城市道路路基病害勘察、分析及穩定性評價

高 磊

（山西省交通規劃勘察設計院，山西 太原 030012）

晉中市榆次大學街韋五街東延段城市道路已經投入運營使用，自2015年雨季后，K1+580—K1+720段左幅路面出現不同程度的沉降、開裂，嚴重影響了城市道路行車的舒適性和安全性。

1 場地工程地質條件

1.1 地形、地貌

項目區位于山西省中部，太原盆地邊緣地帶。此路段屬黃土丘陵區，施工前為一黃土沖溝，標高853.3～873.3，相對高差約20 m，溝底內為晉中宏安民用爆破器材倉庫的窯洞（已被處治）。

1.2 地層巖性

場地巖性主要由第四系全新統（Q4me）路基填土、第四系中更新統洪積（Q2pl）黏性土組成。分述如下：

a）第四系全新統（Q4me）路基填土 表層1.2～2.0 m為瀝青路面和混凝土墊層，素填土成份以中密粉土為主，呈褐黃色，稍濕—濕，局部夾有粉質黏土和煤屑，含有植物根系。

b）第四系中更新統（Q2pl）粉土和粉質黏土粉土呈褐黃色，稍濕—濕，中密，粉質黏土呈淺紅褐色，可塑—硬塑。局部含有菌絲和鈣質結核。

1.3 地質構造及地震

項目區位于晉中新裂陷的東北部邊緣地帶，構造活動不明顯，項目區構造簡單。根據《山西省地震動峰值加速度區劃圖》，項目區內的動峰值加速度為0.20g，相應的地震基本烈度為Ⅷ度。勘察區歷史地震活動不發育，地震的危害程度較低。從區內總體烈度和構造情況分析，項目區場地穩定性較好。

1.4 水文地質條件

勘察期間，在鉆探深度范圍內未揭示地下水，現場亦無地表水分布，但在雨季期間，左幅路基左側沖溝內匯集大量雨水，排泄不暢，形成匯水區域。水文地質條件簡單。

2 路基病害現狀

K1+580—K1+720段左幅路面出現不同程度的沉降、開裂等，影響了行車的舒適性和安全性。其中K1+590—K1+660段機動車道路面中心有一縱向裂縫，長度約70 m，裂縫寬度約5～30 cm，沉降高度約1～2 cm，機動車道路面裂縫現已水泥充填；K1+705附近路面為一橫向裂縫，長度約9 m，裂縫寬度約1～2 cm。

3 工程地質勘察

本次勘察完成工程地質物探和鉆探，累計段落長度約200 m。根據現場環境、病害發育位置、程度及路段長度，結合填土高度，布置物探高密度測線兩條，測線長度206 m×2=512 m，電極距2 m，測點104×2=208 個；布置鉆孔 4個，孔深 20.0～30.0 m，累計鉆探總進尺100 m，所有鉆孔巖芯均拍照存檔。共采取原狀樣品（土樣）48件，由山西省交通規劃勘察設計院試驗研究中心進行了土工試驗，完成標準貫入試驗48次；實測斷面4條，累計長度230 m。

3.1 物探

3.1.1 目的、方法及儀器

本次物探勘察的目的是探測變形路段的路基填土是否局部存水、是否存在空洞。

勘察路段右側為一蔬菜批發市場，車流量較大，地震勘探無法施工。路基為強夯土層，厚約15～20 m。根據現場情況，選用高密度直流電法勘探，儀器選用北京驕鵬E60M高密度電法儀。

3.1.2 測線布置

根據現場情況，在中央綠化帶和路北綠化帶內各布設一條測線。測線起點距路面裂縫東端70 m；測線終點距路面裂縫西端70 m。電極距2 m，測線總長512 m，測點208個。

3.1.3 資料解釋

3.1.3.1 中央綠化帶測線

本測線位于中央綠化帶北邊側，長206 m，測點104個。

圖1 中央綠化帶測線視電阻率擬斷面圖（單位：m）

從圖1可以看出：視電阻率曲線橫向上起伏變化不大，沒有明顯的局部電阻率值異常，縱向上表層視電阻率值較高，向下漸變均勻，是上部水穩層，下部為填土層的反映。綜合分析認為：本測線內地層結構較為均一，沒發現存在局部異常。

3.1.3.2 路北綠化帶測線

本測線位于路北側綠化帶內，距人行道3.5 m，測線長206 m，測點104個。

圖2 路北綠化帶測線視電阻率擬斷面圖（單位：m）

圖2中，測線20～40之間及160～180之間的高阻區域電阻率值約為40～50，推測為原生土層；60～70之間，埋深約10～16 m處視電阻率值略偏高，推測認為是土層不密實或土質不均；其余地段視電阻率曲線在橫向上起伏變化不大，縱向上視電阻率值變化均勻，反映了本測線內地層結構基本穩定，填土層基本均勻。

3.1.4 成果

通過本次高密度電法勘察，分析認為：

a）勘察路段的中央綠化帶下部0～20 m內地層正常，未發現局部充水或存在直徑大于2 m的空洞。

b）勘察路段的路北綠化帶距測線起點60～70 m間，埋深約10～16 m處，土體不密實或存在土質不均；其余段未發現局部充水或存在直徑大于2 m的空洞。

3.1.5 存在問題

由于現場條件局限，本次布設的兩條測線相距26.5 m，線距偏大。但路面已鋪裝完成，中間未能成功布設測線，因此，本次成果只能說明裂縫路面兩側地層情況。

3.2 鉆探

3.2.1 目的

本次鉆探勘察的目的是查明路基變形段的地層結構、地下水情況，尤其要查明有無軟弱層。

3.2.2 鉆孔布置

根據現場情況，在物探解譯成果的基礎上，在異常區域布置鉆孔，鉆孔深度20～30 m，要求干鉆。主要在橫向上控制地層，布設鉆孔4個，形成2個地質橫斷面。

3.2.3 鉆探成果

根據鉆孔揭示，地層主要由填土和黏性土組成，上部Q4填土以素填土為主，含有植物根系，局部有磚塊和少量煤渣，稍濕狀，中密結構，鉆探過程中局部有漏水現象；下部Q2黏性土由粉土和粉質黏土組成，含有菌絲及鈣質結核，粉土呈褐黃色，狀態稍濕—濕，中密結構，粉質黏土呈褐紅色，堅硬—可塑狀。地質橫斷面示意圖見28頁圖3。

4 路基沉降變形原因分析

結合本次地質調查、物探、鉆探和試驗成果分析，本次勘察路段屬于填方路基，填料主要為粉土和粉質黏土，密實度一般—中等，含水量一般，呈堅硬—硬塑狀態，地基承載力一般—較高，僅在鉆孔ZK2（17.0 m處）、ZK4（14.0 m處）鉆進過程中有漏漿現象，鉆孔ZK2、ZK4揭示，緊挨填土下方的原地層中含水量均較大。鉆孔ZK2中18.0～23.0 m深度范圍內為Q2粉土，含水量21.1%～22.9%，液性指數0.43～0.64，強度較低；鉆孔ZK4中18.0～25.0 m深度范圍內為Q2粉質黏土，含水量18.8%～22.3%，液性指數0.13～0.49，強度較低。

物探成果中的高阻異常區位于左幅路面左側綠化帶中，揭示在填土深度10～16 m范圍存在相對較大的孔隙，此處填土密實度不足，易形成滲水通道，ZK2、ZK4亦位于左幅路面左側的綠化帶中，在綠化帶左側有一土溝，溝內填土松散，雨季時大量雨水匯聚于此，排泄不出，滲入地下，溝底可見塌陷坑洞，雨水滲入填土地層和原地層，使路基下方局部土層承載力降低，引起路基路面沉降變形。

圖3 工程地質橫斷面示意圖

5 路基的穩定性評價

項目區段落內左幅機動車道在雨季出現寬窄不一的裂縫，經水泥漿液填充后未見進一步擴大跡象，說明此處段落內地基沉降已基本趨于穩定狀態，但不表明此處段落不具備繼續發生沉降的可能。

6 結論及建議

a）地表水排泄不暢下滲引起地基下方土層含水量較大、強度降低是引起填方路段路基產生不均勻沉降變形的主要原因。

b）建議加強對病害路段的觀測，對已沉降變形路段進行治理。

c）建議完善地表和路基左側溝內排水措施，減小地表水下滲對路基的影響。