某高填路基縱向裂縫成因與處置措施分析

王少一，王劍鋒

（安徽省交通勘察設(shè)計(jì)院有限公司，安徽 合肥230011）

1 概述

某公路位于安徽省六安市大別山區(qū)霍山縣磨子潭鎮(zhèn)，路線沿山坡走向，山坡自然坡度約30～50。，植被主要為竹林、松林等。場(chǎng)地巖性為第四系填土層和太古界片麻巖，路基填料以路基開挖山坡碎石為主，路基填筑厚度約10.4～15.7m。路基寬8.5m，路面寬7.0m，根據(jù)調(diào)查，裂縫長度約600m，裂縫寬度一般為1～5cm。

2 場(chǎng)地氣候條件

工程區(qū)隸屬于霍山縣磨子潭鎮(zhèn)，地處大別山腹地，屬北亞熱帶季風(fēng)性氣候區(qū)。季風(fēng)顯著，四季分明，雨量充沛，冷熱適中。區(qū)域差異小，垂直變化大，氣候資源豐富。冬季雨量少，偏北風(fēng)多，顯得干冷；夏季雨水多而光照充足，顯得濕熱；春秋是冬夏的過渡季節(jié)，多氣旋活動(dòng)并有小高壓盤距，風(fēng)向不定，天氣多變。區(qū)內(nèi)常年平均氣溫為15.2℃，一年中以1月氣溫最低（平均2.4℃左右），7月氣溫最高（平均27.4℃左右），極端最高氣溫為40.3℃（1978年7月26日），極端最低氣溫為-17.4℃（1982年1月6日）。年平均降水量一般在1400mm；年內(nèi)降水集中在3～9月，降水量約占全年總降水量的60%，每年11月～12月降水最少；年平均降雪日15～18天。年平均蒸發(fā)量為1459.4mm。年平均無霜期為224天。

3 工程特性

3.1 場(chǎng)地周邊環(huán)境

工程區(qū)原為安徽西北部低山丘陵，為碎石填方路基，形成路基邊坡，邊坡最大坡高約15m。附近無居民點(diǎn)，邊坡所在丘陵及周邊外遍植樹木、灌木，人類活動(dòng)種植活動(dòng)不顯著，對(duì)邊坡安全影響很小。

3.2 水文地質(zhì)條件

工程區(qū)地下水按賦存特征及水理性質(zhì)，可分為松散巖類孔隙水和基巖裂隙水兩類。松散巖類孔隙水的含水層主要為素填土層，本次勘察該層未見地下水，局部稍濕，不構(gòu)成獨(dú)立含水層?；鶐r裂隙水主要賦存于太古界片麻巖的節(jié)理裂隙之中，本次勘察期間鉆孔深度范圍及坡體未見泉水露頭。地下水主要補(bǔ)給來源于大氣降水及斜坡地表徑流，受季節(jié)及天氣影響大。

3.3 地震及場(chǎng)地評(píng)價(jià)

根據(jù)《中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306～2015），安徽省六安市霍山縣磨子潭鎮(zhèn)Ⅱ類場(chǎng)地基本地震動(dòng)峰值加速度值為0.10g，對(duì)應(yīng)地震基本烈度為7度，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.35s。依據(jù)《公路工程抗震規(guī)范》（JTG B02-2013）判定該工程場(chǎng)地土的類型均為中硬土，場(chǎng)地類別為Ⅱ類，為建筑抗震不利地段。

4 工程地質(zhì)條件分析及評(píng)價(jià)

4.1 路基病害原因分析

通過調(diào)查及鉆探結(jié)果分析認(rèn)為該路基產(chǎn)生裂縫的原因[1-7]為：①公路路基填方較高，最大坡高約15m，且填料為棄方碎石，天然級(jí)配較差，空隙較大，透水性較好。②在雨季期間，連天降雨，特別是暴雨等相對(duì)集中，造成排水不暢，水流集中于路基坡角，填方路基遇水浸入，水流流動(dòng)帶走細(xì)小顆粒，進(jìn)一步加劇了路基填料顆粒的不均衡性，使填料級(jí)配進(jìn)一步變差。③雨水滲入路基，使路基填料處于飽水狀態(tài)，路基填土的摩擦角變小，出現(xiàn)路基變形。填方一側(cè)也因飽水出現(xiàn)較大的工后沉降，使路面出現(xiàn)嚴(yán)重裂縫。

4.2 穩(wěn)定性分析評(píng)價(jià)

4.2.1 定性分析

工程區(qū)路基處于丘陵山坡處，為填方路基，路基填料為棄方碎石，最大坡高約15m，天然級(jí)配較差，透水性較好。自然山坡約為30～50。，路基為半挖半填式，雨水滲入路基，在雨水長期浸泡下，使路基填料的工程特性發(fā)生變化，造成差異沉降。目前路基邊坡天然狀態(tài)下整體處于相對(duì)穩(wěn)定性狀態(tài)，但在暴雨或連續(xù)降雨等外因影響下，穩(wěn)定性平衡產(chǎn)生破壞，可能產(chǎn)生路基滑塌。

4.2.2 定量計(jì)算分析

根據(jù)定性分析的情況，選取典型斷面進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算。填方路基主體以碎石為主的素填土層，下部強(qiáng)風(fēng)化層，裂隙發(fā)育，可作碎裂結(jié)構(gòu)考慮，因此本次選用簡(jiǎn)化Bishop法計(jì)算。本邊坡地層計(jì)算參數(shù)采用本段邊坡附近同地質(zhì)單元試驗(yàn)參數(shù)結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)和反演法計(jì)算綜合確定。計(jì)算參數(shù)見下表。

計(jì)算參數(shù)建議值一覽表

結(jié)合定性分析及定量計(jì)算結(jié)果，可以判明填方路基邊坡淺層在正常工況下穩(wěn)定系數(shù)1.03-1.08，處于穩(wěn)定狀態(tài)；非正常工況下穩(wěn)定系數(shù)0.78-0.98，處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，沿填土層內(nèi)滑動(dòng)。在降雨等因素打破平衡狀態(tài)下，填方路基邊坡巖堆體沿填土層及土石分界面易發(fā)生整體滑塌。

5 處置措施

根據(jù)本次勘察及分析結(jié)果，結(jié)合地區(qū)治理經(jīng)驗(yàn)，采取處置措施為①完善防、排水系統(tǒng)，增設(shè)截水溝、排水溝，或改善排水溝排水能力并加強(qiáng)防滲處理，設(shè)置好水口，減少滲漏，并加強(qiáng)日常管養(yǎng)。②對(duì)已發(fā)生失穩(wěn)沉陷的填方路基進(jìn)行樹根樁、鋼管樁輔以注水泥漿進(jìn)行加固處理，增加路基穩(wěn)定及整體性。③對(duì)存在地基、路基失穩(wěn)和橫坡較陡的高填方斷面路段，根據(jù)驗(yàn)算結(jié)果，視需要打入抗剪抗滑錨固樁。④根據(jù)工程需要可對(duì)路基沉降進(jìn)行后期監(jiān)測(cè)。

6 結(jié)論

工程區(qū)路基處于陡坡處，為填方路基，路基填料為棄方碎石，最大坡高約10m，天然級(jí)配較差，透水性較好。雨水滲入路基，使路基填料處于飽水狀態(tài)，填料摩擦角變小，出現(xiàn)路基變形。填方一側(cè)也因飽水出現(xiàn)較大的工后沉降，使路面出現(xiàn)較多嚴(yán)重裂縫。應(yīng)完善防、排水系統(tǒng)，并加強(qiáng)日常管養(yǎng)，并對(duì)路基進(jìn)行注漿及錨固措施加固。