某高填路基縱向裂縫成因與處置措施分析

王少一，王劍鋒

（安徽省交通勘察設計院有限公司，安徽 合肥230011）

1 概述

某公路位于安徽省六安市大別山區霍山縣磨子潭鎮，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，根據調查，裂縫長度約600m，裂縫寬度一般為1～5cm。

2 場地氣候條件

工程區隸屬于霍山縣磨子潭鎮，地處大別山腹地，屬北亞熱帶季風性氣候區。季風顯著，四季分明，雨量充沛，冷熱適中。區域差異小，垂直變化大，氣候資源豐富。冬季雨量少，偏北風多，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，多氣旋活動并有小高壓盤距，風向不定，天氣多變。區內常年平均氣溫為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。年平均蒸發量為1459.4mm。年平均無霜期為224天。

3 工程特性

3.1 場地周邊環境

工程區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，邊坡所在丘陵及周邊外遍植樹木、灌木，人類活動種植活動不顯著，對邊坡安全影響很小。

3.2 水文地質條件

工程區地下水按賦存特征及水理性質，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，不構成獨立含水層。基巖裂隙水主要賦存于太古界片麻巖的節理裂隙之中，本次勘察期間鉆孔深度范圍及坡體未見泉水露頭。地下水主要補給來源于大氣降水及斜坡地表徑流，受季節及天氣影響大。

3.3 地震及場地評價

根據《中國地震動參數區劃圖》（GB18306～2015），安徽省六安市霍山縣磨子潭鎮Ⅱ類場地基本地震動峰值加速度值為0.10g，對應地震基本烈度為7度，地震動反應譜特征周期為0.35s。依據《公路工程抗震規范》（JTG B02-2013）判定該工程場地土的類型均為中硬土，場地類別為Ⅱ類，為建筑抗震不利地段。

4 工程地質條件分析及評價

4.1 路基病害原因分析

通過調查及鉆探結果分析認為該路基產生裂縫的原因[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，水流流動帶走細小顆粒，進一步加劇了路基填料顆粒的不均衡性，使填料級配進一步變差。③雨水滲入路基，使路基填料處于飽水狀態，路基填土的摩擦角變小，出現路基變形。填方一側也因飽水出現較大的工后沉降，使路面出現嚴重裂縫。

4.2 穩定性分析評價

4.2.1 定性分析

工程區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生變化，造成差異沉降。目前路基邊坡天然狀態下整體處于相對穩定性狀態，但在暴雨或連續降雨等外因影響下，穩定性平衡產生破壞，可能產生路基滑塌。

4.2.2 定量計算分析

根據定性分析的情況，選取典型斷面進行穩定性計算。填方路基主體以碎石為主的素填土層，下部強風化層，裂隙發育，可作碎裂結構考慮，因此本次選用簡化Bishop法計算。本邊坡地層計算參數采用本段邊坡附近同地質單元試驗參數結合工程經驗和反演法計算綜合確定。計算參數見下表。

計算參數建議值一覽表

結合定性分析及定量計算結果，可以判明填方路基邊坡淺層在正常工況下穩定系數1.03-1.08，處于穩定狀態；非正常工況下穩定系數0.78-0.98，處于欠穩定狀態，沿填土層內滑動。在降雨等因素打破平衡狀態下，填方路基邊坡巖堆體沿填土層及土石分界面易發生整體滑塌。

5 處置措施

根據本次勘察及分析結果，結合地區治理經驗，采取處置措施為①完善防、排水系統，增設截水溝、排水溝，或改善排水溝排水能力并加強防滲處理，設置好水口，減少滲漏，并加強日常管養。②對已發生失穩沉陷的填方路基進行樹根樁、鋼管樁輔以注水泥漿進行加固處理，增加路基穩定及整體性。③對存在地基、路基失穩和橫坡較陡的高填方斷面路段，根據驗算結果，視需要打入抗剪抗滑錨固樁。④根據工程需要可對路基沉降進行后期監測。

6 結論

工程區路基處于陡坡處，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，填料摩擦角變小，出現路基變形。填方一側也因飽水出現較大的工后沉降，使路面出現較多嚴重裂縫。應完善防、排水系統，并加強日常管養，并對路基進行注漿及錨固措施加固。