探讨公路桥梁隧道软土地基处理的相关对策

马杜山

(甘肃万泰建设工程有限公司，甘肃 兰州 730000)

1 软土地基对公路桥梁隧道施工的影响

首先，公路桥梁隧道施工范围内的软土呈现较差的可渗透性，基于软土本身渗透性低且含水量高的特点，通常情况下易呈现饱和的状态，且软土负荷初期会产生高孔隙水压，致使区域内土地固结程度较低从而对隧洞地基的强度和稳定性造成不利影响[1]；其次，软土是高压缩性土，当液限恶化含水量不断提高时其压缩能力也会随之增加，若施工荷载则会导致软土严重变形并呈现不稳定的状态；最后，通常情况下软土的含水率在50%～70%，液限在40%～60%，天然孔隙比为1∶2，饱和度达到95%以上。软土的含水率与液限和天然孔隙比的增加成正比，因此呈现较高的可压缩性和抗剪强度，从而影响到后续路基压实工作的具体施工。

1.1 软土地基易造成路面侵蚀

公路桥梁隧道中存在软土地基所产生的路面侵蚀问题是较为严重的不利影响，会对公路桥梁的结构和使用寿命造成损害，从而致使工程项目的整体效益有所下降。软土自身的承载能力不佳，其地基主要成分多为稀松的土壤，易受到雨水及其他外部因素的侵蚀，遇到降水较多的季节可能还会出现地基大面积塌陷，从而大幅度降低公路桥梁隧道的质量安全。且铺设软土地基时常会应用水泥、钢筋、碎石等材料，这样材料本身的抗腐蚀能力并不强，导致路面侵蚀问题加剧，使用过程中易出现材料脱落和结构松散的问题，对整个施工项目产生不利影响。

1.2 软土地基易造成路面沉降

基于软土地基稳定性差、支撑能力不足等特点，在开展公路桥梁隧道建设时若不予以充分重视并处理，极易造成路面沉降问题[2-3]。软土地基发生路面沉降是因其软土层受到水分侵蚀而导致承重能力降低，在路面填料随着施工进程持续增加时会出现路面沉降现象。且软土地基本身的牢固程度较低，当受到自身压力和路面承重压力的双重作用时极易发生一定范围的路面沉降，严重时可能会导致坍塌事故。

2 公路桥梁隧道软土地基处理要点

2.1 提高抗剪强度

软土地基承受剪切破坏力的主要原因是其自身具有较差的承载能力，侧向土压力产生的作用会导致公路桥梁隧道整体框架的稳定性受到影响；或是受到填料和隧道建筑荷载影响，软土地基表面会出现一定的凸起部位，这些问题的产生都受到抗剪强度不足的影响，因此，进行公路桥梁隧道软土地基处理时有效提高抗剪强度是关键性的环节。

2.2 降低地基透水性

在进行公路桥梁软土地基挖掘基坑的过程中，由于部分施工单位缺乏科学性和合理性，加上土层内部本身存在一定的问题，导致软土地基处出现程度不一的渗漏问题。进行公路桥梁隧道软土地基处理时应采取科学支撑措施以有效降低软土地基的透水性能，从而减少土层承担的水压力[4]。

2.3 改善动力特征

公路桥梁隧道地基的动力特征具体体现在若发生地震这类地质运动时，地基土层中较为松散的粉砂质会发生液化反应，这种反应现象会对地基土的动力特征产生影响[5]。除此之外，隧洞施工过程中进行打桩等环节也会在一定程度上造成软土地基出现下沉的状况，因此，要针对这类施工环节的振动特征进行有效改善和优化，从而为隧洞软土地基处理和施工提供保障。

2.4 减少软土地基的压缩性

软土地基土质的压缩性会具体体现在大范围建筑物的沉降现象，基于公路桥梁隧道的功能应用，对其本身的荷载要求较高，因此在承受的建设项目荷载压力超过一定标准时，会导致沉降问题的出现，同时进行基坑挖掘或外部环境降水同样会导致沉降问题。这一类的沉降问题在很大程度上都是由地基土压缩性偏高所引发的，因此，进行公路桥梁隧道软土地基处理的过程中需针对地基土的压缩性采取一定的措施，有效提升其压缩模量从而降低软土地基不均匀沉降几率，尽可能避免因压缩性路基沉降而带来的风险和隐患。

3 公路桥梁隧道软土地基处理具体对策

3.1 超前预支护结构

针对公路桥梁隧道的软土地基开展处理工作可首先进行超前预支护结构的建设，超前预支护结构具体是指在实际开展公路桥梁隧道施工建设之前，采取一定的措施对软土地基进行支护加固处理，目前应用于高速公路桥梁隧道建设中较为常见的方法有管棚法、超前小导管和掌子面喷射混凝土三种类型[6]。

管棚法具体是指依照项目施工图纸所设计的孔洞分布方案，沿隧道轮廓线在其外表面安置钢管棚，并在各钢管内部进行注浆处理从而赋予钢管支护能力，形成有效的支护结构，达到提高软土地基抗压性能的效果。应用于公路桥梁隧道软土地基处理中，管棚加固法较为适合对完整性差且松散性高的软土地基进行处理施工，能在最大程度上发挥其支护效用，不仅可以有效提升软土地基横向的支撑力，还进一步为其纵向梁起到了加固作用。

超前小导管是现阶段应用于软土地基预支护处理中较为常见的一种技术方法，利用超前小导管可以有效改善隧道中土层松散的问题，注浆后可进一步增强软土地基的稳定性能，在隧道开挖完成后和初期预支护阶段对于支撑软土地基具有较大的应用价值。选择长度在3～5 m的超前小导管沿施工桥梁隧道的纵向方向依照外轮廓线进行注浆管道的设置，将超前小导管的尾端安置在钢架的腹部位置并制成钢花管，再选择水泥和水玻璃双浆液按照1∶1的比例进行混合注浆，超前小导管的作用与管棚法类似，可有效创造稳定安全的隧道施工环境。

最后一个重要的软土地基预支护处理方法是掌子面喷射混凝土封闭法，在进行公路桥梁隧道施工时遇到软土地基含水量过高的情况时可采取喷射混凝土的方式对掌子面进行密封处理，或采取掌子面注浆的方式，注浆钻孔的位置布局需要充分考虑隧道环境水层分布和软土地基情况，根据注浆范围、单个注浆孔分布以及钻孔作业实际要求而灵活调整，精准定位钻孔位置后可选用地质钻机开钻注浆口，当钻孔深度达到规定标准时即可开始注浆，从而到达超前预支护的目的和效果。

3.2 超前预加固处理

当前公路桥梁隧道施工项目较为常见的软土地基超前预加固处理方法有地表注浆法和洞内钻孔注浆法两种。地表注浆法具体是指在开展公路桥梁隧道的施工环节时，在软土地基中设置带孔的钢管，并向每个钢管管道内注入一定量的混凝土浆料，使钢管与地基紧密结合从而有效改善软土地基的强度。地表注浆法适用于土质情况较差且土层孔隙较大的软土地基部分，能够充分发挥其价值效用，但应用于含黏土地质中则效果会大打折扣。

洞内钻孔注浆法需要利用注浆机械设备来完成对软土地基的处理，通过使用注浆设备将具有填充性和凝胶性的填充物质合理注入需要采取加固措施处理的软土地基中。这类填充材料进入到软土地基的裂缝中，会逐渐发生凝固反应，从而实现软土地基强度的提升。洞内钻孔注浆法不仅可以有效提升软土地基的承载力和稳定性，而且可以起到软土地基防止水分侵蚀的保护作用。

3.3 软土地基紧密压实法

软土地基紧密压实处理方法具体包括石灰填塞压实法和强夯土处理法。石灰填塞压实法是利用石灰材料本身较为良好的吸水能力，在吸收水分后会发生一定的膨胀变化，膨胀反应产生的力可以完成对软土地基的挤压加固处理。在实际应用过程中，在软土地基中合理添加一定量的石灰物质可以进一步优化软土地基的密实度和基础强度。石灰填塞法更适合应用于土质成分主要为黄土和素填土的地质，不仅可以降低软土地基的含水量，还可以提升隧道软土地基处理工作的效率从而加快施工进程。

强夯土处理法则是指公路桥梁隧道在施工过程中若遇到软土地基，直接通过应用机械设备来对其反复压实从而达到软土地基加固的目的，强夯法步骤简单、可操作性强，应用这种方法可以改善软土地基土层内部颗粒空隙大的问题，从整体上提升软土地基的结构强度和稳定性能。

3.4 垫层法

垫层法具体是指在针对公路桥梁隧道软土地基进行施工处理时，可以利用本身强度较大的地质结构作为垫层，通过垫层强度的支持实现软土地基整体强度和承载能力的提升，并有效改善软土地基路面沉降问题。选择垫层法时，首先要对软土地基基本情况、土质成分和土层结构进行全面勘察与掌握，在立足于隧道施工的具体要求来选择符合强度要求的垫层材料，需要注意的是垫层应具备良好的排水能力。通常情况下进行公路桥梁隧道软土地基处理时可以选择铺设0.8 m的垫层，这一厚度标准基本可以满足各类软土地基的加固处理要求，同时还可以保持地基有效的排水性，降低了水分对软土地基产生侵蚀的可能性。

4 结束语

公路桥梁及隧道是我国在开展交通基础设施建设过程中的重要组成部分，若在施工过程中遇到软土地基必须及时采取科学措施对其进行处理。通过掌握软土地基的处理要点，以提升软土地基强度、承载力和稳定性，通过超前预支护、超前预加固、压实与垫层方法有效完成软土地基的处理工作，从而达到理想的支撑加固效果，进一步提升公路桥梁及隧道施工项目的质量性能和整体效益。

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