軟土地基對(duì)橋梁隧道施工產(chǎn)生的危害及處理

彭維喜 凌建軍

（中交隧道工程局有限公司 北京 100102）

前言

橋梁隧道作為大型戶外施工的道路工程，深受其自然環(huán)境、天氣狀況以及地質(zhì)狀況的影響，其中軟土地基更是給我國(guó)橋梁隧道的施工帶來(lái)極具的挑戰(zhàn)。而我國(guó)幅員遼闊其地質(zhì)類型也是多有駁雜，其中軟土地基在我國(guó)的沿海、江、湖等地區(qū)更是廣泛分布，因此對(duì)軟土地基的分析和認(rèn)知還是必要的。

所謂軟土地基，就是指強(qiáng)度低，壓縮量較高的軟土層，習(xí)慣上淤泥、淤泥質(zhì)土、軟粘性土都被稱之為軟土，且多數(shù)中含有豐富的有機(jī)物質(zhì)。同時(shí)軟土由于含水量較高也就導(dǎo)致其透水性較低不利于排水凝固，也由于空間分子含水大使其有更大的塑限值更高的壓縮性，因此他的承重能力負(fù)荷能力并不符合橋梁隧道施工中的理想狀態(tài)，而這也就在一定程度上給施工帶來(lái)了不利的因素，為了確保施工質(zhì)量，那就必須通過合理的技術(shù)對(duì)軟土地基進(jìn)行處理，從而改善其條件。接下來(lái)，筆者就會(huì)從其危害和處理辦法兩大方面分析，其具體問題還要具體分析。

1 在橋梁隧道施工中軟土地基的危害

我國(guó)地質(zhì)類型復(fù)雜多樣，而同種地質(zhì)類型更是因不同地域自然氣候，水紋狀況等情況更是有不同的性質(zhì)，因而軟土地基的性質(zhì)更是多具變化，因地而異，因?qū)佣?，且并不具備有可預(yù)性，因此設(shè)計(jì)施工中往往稍有不慎便容易出現(xiàn)問題，危害如下：

（1）勘察不準(zhǔn)確。由于軟土層的觸變特質(zhì)——即絮狀性沉積物，當(dāng)原土結(jié)構(gòu)不觸動(dòng)時(shí)并不會(huì)影響其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，但是已觸動(dòng)結(jié)構(gòu)即迅速稀釋變形。因此，勘探人員在現(xiàn)場(chǎng)勘探中雖能得出數(shù)據(jù)，但到現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)由于觸動(dòng)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變化其數(shù)據(jù)也就失效不準(zhǔn)確并不能使其參考，這也就浪費(fèi)了其人力物力財(cái)力。

（2）軟土地基但是卻未能處理好地基，就會(huì)造成塌陷或者支撐失穩(wěn)。前文中也提到軟土的觸變特質(zhì)以及軟土層里含水量較大——壓縮性高可變性大且載重力弱，因此如果在知道軟土層情況下，并沒有及時(shí)合理的加固軟土層增加其抗壓性和承受力那么地基失衡就是不可避免的，當(dāng)然，也有些時(shí)候是由于沒有合理的加固方案亦或者說施工不當(dāng)使其軟土不穩(wěn)固，這種也是會(huì)造成塌陷不穩(wěn)定，因此就告誡我們?cè)O(shè)計(jì)人員一定要視軟土地基情況設(shè)計(jì)不同的方案，而施工人員也應(yīng)當(dāng)根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境情況合理實(shí)施。

（3）堆料不當(dāng)，未按規(guī)定分層填筑，填土過快，碾壓不當(dāng)，造成不穩(wěn)。除去軟土本身特質(zhì)，有些是因?yàn)椴僮鞑划?dāng)致使路堤不穩(wěn)。比如說新會(huì)虎坑——大同橋的引道，就是設(shè)計(jì)中對(duì)軟件基層作了砂袋和砂墊層加固，但因資金限制而大部分取消該處理方案，這也就導(dǎo)致路面發(fā)生塌陷且有不均勻路面下沉的情況。其實(shí)這就是在施工中，并沒有注意分層填充且在不同的地基上填充不同的材料以及在填充的過程要適度使其里面的空間分子擠壓出去加強(qiáng)穩(wěn)定度。在選其材料的時(shí)候無(wú)論是石渣土還是砂礫一定要做到均勻填充卸土，分層填充以期增加其強(qiáng)度，在最大程度上降低對(duì)軟土地基的傷害度加強(qiáng)穩(wěn)定。

（5）“硬殼層”破壞。如果“硬殼層”——即軟土層上面一層比軟土層較高的土層，而該土層的破壞也是會(huì)使得地基不穩(wěn)。同時(shí)我們應(yīng)該善于利用“硬殼層”從而分散對(duì)軟土層的承重力，但是有些時(shí)候?qū)τ凇坝矚印钡目睖y(cè)并不理想，或者施工時(shí)對(duì)其在一定程度上的破壞也就加大了其工程的成本，最重要的是不能如期達(dá)到理想效果。因此在遇見“硬殼層”時(shí)，要注意勘察研究制定合理方案，而在施工時(shí)也應(yīng)該對(duì)“硬殼層”進(jìn)行保護(hù)并加以利用。

2 在對(duì)橋梁隧道的施工中軟土地基的處理辦法

（1）加強(qiáng)建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。首先應(yīng)該加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)整體的承重力或者說剛性。結(jié)構(gòu)本身就具有一定的剛性，而這種剛性又分為兩種：①絕對(duì)剛性——混凝土澆灌物；②相對(duì)剛性——多層磚石框架、多層混凝土結(jié)構(gòu)。但是這些本身所具備的剛性結(jié)構(gòu)，在有些時(shí)候它強(qiáng)度較低且協(xié)調(diào)度也不一能和自身剛性一致，在遇見軟土地基時(shí)使用這些剛性材料中，就應(yīng)該加強(qiáng)關(guān)鍵點(diǎn)的抗拉能力以此加強(qiáng)結(jié)構(gòu)自身的剛性，從而利于結(jié)構(gòu)本身的這種剛性來(lái)調(diào)整部分不均勻下沉的狀況。其次利于結(jié)構(gòu)之間或建筑物之間相互制衡的關(guān)系。有些結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)之間可以相互依托從而增強(qiáng)了整個(gè)結(jié)構(gòu)的抗拉性和剛性，但是并不是所有的的結(jié)構(gòu)關(guān)系會(huì)實(shí)現(xiàn)1+1＞2的效果。當(dāng)結(jié)構(gòu)自身的承重量負(fù)荷時(shí)結(jié)構(gòu)下面的軟土層必然遭到觸動(dòng)發(fā)生改變，尤其是下層軟土地基并不穩(wěn)固時(shí)更容易出現(xiàn)變形，此時(shí)就會(huì)造成周圍建筑受到制約，如其他相關(guān)建筑物結(jié)構(gòu)剛性強(qiáng)有可能只是傾斜，否則反之。因此我們也可以加強(qiáng)自身結(jié)構(gòu)剛性的同時(shí)也可以加強(qiáng)周圍支撐物的剛性。

（2）換填法

填換法即在橋梁隧道腳或者仰拱的位置，將基面以下處理范圍內(nèi)的軟土層的地基部分或全部挖出，然后填充上強(qiáng)度、密度比較大的土或者其他比較穩(wěn)定的抗腐蝕的材料，并在一定范圍內(nèi)通過人工，化工以及機(jī)械等方式進(jìn)行加固夯實(shí)，但是要注意的是在換填的過程中要有效均勻填充并及時(shí)有效夯實(shí)從而加強(qiáng)地基的承重能力提高載重力，也是施工時(shí)便于實(shí)施操作的一種，但是這種情況適合軟土地基層厚度不大如果要處理的軟土基層太多用這種方法會(huì)增加工程的成本。

（3）注漿

注漿則是通過一定比例的注漿將其灌入到松散的巖縫中，通過一定比例的壓入方式，保證隧道內(nèi)圍巖縫空間的封閉性同時(shí)也可以運(yùn)用凝結(jié)或硬化等處理技術(shù)來(lái)增強(qiáng)其密封性。而這種技術(shù)處理方式也就可以對(duì)巖壁內(nèi)縫隙進(jìn)行堵塞處理，從而有效避免地下水的入侵達(dá)到保護(hù)地基降低軟土地基的承重的目的。其次，這種漿液的凝膠處理技術(shù)，因其灌倒松散的巖縫中而這可將松散的巖土凝固成一個(gè)整體，可以提高軟土基層整體個(gè)的載重力。同時(shí)這種漿液也有很好的穩(wěn)定性也就在一定程度上避免受力不均產(chǎn)生的沉降問題，不過在進(jìn)行注漿的時(shí)候也應(yīng)當(dāng)注意到沉降材料的選擇來(lái)判斷堵水滲透性，在注漿時(shí)也要考慮到壓注性以及要根據(jù)實(shí)際操作是的效果來(lái)調(diào)整配置其應(yīng)用范圍也應(yīng)當(dāng)在合理的范圍內(nèi)進(jìn)行以使各項(xiàng)因素合理，更重要的是應(yīng)該合理的選用注漿材料并按比例進(jìn)行注漿，從而保證其材料能夠充分發(fā)揮其作用達(dá)到有效避免路堤塌陷、降低橋面下沉、加固等的目的，而注漿的施工可以通過有效靜壓注漿也是能夠?yàn)槭┕べ|(zhì)量保證的。

（4）強(qiáng)夯

強(qiáng)夯就是軟土地基層含水量在一定的范圍同時(shí)還是軟弱粘性土地基，就可以采用強(qiáng)夯這種手段。其實(shí)這是就是利用土層在巨大壓力之下能夠產(chǎn)生很大的壓力和沖擊力，從而壓縮了土層空間的縫隙并能夠排出縫隙里的水分減少氣泡，同時(shí)應(yīng)當(dāng)在夯實(shí)點(diǎn)周圍的一定的深度內(nèi)設(shè)置良好排放裝置用于排放由于打壓產(chǎn)生大水或者氣泡從而使得土層迅速凝固一起，以此來(lái)提高整個(gè)軟土基層的承重力，關(guān)鍵是在夯實(shí)中要注意力度的均勻程度否則土層中易產(chǎn)生氣泡或者水排泄不多，而這有可能就會(huì)造成地基不穩(wěn)定。因此在夯實(shí)中也要注意方法，從而保證地基的質(zhì)量提高其承載能力。

（5）其他

除了上述之外，首先還可以采用加筋路基法即對(duì)于那些沉降程度不大的路堤可以適度采用土工布?jí)|隔這種方式從而避免軟土基層和路基的偏離，增加其穩(wěn)定性以及剛性也加強(qiáng)了側(cè)向的約束力，也提高了路基的水平橫向排水使其均勻承重也有利于排水以及對(duì)邊坡建立保護(hù)。但是這種技術(shù)手段在一定程度上也會(huì)造成地面水或者地下水的污染，為了實(shí)現(xiàn)人與自然和諧發(fā)展要注意環(huán)境保護(hù)。其次，還可以使用化學(xué)加固的方法，在軟土地基中加入水泥等其他的化學(xué)材料使得與土體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)從而排出土層中的水分和氣體，從而使得軟土基層得到加固提高承載能力。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在橋梁隧道的設(shè)計(jì)和實(shí)施中軟土地基的處理關(guān)系到整個(gè)工程的穩(wěn)定性問題，因此，在橋梁隧道的實(shí)施中應(yīng)該注重對(duì)軟土地基的分析，制定合理大實(shí)施方案加固軟土地基使其具有穩(wěn)定性，提高承受力從而確保橋梁隧道的安全的完成。但是最重要的是對(duì)于軟土地基的問題和情況應(yīng)該因地制宜，因問題而定。

[1]趙華清.淺談軟土地基對(duì)橋梁隧道施工產(chǎn)生的危害及處理措施[J].科技風(fēng)，2016.

[2]鄧學(xué)均.路基路面工程[M].人民交通出版社，2004.