馬杜山

(甘肅萬(wàn)泰建設(shè)工程有限公司，甘肅 蘭州 730000)

1 軟土地基對(duì)公路橋梁隧道施工的影響

首先，公路橋梁隧道施工范圍內(nèi)的軟土呈現(xiàn)較差的可滲透性，基于軟土本身滲透性低且含水量高的特點(diǎn)，通常情況下易呈現(xiàn)飽和的狀態(tài)，且軟土負(fù)荷初期會(huì)產(chǎn)生高孔隙水壓，致使區(qū)域內(nèi)土地固結(jié)程度較低從而對(duì)隧洞地基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性造成不利影響[1]；其次，軟土是高壓縮性土，當(dāng)液限惡化含水量不斷提高時(shí)其壓縮能力也會(huì)隨之增加，若施工荷載則會(huì)導(dǎo)致軟土嚴(yán)重變形并呈現(xiàn)不穩(wěn)定的狀態(tài)；最后，通常情況下軟土的含水率在50%～70%，液限在40%～60%，天然孔隙比為1∶2，飽和度達(dá)到95%以上。軟土的含水率與液限和天然孔隙比的增加成正比，因此呈現(xiàn)較高的可壓縮性和抗剪強(qiáng)度，從而影響到后續(xù)路基壓實(shí)工作的具體施工。

1.1 軟土地基易造成路面侵蝕

公路橋梁隧道中存在軟土地基所產(chǎn)生的路面侵蝕問(wèn)題是較為嚴(yán)重的不利影響，會(huì)對(duì)公路橋梁的結(jié)構(gòu)和使用壽命造成損害，從而致使工程項(xiàng)目的整體效益有所下降。軟土自身的承載能力不佳，其地基主要成分多為稀松的土壤，易受到雨水及其他外部因素的侵蝕，遇到降水較多的季節(jié)可能還會(huì)出現(xiàn)地基大面積塌陷，從而大幅度降低公路橋梁隧道的質(zhì)量安全。且鋪設(shè)軟土地基時(shí)常會(huì)應(yīng)用水泥、鋼筋、碎石等材料，這樣材料本身的抗腐蝕能力并不強(qiáng)，導(dǎo)致路面侵蝕問(wèn)題加劇，使用過(guò)程中易出現(xiàn)材料脫落和結(jié)構(gòu)松散的問(wèn)題，對(duì)整個(gè)施工項(xiàng)目產(chǎn)生不利影響。

1.2 軟土地基易造成路面沉降

基于軟土地基穩(wěn)定性差、支撐能力不足等特點(diǎn)，在開(kāi)展公路橋梁隧道建設(shè)時(shí)若不予以充分重視并處理，極易造成路面沉降問(wèn)題[2-3]。軟土地基發(fā)生路面沉降是因其軟土層受到水分侵蝕而導(dǎo)致承重能力降低，在路面填料隨著施工進(jìn)程持續(xù)增加時(shí)會(huì)出現(xiàn)路面沉降現(xiàn)象。且軟土地基本身的牢固程度較低，當(dāng)受到自身壓力和路面承重壓力的雙重作用時(shí)極易發(fā)生一定范圍的路面沉降，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致坍塌事故。

2 公路橋梁隧道軟土地基處理要點(diǎn)

2.1 提高抗剪強(qiáng)度

軟土地基承受剪切破壞力的主要原因是其自身具有較差的承載能力，側(cè)向土壓力產(chǎn)生的作用會(huì)導(dǎo)致公路橋梁隧道整體框架的穩(wěn)定性受到影響；或是受到填料和隧道建筑荷載影響，軟土地基表面會(huì)出現(xiàn)一定的凸起部位，這些問(wèn)題的產(chǎn)生都受到抗剪強(qiáng)度不足的影響，因此，進(jìn)行公路橋梁隧道軟土地基處理時(shí)有效提高抗剪強(qiáng)度是關(guān)鍵性的環(huán)節(jié)。

2.2 降低地基透水性

在進(jìn)行公路橋梁軟土地基挖掘基坑的過(guò)程中，由于部分施工單位缺乏科學(xué)性和合理性，加上土層內(nèi)部本身存在一定的問(wèn)題，導(dǎo)致軟土地基處出現(xiàn)程度不一的滲漏問(wèn)題。進(jìn)行公路橋梁隧道軟土地基處理時(shí)應(yīng)采取科學(xué)支撐措施以有效降低軟土地基的透水性能，從而減少土層承擔(dān)的水壓力[4]。

2.3 改善動(dòng)力特征

公路橋梁隧道地基的動(dòng)力特征具體體現(xiàn)在若發(fā)生地震這類地質(zhì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，地基土層中較為松散的粉砂質(zhì)會(huì)發(fā)生液化反應(yīng)，這種反應(yīng)現(xiàn)象會(huì)對(duì)地基土的動(dòng)力特征產(chǎn)生影響[5]。除此之外，隧洞施工過(guò)程中進(jìn)行打樁等環(huán)節(jié)也會(huì)在一定程度上造成軟土地基出現(xiàn)下沉的狀況，因此，要針對(duì)這類施工環(huán)節(jié)的振動(dòng)特征進(jìn)行有效改善和優(yōu)化，從而為隧洞軟土地基處理和施工提供保障。

2.4 減少軟土地基的壓縮性

軟土地基土質(zhì)的壓縮性會(huì)具體體現(xiàn)在大范圍建筑物的沉降現(xiàn)象，基于公路橋梁隧道的功能應(yīng)用，對(duì)其本身的荷載要求較高，因此在承受的建設(shè)項(xiàng)目荷載壓力超過(guò)一定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致沉降問(wèn)題的出現(xiàn)，同時(shí)進(jìn)行基坑挖掘或外部環(huán)境降水同樣會(huì)導(dǎo)致沉降問(wèn)題。這一類的沉降問(wèn)題在很大程度上都是由地基土壓縮性偏高所引發(fā)的，因此，進(jìn)行公路橋梁隧道軟土地基處理的過(guò)程中需針對(duì)地基土的壓縮性采取一定的措施，有效提升其壓縮模量從而降低軟土地基不均勻沉降幾率，盡可能避免因壓縮性路基沉降而帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)和隱患。

3 公路橋梁隧道軟土地基處理具體對(duì)策

3.1 超前預(yù)支護(hù)結(jié)構(gòu)

針對(duì)公路橋梁隧道的軟土地基開(kāi)展處理工作可首先進(jìn)行超前預(yù)支護(hù)結(jié)構(gòu)的建設(shè)，超前預(yù)支護(hù)結(jié)構(gòu)具體是指在實(shí)際開(kāi)展公路橋梁隧道施工建設(shè)之前，采取一定的措施對(duì)軟土地基進(jìn)行支護(hù)加固處理，目前應(yīng)用于高速公路橋梁隧道建設(shè)中較為常見(jiàn)的方法有管棚法、超前小導(dǎo)管和掌子面噴射混凝土三種類型[6]。

管棚法具體是指依照項(xiàng)目施工圖紙所設(shè)計(jì)的孔洞分布方案，沿隧道輪廓線在其外表面安置鋼管棚，并在各鋼管內(nèi)部進(jìn)行注漿處理從而賦予鋼管支護(hù)能力，形成有效的支護(hù)結(jié)構(gòu)，達(dá)到提高軟土地基抗壓性能的效果。應(yīng)用于公路橋梁隧道軟土地基處理中，管棚加固法較為適合對(duì)完整性差且松散性高的軟土地基進(jìn)行處理施工，能在最大程度上發(fā)揮其支護(hù)效用，不僅可以有效提升軟土地基橫向的支撐力，還進(jìn)一步為其縱向梁起到了加固作用。

超前小導(dǎo)管是現(xiàn)階段應(yīng)用于軟土地基預(yù)支護(hù)處理中較為常見(jiàn)的一種技術(shù)方法，利用超前小導(dǎo)管可以有效改善隧道中土層松散的問(wèn)題，注漿后可進(jìn)一步增強(qiáng)軟土地基的穩(wěn)定性能，在隧道開(kāi)挖完成后和初期預(yù)支護(hù)階段對(duì)于支撐軟土地基具有較大的應(yīng)用價(jià)值。選擇長(zhǎng)度在3～5 m的超前小導(dǎo)管沿施工橋梁隧道的縱向方向依照外輪廓線進(jìn)行注漿管道的設(shè)置，將超前小導(dǎo)管的尾端安置在鋼架的腹部位置并制成鋼花管，再選擇水泥和水玻璃雙漿液按照1∶1的比例進(jìn)行混合注漿，超前小導(dǎo)管的作用與管棚法類似，可有效創(chuàng)造穩(wěn)定安全的隧道施工環(huán)境。

最后一個(gè)重要的軟土地基預(yù)支護(hù)處理方法是掌子面噴射混凝土封閉法，在進(jìn)行公路橋梁隧道施工時(shí)遇到軟土地基含水量過(guò)高的情況時(shí)可采取噴射混凝土的方式對(duì)掌子面進(jìn)行密封處理，或采取掌子面注漿的方式，注漿鉆孔的位置布局需要充分考慮隧道環(huán)境水層分布和軟土地基情況，根據(jù)注漿范圍、單個(gè)注漿孔分布以及鉆孔作業(yè)實(shí)際要求而靈活調(diào)整，精準(zhǔn)定位鉆孔位置后可選用地質(zhì)鉆機(jī)開(kāi)鉆注漿口，當(dāng)鉆孔深度達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)即可開(kāi)始注漿，從而到達(dá)超前預(yù)支護(hù)的目的和效果。

3.2 超前預(yù)加固處理

當(dāng)前公路橋梁隧道施工項(xiàng)目較為常見(jiàn)的軟土地基超前預(yù)加固處理方法有地表注漿法和洞內(nèi)鉆孔注漿法兩種。地表注漿法具體是指在開(kāi)展公路橋梁隧道的施工環(huán)節(jié)時(shí)，在軟土地基中設(shè)置帶孔的鋼管，并向每個(gè)鋼管管道內(nèi)注入一定量的混凝土漿料，使鋼管與地基緊密結(jié)合從而有效改善軟土地基的強(qiáng)度。地表注漿法適用于土質(zhì)情況較差且土層孔隙較大的軟土地基部分，能夠充分發(fā)揮其價(jià)值效用，但應(yīng)用于含黏土地質(zhì)中則效果會(huì)大打折扣。

洞內(nèi)鉆孔注漿法需要利用注漿機(jī)械設(shè)備來(lái)完成對(duì)軟土地基的處理，通過(guò)使用注漿設(shè)備將具有填充性和凝膠性的填充物質(zhì)合理注入需要采取加固措施處理的軟土地基中。這類填充材料進(jìn)入到軟土地基的裂縫中，會(huì)逐漸發(fā)生凝固反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)軟土地基強(qiáng)度的提升。洞內(nèi)鉆孔注漿法不僅可以有效提升軟土地基的承載力和穩(wěn)定性，而且可以起到軟土地基防止水分侵蝕的保護(hù)作用。

3.3 軟土地基緊密壓實(shí)法

軟土地基緊密壓實(shí)處理方法具體包括石灰填塞壓實(shí)法和強(qiáng)夯土處理法。石灰填塞壓實(shí)法是利用石灰材料本身較為良好的吸水能力，在吸收水分后會(huì)發(fā)生一定的膨脹變化，膨脹反應(yīng)產(chǎn)生的力可以完成對(duì)軟土地基的擠壓加固處理。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，在軟土地基中合理添加一定量的石灰物質(zhì)可以進(jìn)一步優(yōu)化軟土地基的密實(shí)度和基礎(chǔ)強(qiáng)度。石灰填塞法更適合應(yīng)用于土質(zhì)成分主要為黃土和素填土的地質(zhì)，不僅可以降低軟土地基的含水量，還可以提升隧道軟土地基處理工作的效率從而加快施工進(jìn)程。

強(qiáng)夯土處理法則是指公路橋梁隧道在施工過(guò)程中若遇到軟土地基，直接通過(guò)應(yīng)用機(jī)械設(shè)備來(lái)對(duì)其反復(fù)壓實(shí)從而達(dá)到軟土地基加固的目的，強(qiáng)夯法步驟簡(jiǎn)單、可操作性強(qiáng)，應(yīng)用這種方法可以改善軟土地基土層內(nèi)部顆?？障洞蟮膯?wèn)題，從整體上提升軟土地基的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性能。

3.4 墊層法

墊層法具體是指在針對(duì)公路橋梁隧道軟土地基進(jìn)行施工處理時(shí)，可以利用本身強(qiáng)度較大的地質(zhì)結(jié)構(gòu)作為墊層，通過(guò)墊層強(qiáng)度的支持實(shí)現(xiàn)軟土地基整體強(qiáng)度和承載能力的提升，并有效改善軟土地基路面沉降問(wèn)題。選擇墊層法時(shí)，首先要對(duì)軟土地基基本情況、土質(zhì)成分和土層結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面勘察與掌握，在立足于隧道施工的具體要求來(lái)選擇符合強(qiáng)度要求的墊層材料，需要注意的是墊層應(yīng)具備良好的排水能力。通常情況下進(jìn)行公路橋梁隧道軟土地基處理時(shí)可以選擇鋪設(shè)0.8 m的墊層，這一厚度標(biāo)準(zhǔn)基本可以滿足各類軟土地基的加固處理要求，同時(shí)還可以保持地基有效的排水性，降低了水分對(duì)軟土地基產(chǎn)生侵蝕的可能性。

4 結(jié)束語(yǔ)

公路橋梁及隧道是我國(guó)在開(kāi)展交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)過(guò)程中的重要組成部分，若在施工過(guò)程中遇到軟土地基必須及時(shí)采取科學(xué)措施對(duì)其進(jìn)行處理。通過(guò)掌握軟土地基的處理要點(diǎn)，以提升軟土地基強(qiáng)度、承載力和穩(wěn)定性，通過(guò)超前預(yù)支護(hù)、超前預(yù)加固、壓實(shí)與墊層方法有效完成軟土地基的處理工作，從而達(dá)到理想的支撐加固效果，進(jìn)一步提升公路橋梁及隧道施工項(xiàng)目的質(zhì)量性能和整體效益。

[ID:013032]