城市隧道地基处理研究

张大鹏 刘超

【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

中图分类号：U45文献标识码： A

就目前情况而言，我国在地基处理方面的技术日臻完善。但是，在对隧道地基处理过程中要具体问题具体分析，面对不同的地基要采取不同的措施来进行处理，这样才可以解决施工过程中遇到的实际问题。在软土隧道地基处理过程中遇到的问题会比较小，对技术的要求也没有那么高。但是，在湿陷性黄土隧道地基处理过程中遇到的问题就比较大，对技术的要求也就随之提高。本文主要对这两种地基处理进行研究，以便提供资料和技术支持。

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。

2湿陷性黄土隧道地基处理

2.1隧道工程地质特征

某隧道以地层时代为划分依据可以划分为三个地层，分别是第四系全新统、上更新统、上第三系地层，并且洞身为砂质黄土。

2.2湿陷性黄土的具体分布情况

第四系全新统黄土主要是分布在城市隧道出口的两侧和瓦石沟沟谷的两侧，并且具有很强的湿陷性，其湿陷性厚度可达30m；第四系上更新系统主要是分布在城市隧道洞身以及隧道的进口，同样具有非常强的湿陷性，其湿陷性厚度可达40m。

2.3湿陷性黄土隧道的地基处理方案

湿陷性黄土隧道的地基处理方案可以从以下几个方面来分析：第一，对湿陷性黄土地基进行换填加固处理。城市隧道的进出口处是比较松软的砂质黄土，在进出口出明挖施工，然后填至砂砾等硬度比较大的材料，这样可以消除隧道的基础湿性，从而提高基地承载力，该方法一般适用于软土层比较薄而且施工方面的地区。换填法已经我国很多城市道路施工中被广泛应用，并取得了不错的应用效果。第二，对湿陷性黄土地基进行搅拌桩旋喷桩加固处理。对城市隧道湿陷性黄土地基进行加固之前要在材料、机械、作业等方面做好充分准备，在对隧道进行设计时主要是用水泥土来作为桩身的材料，土料可以选用隧道挖方素黄土，过筛之后可以使用，在搅拌桩旋喷桩施工之前一定要将水泥土的土样拿去进行试验，试验合格以后来最终确定水泥土的最佳含水量。在材料准备好以后需要采用沉管法来打孔，然后填入已经准备好的材料，最后进行打桩，最常用的沉管法便是振动沉管法，因为振动沉管法在施工过程中噪声比较小，并且产生的振动也比较小。在所有的材料都准备好以后，就开始进行开挖，需要注意的是在开挖的过程中一定使黄土隧道施工的安全性得到保障。在挖除下台阶以后，暂时不要开挖隧道的底部，先将施工场地进行平整，然后对水泥挤密桩进行施工，施工完成以后对地基承载力进行检验，检验合格以后再对隧道底部进行开挖，开挖时要对仰拱进行及时封闭。在整个施工程序完成以后要注意对施工现场进行监控，通过监控所反映的信息来确定施工的可靠程度，在监控过程中发现问题以后要及时采取有效的措施来解决问题，防止事故的发生，从而保证整个施工的顺利进行。该方法主要适用于软土层比较厚的地区。

3总结

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】

[1]刘亚君.某隧道基坑施工受限时软土地基处理方案设计[J].城市建设理论研究,2013(10):69-70.

[2]黄龙,周顺华,宫全关.软土地区盾构隧道下穿新建铁路的地基处理方案研究[J].城市轨道交通研究.2013(02):97-98.

[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.