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软土地基对桥梁隧道施工产生的危害及处理措施探析王桂睿

发表时间：2020/7/14 来源：《基层建设》2020年第6期作者：王桂睿

[导读] 摘要：桥梁隧道施工容易受到外界因素影响，包括自然、地质、水文等等，施工技术直接关系到桥梁隧道施工安全、质量。

        中国华冶科工集团有限公司北京 100176
        摘要：桥梁隧道施工容易受到外界因素影响，包括自然、地质、水文等等，施工技术直接关系到桥梁隧道施工安全、质量。我国桥梁隧道总体构造较为复杂，不可预测性高，其中软土地基是重要影响因素之一，解决软土地基问题对于提升桥梁隧道建设质量具有重要意义，因此，有必要探究基于软土地基的施工技术。
        关键词：软土地基；桥梁隧道；危害；处理措施
        1软土基概念与特征
        1.1软土基概念
        无论是立交桥还是其它桥梁，都远比隧道更加容易伸张，因此在桥梁隧道规划采用的土层地基应该与这种落差契合，保持土台阶层的垂直线，深度与纵横面垂直，这样就能够平均桥梁隧道的运行压力，从而维持交通的稳定性。而这种常见的土层就是软土基，它是桥梁隧道构建形成的基底，经过层层堆积形成的覆盖面，保持足够的纵横面。
        1.2软土地基的特征
        ①软土地基的缝隙较大，容易出现漏水的细孔，促使隧道渗透。主要是在软土基的冲刷过程中，很难随着开方施工压实，反而经过流水和风雨冲刷，颗粒不断碎裂，渐渐呈现液压状态。如果修建桥梁隧道在临近煤田或石油的地方，则容易引发爆炸。软土地基的含水量较大，因此桥梁隧道整体处于高凸地带，从而让下层水源能够向外扩张，而不是遭受挤压。②软土地基的压缩程度较深，由于这种冲刷时间过渡较长，形成的横切面较大，因此比较坚硬，但因为有孔隙，所以呈现出四周坚固中心渗透的特点。
        2做好桥梁隧道工程中软土地基施工处理工作的意义
        在桥梁隧道工程中，软土地基处理工作是一项极为重要的工作，其施工技术的优劣将在一定程度上影响到整体工程质量。具体来说，在施工期间土质的稳定性会受到软土地基的影响，所以在通常情况下，桥梁隧道施工一般不会直接选择软土地基，针对于工程当中所面对的地基，通常需要先做打地基处理。针对于软土地基本身来说，由于其本身特性，即天然含水量比较高，空隙大，所以导致其具有比较高的压缩性，所以在施工的过程当中需要对于这个问题进行处理，防止在施工完成之后出现沉降的问题。在桥梁隧道工程中，压力变形会对于工程本身造成比较大的影响，甚至在严重的时候会导致工程出现瘫痪的情况，危害到交通参与者的人身安全，影响道路车辆的正常通行，造成诸多问题，基于此，在道路桥梁工程中，需要优质做好软土地基的施工处理。施工中，需要由工程技术人员结合工程现场的实际情况来进行分析，同时还需要其兼顾工程造价、工期要求、施工技术难度等方面的条件限制，随后采取正确施工处理方式，将软土地基对于桥梁隧道工程的影响降到最低，全方位保证整体工程的安全性，为人们日常生活提供一个更加优质的道路出行服务。
        3软土地基对桥梁隧道常见危害
        一般来说，桥梁隧道的软土地基如果出现质量问题，将造成桥梁隧道运行承载力下降和空间严重磨损的问题。主要通过几个方面进行作用，如果软土地基的结构出现了沉降，桥梁隧道就容易出现平面塌陷的问题，从而严重阻碍了车辆通行。而软土地基的强度降低也会造成桥梁隧道的道路面出现裂缝，甚至于带动桥梁栏杆以及隧道表面的变形，从而出现翻浆的不可控后果。而桥梁隧道在运行支护结构的过程中，应对其预应力有一定的划分。当预应力足够达到荷载能力，支护结构才能发挥作用。然而，软土地基多半是天然形成的冲刷结构，其土层坚固程度较高，而敏感脆弱，所以需要利用较大预应力的支护结构，能够随时抵御软土地基的变化。由于软土地基的沉降或者渗漏是不确定的，所以很多支护结构长时间难以发挥作用，就会遭到侵蚀，所以需要及时更换。而支护结构的实际应用材料较多，大多难以抵抗软土地基消磨的强度，就会造成严重的局部性空洞等不良后果，当裂缝在局部不断扩散，就会形成中心结构完全损伤的局面，致使地下渗透。当地下渗透以后，就会逐渐的冲垮路面，尤其是因为软土基中心比两侧灵敏，就会导致两侧出水量较小，而两侧路面不均匀，从而难以发挥道路的平整作用。路面错台将与洞外路面产生较严重的落差，从而不利于车辆平稳运行，发生交通事故的可能性极高。
        4针对软土地基的处理方式
        4.1增设排水砂层
        导致软土地基容易发生形变的一个主要原因就是该区域的土体中水分的含量过高。因此可以通过改变土体含水量的方式来达到加固的目的。

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在工程正式开始之前，工作人员要先进行压实试验，通过试验来确定压实参数，在满足了排水需求以及承载力需求之后，由监理部门审核后予以执行。具体的方式为：先在地基的底部铺设一层沙子类的工程材料作为铺垫层，铺垫层的厚度要根据压实试验的参数进行灵活调整。然后在铺垫层的上面覆盖土工格栅，使铺垫层与上层结构之间存在一定的空间。最后在土工格栅上再次铺垫排水砂层。通过这样的方式来提高土体的排水能力，在运用这种加固方式的时候对于砂原料的质量要进行严格的把控，一方面要确保排水砂层能够发挥应有的效用，另一方面也要对砂层的厚度进行控制，避免资源的无效浪费。
        4.2置换填土加固法
        这种加固方式的原理比较简单，就是通过分层置换的方式将目标区域内原有的软土土体清除，以钢渣、煤灰渣等强度更高的材料来代替。这些材料的结构刚性更强，而且抵抗环境侵蚀的能力也很优秀，通过一定程度的夯实就可以达到工程施工的标准。虽然这种加固方式的原理简单，施工难度小，但是也存在一定的局限性，一方面是该方法在使用的时候存在一定的局限性，通常情况只能针对地表下0.5-3m这一范围内的软土进行置换。另一方面就是置换的工程量比较大，填充材料的运输以及软土的堆放等工作都需要花费大量的时间与资金。
        4.3挤密加固法
        挤密加固法也是目前处理软土地基的一种常用方式。施工人员使用专业的打孔设备将空心无缝钢管打入土体内部，在土体中按照一定的规律打出若干个孔洞，然后向孔洞中添加素土或者是石灰土，并且按照分段夯实的方式进行夯实，填入一定量的填充物后利用夯实设备进行夯实，直到孔洞被完全填满。这样一方面填埋进土体内部的这些素土和石灰土就可以稀释原土体中的水分，降低其水分饱和量，提高整个区域土体的承载能力，另一方面通过不断的夯实使孔桩周围的软土土体得到充分挤压，减少土体颗粒之间的缝隙。通过这两个方式来提升软土地基的承载能力。想要保证这种加固方式达到预期的效果，工作人员就要对桩孔的深度以及排列方式进行科学的设计，确保加固后的软土地基能够满足项目施工的基本要求。
        4.4注浆加固法
        注浆加固法的工作原理是将特制的砂浆灌入到岩石缝隙当中，在注浆的过程当中通过对注浆压力的合理调整来确保岩石缝隙得到很好的填充，砂浆在完全硬化之后就会提高岩石的密封性，确保岩石结构整体的稳定性。这种加固方式的优势在于，一方面可以让原本处于松散状态的岩土凝结为一个统一的整体，提升该区域土体的承载能力；另一方面注入土体中的砂浆具有很好的稳定性，能够解决软土地基受力不均衡的问题，从而避免了不均匀沉降问题的发生，减少了路面开裂或者是隧道塌陷事故发生的概率。
        4.5加筋处理技术
        通常，加筋处理技术主要使用竹片、柳条、不锈钢带等材料对软土地基进行处理。软土地基的加筋处理工序包括以下几个方面。一是对砂石垫层、土工格栅层进行同步处理，提高合体土层结构本身的强度和整个软土地基结构的承载负荷。二是在利用加筋处理技术时，为了保证软土地基结构的抗压性能，要选择合适的铺设技术，同时对铺设材料的质量进行严格检查。例如，在铺设土工格栅第一层时，必须对施工原料进行有效处理。而在对软土地基斜坡进行施工时，要控制施工材料的紧密度，防止出现结构形变。三是在对加筋材料进行填充作业时，要制定全面、有效的铺设作业方案，提升软土地基结构的安全性和稳固性。
        结束语：软土地基施工技术对于桥梁隧道施工而言尤为重要，它对施工质量、效率均有影响。面对软土地基桥梁隧道施工容易产生的诸多问题，应当加强研究力度，积极探索实践现存施工技术的改良策略，努力克服软土地基不利施工因素，做好准备工作，灵活应用加固处理技术，保障施工质量安全。
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