摘要：公路桥梁工程施工中受到了环境影响较大，主要包含了天气、地质和水文等，其中地质因素对公路桥梁隧道施工影响最大，直接关系公路桥梁隧道施工及其使用安全。而我国地质构造较为复杂，不可预计突发情况较多，软土地基问题就一直困扰了我国公路桥梁隧道施工建设。下面就简要的概述公路桥梁隧道施工中的软土地基处理要点。
关键词：公路桥梁；隧道工程；软土地基；处理
前言：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。
1 软土地基的概念及其特点分析
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。其特点主要如下：
第一，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。
第二，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。
第三，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。
第四，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。
2 公路桥梁隧道工程的软土地基危害影响
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。
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3 加强对公路桥梁软基隧道的施工控制
3.1 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。
3.2 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：
第一，浆液在加固围岩中具有良好的渗入性。第二，浆液凝结成结石后，应具有一定强度和粘结力。第三，为便于施工和增大浆液的扩散范围，浆液须具有良好的流动性。第四，浆液具有良好的稳定性，以免过早地产生沉淀，影响浆液的压注。第五，一般情况下应尽可能采用固体颗粒材料（水泥浆液、水泥玻璃浆液）。第六，压浆所用材料尚应根据地层条件选择，具体要求如下：中、细、粉砂层及细小裂隙岩层，断层泥段堵水压浆宜选用渗透性好、低毒、遇水膨胀的化学浆液，如聚氨脂类。第七，浆液的压注性和应用范围，不仅取决于浆液本身性能（渗透性、粘度、固体颗粒的粒径和含量、凝胶时间等）和岩层的渗透系数、裂隙大小或岩体颗粒尺寸（如砂层），和注浆压力、泵量和压注方式等注浆工艺也有关。因此，选择时应根据各种因素综合考虑，选用一种或几种最合适的注浆材料和配方，配合使用以充分发挥各种材料的特点，达到合理的技术经济指标。
3.3 旋喷桩加固
1）材料进场检验。旋喷桩施工用水必须符合硷用水标准，所用水泥必须检验符合使用标准。2）机具设备完好。关键设备钻机、高压泥浆泵必须保障设备完好。3）工艺参数确定。洞内旋喷桩施工前，必须在洞口选择一块土质相近地带进行试桩试验，以确定选取合适的旋喷桩有关工艺参数。4）浆液过滤。制浆时，必须采用过滤筛过滤泥浆中杂质。5）喷浆压力控制。现场通过操作高压泥浆泵来获取不同的压力，压力值可以从压力仪表中读取，压力不宜小于试桩时的设计压力。6）提速及钻速的控制。钻头的提升速度及旋转速度亦影响旋喷桩体质量优劣，提速及转速可通过操作从仪表读出，施工时不宜大于设计参数，且必须保持连续。旋喷桩打入基底后，在隧道仰拱开挖时必须注意不得人为破坏桩体，现场开挖时必须预留桩顶20～30cm土体由人工进行开挖，以免破坏桩体质量。
3.4 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。
3.5 其它措施
1）统筹安排隧道衬砌基础、连拱隧道中隔墙基础的浇注长度，使隧道衬砌的环向施工缝、连拱隧道中隔墙施工缝与衬砌施工缝对齐，防止因施工缝不齐而引起衬砌裂缝；2）调整连拱隧道施工工艺，避免或减小连拱隧道中隔墙基底不对称承载；3）优化隧道支护结构，提高支护结构的纵向强度和刚度，从而提高隧道抗纵向不均匀沉降的能力，防止结构破坏。
结束语：
总之，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，公路桥梁隧道的软土地基施工主要是公路隧道建设中的关键所在。公路桥梁隧道施工质量将直接影响到公路铺设整体的质量，因此，在正式施工之前，我们需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。
参考文献：
[1]张立德，周小兵，赵长海.软岩隧洞设计与施工技术[M].北京：中国水利水电出版社，2006
[2]伍毅敏，王勇，吕康成.长干1号浅埋大断面隧道塌方处治技术[A]重庆：2007年全国公路隧道学术交流会论文集，重庆大学出版社，2007
论文作者:张忠良
论文发表刊物:《基层建设》2017年第19期
论文发表时间:2017/11/7
标签：隧道论文; 浆液论文; 围岩论文; 公路论文; 结构论文; 路面论文; 桥梁论文; 《基层建设》2017年第19期论文;