基中的主體部分，土體密實度差，土質中的間隙多且大，雖然壓力抵御力強，能夠實現(xiàn)高強度壓縮，但是軟土地基的抗剪切能力卻普遍較低，再加之軟土結構具有疏松性特點，土層中往往集聚總量較大的水，實際控制難度大，如果不加以控制，將為工程項目的有序推進帶來消極影響。

1.2 軟土地基的特點

軟土地基的土質以顆粒狀為主導，土質并不稠密，顯著存在不同程度的縫隙，該種土質一般存在于水量豐富的低地，土壤中的含水量通常處于臨界狀態(tài)，在土質顆粒之間存在一定的距離，這就能夠相對提升其壓縮性能，但是這同時也導致該類土體極易在外界壓力作用下出現(xiàn)結構變化，變形甚至是沉降問題也伴隨出現(xiàn)，嚴重影響工程施工質量。而橋梁隧道施工本身就對承載力提出了高標準要求，如果土壤承載水準無法滿足施工要求，就應當采取處理措施對其進行加固。與此同時，加固方式不能一成不變，應當根據(jù)實際情況及需求進行持續(xù)優(yōu)化及轉變，并將坍塌問題納入重點考量范疇，規(guī)避因加固質量弱而破壞橋梁隧道結構穩(wěn)定性的問題。除此之外，軟土結構還具有靈敏性特征，在出現(xiàn)破壞性問題后，既有形狀也會因此而變化，強度指標也將有所下降，這基本是不可避免的。

2 橋梁隧道施工中軟土地基危害

2.1 侵蝕、坍塌危害

現(xiàn)代橋梁隧道工程規(guī)模普遍較大，這就在一定程度上增加了控制難度，由于工程環(huán)節(jié)多，涉及專業(yè)多樣，可以說橋梁隧道是一項系統(tǒng)性工程，施工階段的影響因素復雜，而地基基礎是影響質量的關鍵，如果地基不穩(wěn)那么橋梁隧道工程的穩(wěn)定性必將大打折扣，橋梁隧道后續(xù)使用中的安全系數(shù)也無法保證，基于此，在橋梁隧道建設階段應當將側重點放在地基處理上，而具體施工項目中，軟土地基極易遭受雨水沖刷及侵蝕，橋梁隧道后續(xù)應用階段路面穩(wěn)定性下降，會因侵蝕作用出現(xiàn)不同程度的塌陷問題，交通出行的便利性及安全性也會隨之弱化。

2.2 結構物開裂危害

通過對可靠資料進行研究可以發(fā)現(xiàn)，軟土地基處理對于保障工程安全及質量穩(wěn)定來說至關重要，由于受到軟土地基影響出現(xiàn)的安全事故也屢見不鮮，可以說基層是否穩(wěn)定將直接影響工程施工進度及質量。橋梁隧道結構物一旦處于軟土地基上部，或者是路面處于軟土地基上部，就應當做好對應處理工作，一旦地基基礎處理不當，加固能效弱化，或者是處理不到位、不徹底，就會導致施工階段軟土地基的柔軟度破壞結構穩(wěn)定性，致使結構物出現(xiàn)裂縫，而路面會出現(xiàn)開裂問題，橋梁的承臺基礎等也會隨之下沉，在隧道仰拱基礎下沉的同時增加襯砌結構的開裂風險。

2.3 沉降危害

軟土地基對橋梁隧道的正常施工及后續(xù)使用的危害是顯而易見的，一旦處理不好就會相對增加危害問題發(fā)生概率，其中最應當重視的就是沉降危害。在橋梁隧道施工階段，導致軟土地基出現(xiàn)沉降危害的主要原因是：軟土地基中水量豐富，但是水同時會對地基形成一定的侵蝕力，在長期作用下軟土強度指標就會不斷下降，而且還會產(chǎn)生蠕變流動性，一旦周邊位置封閉環(huán)境破壞，就會增加遺漏程度導致軟土持續(xù)流失，而處于上部的結構體系也會因軟土量變出現(xiàn)不同程度的沉降問題，而該種沉降是不均勻的，結構物會基于此種作用被非常規(guī)劃拉扯，進而導致結構物開裂，更為嚴重的還會導致結構物出現(xiàn)坍塌問題，橋梁隧道后續(xù)運營風險也會隨之加劇。

3 橋梁隧道施工中軟土地基處理方法

3.1 做好前期準備工作

在橋梁隧道工程中處理軟土地基的首要前提就是基于工程實況及施工要求，將準備工作落實到位，這就需要做到以下幾點：首先，應當對軟土地基處理位置做出明確標記，應用現(xiàn)代先進測量儀器對結構物位置進行測定及標示，而后進入施工現(xiàn)場進行實地勘察，明確周邊地質情況，特別是軟土地基上部的結構物應當重點關注及標示，根據(jù)實際情況盡可能的延伸勘察范疇，為軟土地基處理方式的最優(yōu)化選擇夯實基礎；其次，根據(jù)實際情況選擇相對合理的開挖方式。實際上軟土地基開挖階段所要考量的因素眾多，開挖同樣具有一定的難度，這是因為基于軟土屬性土體結構無法實現(xiàn)有效固結，這就導致其承載力指標相對下降，而機械設備自重較大，土體無法承載機械設備的碾壓，部分機械設備無法入場，機械組合選擇受限較多，基于此，軟土趨于開挖階段應當精準掌控軟土特點，對關聯(lián)參數(shù)進行有效測定，衡量機械運行及開挖要求的相符性，選擇更為有利且高效的開挖方式；最后，加強對地基承載力的檢測。現(xiàn)階段應用頻率較高的檢測儀是觸探儀，該種儀器能夠實現(xiàn)突破地段局限精確探測地基承載力，在實際檢測階段一旦發(fā)現(xiàn)承載力與圖紙要求難以相符的情況，就應當將這一情況反饋給相關工作人員，由負責單位優(yōu)化設計承載力指標，在條件允許的情況下可以采取預加固處理措施，先將局部處理好，而后進行再次檢驗，并及時更新記錄數(shù)據(jù)，在保證檢測數(shù)據(jù)真實性及有效性的基礎上，為工程質量建設提供必要參考，降低返工率及安全隱患。

3.2 合理應用加固處理措施

橋梁隧道工程施工階段保證軟土地基穩(wěn)定性，促使承載力水準不斷優(yōu)化至關重要，這就需要以工程實際情況為核心，將加固處理措施落實到位，提升橋梁隧道工程質量的優(yōu)化程度，為其后續(xù)運營及使用提供基礎保障。從當前形勢來看，橋梁隧道軟土地基加固處理技術中超前支護及超前預支護是兩種不同的技術方式，在實際應用階段以上兩種技術的特點及應用范疇都存在顯著差異，這就需要依照具體情況選擇更為適宜的加固技術，促使其技術能效正常發(fā)揮。但是由于橋梁及隧道施工流程及結構體系不同，相匹配的加固處理方式也不同，細化來說：

3.2.1 隧道軟土地基加固處理方式

首先，超前預支護：在隧道開挖的前期階段就采取符合工程情況的加固處理措施，在具體操作中可以借助以下方法來達到加固目標：管棚。施工人員應當依照設計圖紙中的施工要求及要點，將鋼管正確放置在已經(jīng)完成的鉆孔眼中，促使管棚作業(yè)形態(tài)形成，而后在鋼管中注漿，提高加固處理的有效性。為了進一步提高剛性指標，還可以將鋼筋籠設置在鋼管中，促使管棚結構更加穩(wěn)定，基于此，管棚下部的軟弱圍巖頂部就能形成一定的支撐力，后續(xù)開挖作業(yè)進行時能夠增強穩(wěn)定性，降低坍塌等問題的發(fā)生頻率；超前小導管法。如果在隧道施工階段發(fā)現(xiàn)這樣的現(xiàn)象就應當注意，圍巖本身具有軟弱屬性但是自穩(wěn)性同樣良好，就需要重點考量選用何種加固措施，此種情況基于空間等條件的限制并不適宜應用管棚法，可以應用超前小導管實現(xiàn)加固處理，這不僅能夠提高加固作業(yè)的便捷性，更適宜操控機械設備，大大提高加固效率，因此，該種加固措施在軟弱圍巖環(huán)境中應用頻率較高；超前錨桿法，同樣處于軟弱圍巖環(huán)境下，伴隨較強的自穩(wěn)能力，為了規(guī)避坍塌風險，就可以選擇應用錨桿法進行加固；其次，超前預加固，其技術原理為通過注漿實現(xiàn)對軟弱圍巖的加固，常規(guī)注漿形式有以下兩種：地表注漿：該注漿方式主要適合應用在砂石含量相對較高的軟土層，這就需要加強對漿液的合理選擇；洞內鉆孔注漿：應用現(xiàn)代先進設備將凝膠性能優(yōu)良的漿液注入到洞中，通過漿液填充凝固，就能相對提升洞身結構的穩(wěn)定性，促使圍巖強度有所上升。

3.2.2 橋梁施工中軟土地基加固處理方式

①擠密壓實法：其一，石灰填塞壓實法，由于軟土層中含有大量的水，而石灰基于自身屬性特點吸水性能十分良好，基于此，可以將石灰直接填塞在軟土中，通過吸取水分減少軟土層中的水，降低軟土危害。與此同時，石灰在與水發(fā)生直接接觸后體積會變大，膨脹系數(shù)上升擠壓力形成，能夠對軟土形成夯實作用，進一步提高軟土層的結構承載水準，由于該種方法操作簡單，成本不高，因此被頻繁使用；②強夯法：應用大型機械設備在軟土地基上進行壓實作業(yè)，能夠相對提高軟土地基承載水平，促使原本軟弱的地基更加趨于穩(wěn)定，其技術原理為借助機械設備的強度應力反復碾壓能夠減少地基空隙，但是在該方法應用階段大型機械設備的應用是必不可少的，這不僅需要由專業(yè)人員進行操作，成本也有所上升；③墊層法，橋梁施工過程中可以將砂石等隔水材料堆積在一起形成墊層結構，便于將軟土層中的水排出，該種方法排水效率能夠保持勻速，并與周邊土層含水量保持平衡，同時還能形成阻隔作用，避免出現(xiàn)水向上滲透的問題，在提升結構體系穩(wěn)定性及承載力的同時，減少沉降問題。

4 結語

綜上所述，軟土地基處理是現(xiàn)代橋梁隧道工程中的重點及難點，軟土地基作為工程持力層，該結構是否穩(wěn)定直接影響工程整體質量，因此，在橋梁隧道施工階段應當明確軟土地基的危害，及時采取可行性的處理方法將地基危害解決，促使工程質量與既定目標相一致。