探讨桥梁隧道中软土地基危害及处理

2020-02-19杨强

建材与装饰 2020年11期

杨强

（中铁十八局集团有限公司天津 300000）

0 引言

软土地基的土质相对疏松，土体稳定性与结构承载能力较差。在软土区域进行桥梁隧道项目的施工建设时，要严格做好地质勘测与前期的调研工作，并以此为基础制定切实可行的处置对策，同时还要对施工期间的人员、设备以及施工工艺进行严格把控，提高软土地基的处理效果，为工程的建设、运营奠定坚实的基础。

1 软土地基的概述

1.1 基本概念与特点

软土地基主要由软土构成，其土质粘性高、稳定性差，土颗粒之间存在较大的缝隙。另外，软基还具有高压缩性、低抗剪性，地基的承载力相对较低，土体中的含水量较高，主要受到河流的长期冲刷而形成，尤其在一些水量充沛的低洼地带，软土地基的存在将对桥梁隧道施工带来极大的危害。此外，软土土质具有较高的灵敏度，一旦受到外界因素的扰动，将失去原来的稳定状态，进而使得承载能力降低。

1.2 加强软土地基处理的重要意义

一方面，在进行桥梁隧道项目的施工建设期间，难免会遇到软土等不良地质。由于桥梁隧道工程自身重力较大，如果施工过程中不能对强度低、压缩性高的软土路段进行有效的处置，将导致桥梁隧道出现变形、失稳等问题，进而影响到工程的安全性。另一方面，软土地基的含水量相对较高，土质渗透性低，通过做好地基加固工作，能够降低地基中水分对路基路面结构产生的不良影响，进而提高桥梁隧道工程的使用周期。

2 软土地基对桥梁隧道的危害

2.1 造成路面侵蚀问题

地基工程作为桥梁隧道施工工作的一项重要组成部分，其处理质量将对桥梁隧道的稳定性与安全性产生直接的影响。具体施工期间，经常受到勘察工作、施工人员设备以及施工工艺等因素的限制，导致地基处理质量不达标，进而使地基中的水分通过毛细作用进入到路面结构中，引发路面侵蚀的问题，该问题在隧道工程中表现的尤为明显。另外，在一些南方多雨地区，经常出现强降雨等恶劣天气。如果地面积水得不到及时排除而渗入到软土地基中，也将影响到地基稳定性问题，进而反射到路面结构中，造成路面侵蚀问题。

2.2 造成路基路面沉降问题

对于软土地基而言，其沉降过程具有不均匀性，如果支护结构设置不合理、不稳定，将导致桥梁隧道工程的路基路面出现不均匀沉降问题，最终导致桥梁隧道结构的破坏。此外，在隧道项目中，路基路面的不均匀沉降还可能引发渗透漏水的问题。一旦软土地基出现了下沉以及结构变形的现象，还可能导致隧道内局部位置出现空洞现象，进而威胁到隧道结构的安全性。这样一来，行车的安全性大大降低，事故发生概率将显著提高。

2.3 造成路面硬化问题

在软土地基上修筑的桥梁隧道项目，其自身的稳定性与荷载承受能力相对较差，并且在桥梁隧道施工期间容易引发路面硬化的问题。现阶段，在进行路面结构的施工时，主要用的材料是沥青混凝土，由于这一材料的结构承载能力较低、柔性较高，工程使用期间经常出现路面硬化与开裂的问题。

3 桥梁隧道中软土地基的处理措施分析

3.1 砂层垫平技术

在进行软土路段的加固处理时，可以采用砂层垫平技术进行处置。具体施工期间，需要在地基上部铺上一层砂砾类材料作为垫层，提高地基的排水效果。此外，还应做好相关设施的养护与管理，避免与地面发生接触。

3.2 旋喷桩加固技术

利用旋喷桩加固技术开展软土地基的处理有着良好的效果，但该技术应用期间相对复杂，需要施工人员对施工工艺进行严格的管理，并针对桥梁隧道的环境进行适当的技术调整。具体施工期间，首先需要对钻机的钻进深度、位置进行合理的设计，如果钻进深度与位置不合理，将导致软土地基的处理收效甚微。钻进位置大多位于较高的区域，钻头旋转期间需要对土体进行严格的处理与搅拌，使得浆液与土体之间能够充分的混合。当旋喷桩固结之后，还需进行地基的加固处理。

3.3 排水固结技术

通过排除软土地基中的水，可以起到地基加固的作用。施工过程中，需要根据勘察报告合理进行垂直排水柱的设计。此外，施工期间还要对负荷压力进行实时的监测，确保软土地基排水固结效果。针对施工现场的具体情况，可以适当选取深层排固法以及复合排固法等众多类型的排水固结技术，以此来提高软土地基的抗压能力与承载效果。

3.4 注浆加固技术

注浆加固技术在当前的桥梁隧道软基处理中有着广泛的应用，相对其他加固处理技术而言，该技术应用过程中有着一定的便利性，并且加固效果较好。施工时，首先需要根据软土地基的实际情况进行浆液配合比的设计。之后，要将配置好的浆液注入到桥梁隧道围岩的缝隙中。同时，还需要施加一定的压力，使得浆液充满隧道围岩的空隙。此后，在利用浆液凝结与硬化工艺，提高围岩的加固成效。随着注浆的不断注入与凝固，原本松散的岩土体以及内部的裂隙将会被浆液封堵。因此，土体中分布的地下水渗透管道将会被切断，进而防止地下水的渗入。当浆液凝固之后，在胶结作用的影响下，原本松散的土体将紧密的凝结在一起，进而浆液与土体之间能够形成一个具有一定强度的整体结构，使得疏松的软土地基强度得到提高。具体施工期间，要确保配置的浆液具有较强的稳定性，避免沉降等问题的出现。在进行压浆材料的设计时，要对桥梁隧道的地层条件做出全面的分析，并研究底层断裂的实际状况，降低软土地基的渗透效果。另外，注浆期间要对浆液的压注以及施工范围做出严格的控制，对泵量进行实时的调整，确保施工效果满足工程的使用要求。

3.5 挤密技术

挤密技术应用过程中，首先应在软土地基中设置桩孔，之后再向桩孔中填入素土与石灰土等材料。上述工作结束后，还要进行夯实处理。需要注意的是，要根据施工现场的实际情况进行填充料的选择与配合比设计。相比于其他施工技术而言，挤密处理过程中无需使用大型的机械设备，因而施工造价容易得到控制。但是，如果不能对填充料进行严格的控制与管理，将对周围的环境产生破坏。现阶段，在进行软土地基的挤密处理时，通常会用到火山灰、粉煤灰等材料，填充时可以添加一定量的生石灰等材料，进而提高软基加固效果。

3.6 其他技术

一方面，可以采用换填技术进行桥梁隧道软基的处理。具体施工期间，需要用到大量的换填料，并且施工工艺较为传统，施工过程中需要消耗大量的人力、物力与财力。但是，施工时没有用到先进的施工工艺与设备，因而该方法相对简便，同时对提高软土地基承载力有着良好的效果。具体施工期间，首先要做好换填料的选择，所选材料的造价不能过高，并且运输距离不能过长。在桥梁隧道施工期间，对于坡脚与仰拱位置处的软基处理，可以采用这一方法进行处置。施工期间涉及到的土方量相对较大，因而要加强对施工人员、设备以及施工安全性的管控。另一方面，施工时还可采用隔墙浇筑处理技术，该技术的应用能够防止隧道衬砌结构出现环向位移。需要注意的是，利用该技术进行施工时，要对隔墙缝隙严格做好抹平处理，防止隧道工程发生裂缝等问题。此外，该方法还能对隧道的整体结构起到优化作用，使得衬砌结构的强度得到提高。