通車后路面出現縱向裂縫的分析及處理

黎燦健

（鄭州市市政工程勘測設計研究院 廣州分院 510640）

1 路面縱向裂縫情況

道路位于佛山市三水區，地處三水盆地內，地勢開闊平坦。地貌屬河流沖積階地地貌單元，路線范圍內荷塘及水溝密布。地質情況依次為：①素填土（田?。?，粉質粘土及少量碎石組成，填積多年，稍經壓實，厚度約3m；②淤泥層，含少量腐殖質，稍具腥臭味，局部夾粉細砂及淤泥質土薄層，流塑，標貫擊數 N/1～2 擊，Cq=3.2kPa；φq=2.83°，fak=40kPa，約 7.7m；③粉質粘土層，以粘粒為主，含少量粉粒，粘性較強，可塑為主，局部軟塑，標貫擊數 N／=5～9 擊，Cq=23.0kPa；φq=14.10°，fak=160kPa，厚約 8.5m；④中細砂層，飽和，中密為主，局部稍密，標貫擊數N／=11～21擊，fak=200kPa。

原方案荷塘塘底清淤換填，厚度為1m，挖除塘梗消除與荷塘高差；道路全幅進行水泥攪拌樁施工，等邊三角形布樁，樁距在車行道范圍1.5m，人行道及邊坡范圍1.8m，樁徑0.5m，樁長嵌入粉質粘土層≥0.5m。路基填高約3.8m，粘性土填筑，瀝青混凝土路面，40cm水穩碎石層，20cm水穩石屑層。

縱向裂縫出現北幅內側第二條車道，距離邊坡坡腳約20m。裂縫寬約5mm，發現后未及時進行封堵，后迅速發展，寬度達2～4cm，錯臺高差約4mm，長度也增加至160m。

經調查，裂縫位置與原地形田埂位置基本吻合。該范圍內縱向裂縫也非第一次發生，在路基填筑過程中，曾出現縱向裂縫，施工單位未予重視，簡單壓實后繼續填筑。路面水穩層施工后再次出現縱向裂縫，施工單位僅將開裂段水穩層破除后在裂縫范圍澆筑厚20cm，寬1.5m的混凝土板，此后完成瀝青混凝土面層施工，于通車后出現了本次的裂縫。

2 縱向裂縫原因分析

原有舊塘梗經長期使用，塘梗底密度相對較高，而荷塘淤泥層密度較小，水泥攪拌樁處理效果存在差異。同時人行道與邊坡范圍處理間距較車行道大，導致路基橫斷面地基處理效果由里往外逐步削弱的情況。流塑狀軟土層較厚，施工操作不規范易發生成樁質量差或斷樁的狀況，攪拌樁施工完成后不足半月即進行填土壓實，部分樁基齡期不足進行路基填筑，也會造成樁體損壞。原狀地基缺乏上部硬殼層，同時軟基處理效果較差，未起支撐上部填土的作用，填土層較厚，壓縮性存在差異，造成沉降不均，易引起路基的沉降和水平滑移，因此在硬軟分界處出現裂縫。

按《城市道路路基設計規范》（CJJ194-2013）規定，路基填筑工程中和填筑后進行變形監測，且控制填土速率，時間不宜小于地基抗剪強度所需的固結時間。在滿足沉降和位移條件下方可進行下一步工序。施工過程未進行相關監測，更在填土厚度4～5m后出現的裂縫卻未引起重視，而只采用簡單的加筋和局部更換路面基層等處理，未徹底找準造成沉降拉裂的主要原因而采取有針對性卸載和加固措施，未能阻止路基不均勻沉降的作用。

3 處理措施

（1）應在裂縫出現后立刻采用瀝青進行灌縫封堵，避免雨水流入路基之內加劇路基損壞。

（2）補充沉降和位移監測，為處理措施提供實測數據。在裂縫路段各個斷面特征位置設置沉降和水平位移的監測。

（3）路面下方有基層開裂采取的水泥混凝土板加蓋，混凝土板下方存在現狀不可見的裂縫，具體沉降、位移情況則無法反應到路面來，阻礙了進一步判斷與分析。通車后出現裂縫問題需立刻采取補救措施，防止路基問題繼續惡化，同時要求最大程度保護已施工的地下管道以及路面結構，因此擬采取高壓旋噴樁處理+反壓護道處理。在道路邊坡外采用反壓護道增強路基穩定性，高壓旋噴樁鉆孔較小，可減小對現狀瀝青混凝土路面的破壞，成樁后可有效減少不均勻沉降及增強路基穩定性。

（4）高壓旋噴樁樁距計算

根據測量數據顯示，現裂縫外側總沉降量為0.029m，內側總沉降量為0.014m，采用沉降反算壓縮模量的方法，計算外側經原水泥攪拌樁處理后的土體壓縮模量，利用本次高壓旋噴樁樁體壓縮模量，以及內側土體壓縮模量作為高壓旋噴樁加固后的復合壓縮模量，進而計算置換率。具體過程如下：

①原水泥攪拌樁處理后外側沉降范圍的土體壓縮模量

土體厚度取值路面以下處理深度，共計11m。采用分層計算，每層厚度取1m，總沉降值0.029m。附加應力取值車輛荷載形成的應力，為25.3kPa。

根據復合地基加固區沉降計算公式：

Sc=ΣPi/Esh

反算后，可得現狀土層壓縮模量為8.2MPa。

②現狀內側非沉降范圍的土體壓縮模量

經處理后的土層最終沉降量需接近內側的沉降量，即可避免沉降差，總沉降值0.014m。

反算后，取得加固后復合壓縮模量為17.0MPa。

③高壓旋噴樁樁體壓縮模量

高壓旋噴樁90d的無側限抗壓強度一般可達2.0MPa。

因此根據狀體壓縮模量計算公式Ep=84.3qu。

高壓旋噴樁壓縮模量為Ep=84.3×2=166MPa。

④置換率計算

根據加固土樁壓縮模量計算公式：

Esp=mEp+（1-m）Es

反算置換率m=（Esp-Es）/（Ep-Es）=（17.0-8.2）/（166-8.2）=0.0558=5.58%。

⑤樁距計算

根據置換率計算公式m=d2/de2；

有效處理直徑de與樁間距S的關系公式；

等邊三角形布置時：de=1.05S；

高壓旋噴樁樁徑選用d=0.5m；

計算出，樁間距 S=（d2/m）-2/1.05=2.0m；

綜上所述，高壓旋噴樁間距需滿足2.0m，可滿足消除沉降差的要求。

（5）處理方案

下沉路基范圍滿布高壓旋噴樁，樁距2.0m，在縱向裂縫周邊4m范圍加密為1.8m，正三角形布置，樁徑0.5m。布孔位置避讓現狀管線，樁側與管壁最小間距≥0.5m。從現路面空鉆4m，4m以下噴射水泥漿，采用32.5級的普通硅酸鹽水泥摻入量≥180kg/m，樁長進入粉質粘土層≥1.0m。水灰比為1：1，水泥漿比重1.49～1.52。施工噴嘴直徑2.4mm，噴漿壓力≥20MPa，噴射管旋轉速度25r/min，噴射管提升速度20～25cm/min。

圖1 路基加固旋噴樁平面示意圖

圖2 路基加固旋噴樁剖面示意圖

高壓旋噴樁處理后進行監測，符合工后沉降和連續2個月監測的沉降量不大于5mm/月要求，路基趨于穩定，進行瀝青混凝土路面修復。對鉆孔空鉆處注漿填充，鋪筑瀝青混凝土修復。對沿裂縫1.5m寬度范圍的路面刨銑10cm，鋪筑土工格柵后，重新攤鋪瀝青混凝土面層。

4 處理效果及總結

完成高壓旋噴樁處理后裂縫不再發展，路基判斷基本穩定，并完成路面層修復。道路重新通車至今已一年六個月，道路使用狀況良好，未出現新增裂縫及其他病害。

本文分析了軟土路基道路在通車后出現裂縫的原因，提出了合理的處理措施，取得以下結論：

（1）在軟土路基段的路基填筑過程中，應嚴格控制填土的時機與速率，避免過快加載，同時做好相應監測。

（2）路基填筑過程中出現縱向裂縫應予以重視，及時分析原因采取有效措施，避免問題延誤導致后續結構出現問題，從而增加處理難度及工程費用。

（3）通車后出線縱向裂縫，對路基進行補強措施，應做好現狀管道的保護，并盡可能減少對現狀路面的破壞。

[1]《廣東省公路軟土地基設計與施工技術規定》（GDJTG/T E01-2011）.

[2]《城市道路路基設計規范》（CJJ 194-2013）.