肖宇
深圳市盛业地下工程有限公司 518026
摘要：地基处理在城市隧道建设过程中发挥着重要的作用，地基处理的比较好，则城市隧道的建设就可以顺利、有序地进行；相反，地基处理不好，则城市隧道的建设就很难顺利、有序地进行。所以，如何对城市隧道地基进行处理是工作人员在施工过程中面临的一大问题，这就需要相关工作人员不断进行探索和创新，采取正确的措施来对城市隧道地基进行处理，为城市隧道的顺利施工奠定基础。本文主要对软土隧道地基的处理、湿陷性黄土隧道地基的处理这两个方面进行详细论述，为城市隧道地基处理的相关研究提供参考资料。
关键词：城市；隧道；地基处理
我国是一个多山的国家，近年来，随着国民经济的发展和中央政府的政策支持，我国的隧道建设力度不断加强，一般隧道主要以公路隧道为主，而在各种不同形式的隧道建设当中，边坡处治是隧道洞身及洞口工程的重要部分，尤其是高边坡的治理历来对工程建设的安全，进度，造价有着相当大的影响，如果治理方案不合理或者施工方法，工艺不当，就很容易酿成安全事故，给人民的生命财产安全带来重大的损失，因此，我们必须加强对公路隧道边坡的防护治理的重视。
1.软土隧道地基的处理
1.1概述
近年来，我国经济得到了飞速发展，与此同时，城市基础建设也得到了一定程度的发展。在这种情况下，城市隧道建设以其独特的方式展现在人们的面前。沿海一些地区的地质条件比较差，这就在一定程度上使地基承载力和沉降没有办法满足隧道设计的需求，尤其是在软土的情况下，这就需要对软土的基底土层进行加固和处理。
1.2土体沉降发生的机理
土体会在一些作用下产生土中应力，这些作用分别是土体的自身重力、交通荷载、建筑物荷载等。土中应力会产生一定的影响，如会使土体发生变形，如果土体应力过大会在一定程度上破坏土体的强度。所以，在对土体的变形、强度、稳定性等方面进行研究时一定要掌握土中应力所处的状态。土中应力可以分为两种，分别是自重应力和附加应力。土中附加应力指的是在外荷载的影响下土体附加所产生的应力增量，土中附加应力也是导致土体变形的重要因素。土体由于受到自身的重力而产生一种应力，这种应力便是土体自重应力，这种应力可以分为两种情况：一种是成土的年代比较久远，在自身重力的作用下土体已经固结，这种情况不易引起土体的变形，常见于城市隧道；另一种是成土的年代不算久远，在自身重力的作用下土体还没有固结，这种情况下土体容易变形，常见于新填的路基。根据以上分析，城市隧道基底属于成土年代比较久远的情况，主要研究其土中附加力的问题。
1.3基底土处理的原则
在对基底土进行处理时要坚持以下三个方面的原则：首先，当箱体、U形槽这些结构的自身重力远远小于基底土层上土的自身重力、开挖的深度比较大、基底层的土质好并且不会产生土中附加应力时就不需要对地基进行加固，这种情况只需要满足隧道施工过程中的要求即可。在这种情况下一般是在基底铺设混凝土垫层和碎石垫层；其次，当箱体、U形槽这些结构的自身重力远远小于基底土层上土的自身重力、开挖的深度比较大、基地的土质为淤泥质土时，虽然这种情况不会产生土中附加应力，但是淤泥质土的承载力不能满足隧道施工的要求，这时就需要对基底进行加固；最后，当箱体、U形槽这些结构的自身重力远远大于基底土层上土的自身重力、开挖的深度比较小时会产生土中附加应力，尤其是当基底的土是新填的土并且该土的沉降量很难满足隧道施工设计的要求，这就需要对基底进行加固。当开挖的深度在二者之间时就应该在对承载力和沉降完成计算以后再决定是否要对地基进行加固。
1.4对地基进行处理的方法
在对地基进行处理时可以采用以下几个方法：第一，对土桩进行加固，也就是搅拌桩或者旋喷桩；第二，通过注浆来对地基进行加固，这种注浆加固分为单液注浆和双液注浆；第三，粒料桩；第四，垂直排水体预压；第五，预压和超载预压。值得注意的是，在隧道实际施工过程中，一般是通过对土桩和注浆进行加固的方式来对基底土加固。在开挖深度比较小的城市隧道一般采用对土桩加固的方式来对基底土进行加固；在开挖深度比较大的城市隧道一般采用对注浆加固的方式来对基底土进行加固。总之，在施工过程中可以根据不同的开挖深度来选择合适的基底土加固方式。
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2.边坡锚杆的作用
每根锚杆在其全长范围内对周围岩体来提供作用力，形成一个加压区，所有锚杆的加固区相互联结，在围岩范围内形成一个连续加固拱梁，以承受外部岩体的作用力，阻止其变形。近些年锚杆技术在隧道边坡支护中得到了越来越广泛的应用，对其支护技术进行研究具有重要的意义。隧道锚杆的主要作用是加固岩土体，控制变形，防止坍塌。具体来说有以下几个作用
2.1锚杆悬吊作用
锚杆穿过软弱、松动、不稳定的岩土体，锚固在稳定的岩土体上，提供足够的拉力，克服滑落岩土体的自重和下滑力，以防止其离层滑落。这种作用在地下工程锚固工程中，表现尤为突出。起悬吊作用的锚杆，主要是提供足够拉力，用以克服滑落岩土体的重力或下滑力，来维持工程稳定。
2.2挤压加固作用
锚杆受力后，在周围一定范围内形成压缩区，兰格通过光弹试验证实了锚杆的挤压加固作用，当在弹性体上安装具有预应力的锚杆时，发现弹性体内形成以锚杆两头为定点的锥形压缩带，若将锚杆以适当的间距排列，使相邻锚杆的锥形体压缩区相互重叠，便形成了一定厚度的连续压缩带。压缩带内的松动地层通过锚杆加固，整体性增强，承载能力提高。
2.3组合梁（拱）作用
锚杆插入地层内一定深度后，在锚固力作用下的地层间相互挤压，层间摩阻力增大，内应力和挠度大为减小，组合梁（拱）的抗弯刚度和强度大为提高，从而增强了地层的承载能力。相当于将简单叠合的数层梁（拱）变成组合梁（拱）。这种原理是把薄层状岩体看成一种梁（简支梁），在没有锚固前，它们只是简单地叠合在一起。由于层间抗剪力不足，在荷载作用下，单个梁均产生各自的弯曲变形，上下缘分别处于受压合受拉状态。锚杆支护后，相当于用螺栓将它们紧固成组合梁，各层板便相互挤压层间摩擦阻力大为增加，内应力和绕度大为减少，于是增加了组合梁的抗弯强度。锚杆提供的锚固力愈大，作用越加明显。
3.隧道边坡锚杆支护技术的应用
隧道边坡一般使用中空锚杆，锚杆支护是提高岩土工程稳定性的是最具有经济效益的方法之一。首先隧道边坡中使用的中空注浆锚杆体系的出现和发展是我国岩土锚杆拄术进步的一个标志。随着交通、能源等基础设施建设力度的加大，在隧道、地下室和边坡中，作为能充分发挥岩体自稳能力的锚固技术已得到迅速发展，岩石锚杆用量与日俱增，显示出广阔的发展前景。
在这种新形势下，如何选择安全和可靠的锚杆结构形式，避免因锚杆缺陷而造成塌方冒顶事故的发生，特别是隧道是埋置于地层内的工程建筑物，这种特殊性会对地理建筑及人身造成更严重的危害，而确保工作的长期稳定，就成为当前岩土界一直无法回避的重要问题。鉴于中空注浆锚杆及普通砂浆锚杆等的工作特性，从应用长期的隐性效益观点来看待锚杆的经济性，有助于岩土工程界正确看待中空注浆锚杆的工作特点与发展前景。凌辱普通砂浆锚杆的技术缺陷，工程实践表明，普通砂浆锚杆虽具有成本低廉、施工简便等优点，但其自身固有的技术缺陷却潜伏着对锚杆工程质量和锚固效果的严重威胁，这是不容忽视的。
隧道边坡破坏模式分析，建立了边坡地质概化模型，确定了岩体及控制性结构面物理力学参数，并基于刚体极限平衡法对边坡在不同工况条件下的安全系数进行了计算分析，分析结果表明，目前条件下边坡整体趋于稳定，但隧道的开挖会导致边坡稳定性一定程度降低，暴雨工况会导致边坡稳定性显著降低，但边坡稳定是一个非常复杂的问题，需要计算已知滑动面上的安全系数，还要搜索对应最小安全系数的临界滑动面。
结论
综上所述，在对城市软土隧道地基进行施工时，要根据地基的开挖深度和基底土的性质来选择合适的地基加固方法。与此同时，要加强对湿陷性黄土隧道的分析和处理，并根据不同的情况采取不同的措施，确保施工的正常进行。同时，在对其地基进行处理时要选用震动比较小并且适应性比较高的机械，在此过程中要注意对地质信息进行及时反馈，进而可以做到及时调整方案，从而可以保证湿陷性黄土隧道地基施工的安全、高效进行。总之，在隧道施工过程中，技术工作人员要根据具体情况来对地基进行有效处理。
参考文献
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[3]耿羽，吕杰.浅谈地铁车站湿陷性黄土地基处理[J].城市建设理论研究，2013（19）：79-80.
论文作者:肖宇
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/14
标签：隧道论文; 地基论文; 锚杆论文; 基底论文; 应力论文; 重力论文; 城市论文; 《建筑学研究前沿》2018年第20期论文;