城防工程堤顶路面产生断板的原因及解决途径

熊志福，宋 昱，李红文

(1.浙江广川工程咨询有限公司，杭州 310020；2.浙江省水利河口研究院，杭州 310020；3.上海铁路局杭州房产建筑段，杭州 310009)

城防工程堤顶路面产生断板的原因及解决途径

熊志福1，2，宋 昱3，李红文1，2

(1.浙江广川工程咨询有限公司，杭州 310020；2.浙江省水利河口研究院，杭州 310020；3.上海铁路局杭州房产建筑段，杭州 310009)

鹳山-恩波桥段是富春湾堤的下游部分。由于堤防内侧建有宽30～100m的条带状江滨公园，这段堤防为人民群众日常休闲娱乐的公共场所。目前，这段堤防多处出现沉陷、开裂等问题，给群众的日常休闲娱乐带来了安全隐患。文章针对这段堤防产生断板的原因进行研究，并提出解决的途径：要先采取措施，遏制裂缝程度的加剧；针对出现裂缝的不同严重程度，采取不同的裂缝填补方案。

城防工程；堤顶路面；断板；解决途径

富春湾堤为富阳市区城防工程，位于富阳市区南侧，南临富春江，东起鹳山脚，经大浦闸，西止鹿山，全长4.75 km。其中，鹳山—恩波桥段是恩波桥段的下游部分，全长约900 m。目前，鹳山—恩波桥段多处出现沉陷、路面与灌砌石挡墙脱开等问题，存在安全隐患。这些隐患给群众的日常休闲娱乐带来不便和危险。为了还百姓一片安全的休闲娱乐场所，就要对城防工程堤顶路面产生断板的原因进行研究，根据产生原因制定解决的方案。

1 城防工程堤顶路面断板的基本情况

根据路面断板的断裂程度，路面断板可以分为3种，即轻微断裂、中等断裂以及严重断裂。轻微断裂表现为裂缝轻微剥落或无剥落，裂缝宽度在3 mm以下，板块未见分割。中等断裂表现为裂缝中度剥落，裂缝宽度介于3～25 mm，板块分裂块数≤3块。严重断裂表现为裂缝中度剥落，裂缝宽度>25 mm，板块分裂块数>3块。对不同断裂程度的路面断板的处理方式不同，因此，对路面断板进行实地勘察后要对断板的情况进行分析，再根据实际情况制定断板处理方案。根据城防工程路面的勘查结果显示，富村江堤出现的纵向裂缝共3处、横向裂缝共11处、挡墙伸缩缝共5处。其中，纵向裂缝的宽度介于15～108.07 mm，部分部位的断裂程度比较严重，长度介于8.1～109.4 m，最大深度为1.56 m，裂缝两侧存在高度差，走向同堤线。横向宽度介于3～10 mm，断裂程度比较轻微，长度介于2.12～3.01 m，走向垂直堤线。伸缩缝宽度介于27～76 mm，两侧最大相对错动18 mm，走向垂直堤线。

2 城防工程堤顶路面产生断板的原因

2.1 填土材料、施工不合格

城防工程堤顶路面的基础地质材料、施工不符合原设计标准，导致灌砌块石挡墙基础混凝土灌注桩承载力不均或不足，路面难以承受拉应力而开裂。主要体现在以下3个方面：

1)堤身的填土材料质量较差。填土材料的质量问题是引起路面产生断板的常见原因。根据勘查数据显示，堤身的填土总厚度6.60～7.50 m，主要材料为碎石土及杂填土，表层为厚0.15～0.20 m混凝土路面层，下部主要由碎石土及杂填土填筑而成，填筑质量较差，与原设计填筑料不相符。填土材料质量比较差，会导致填土内部强度不一致，薄弱处容易发生断裂。

2)填土材料分布不均匀。填土材料分布不均匀，一方面会使得堤身的承受力能力分布不均，另一方面会使得黏性土更易于流失。根据勘查结果显示，墙后回填土主要为碎石土及杂填土，性质杂乱，多属松散状。据现场取样，碎石土及杂填土夹黏性土，局部夹20%～30%黏性土，局部无黏性土，含量不均，可见墙后填土经过十几年的运行，局部黏性土在地下水作用下流失，使碎石土趋于松散，产生一定的沉陷。

3)堤身的填土结构松散。经勘查，堤身的填土结构松散。填土不紧实使得填土内部存在松散层和孔洞。这些部位成为了堤身的薄弱部位，容易出现开裂。另外，墙后填土松散会造成堤顶沉陷，而堤顶沉陷是纵向裂缝产生的另一个原因。

2.2 堤身结构断面迎水坡度较小

实地勘察发现的18个明显裂缝都出现在鹳山—恩波桥段堤防(恩波桥下游)。与无明显裂缝的恩波桥上游段堤防相比，鹳山—恩波桥段堤防(恩波桥下游)的迎水面坡比比原设计陡。在选取的恩波桥上游段的13个迎水面坡比介于1∶0.099～1∶0.103，基本符合原设计1∶0.1的设计坡比要求。而在选取的恩波桥下游段堤防的18个断面迎水面坡比介于1∶0.074～1∶0.108，仅有两个断面达到原设计坡比。

恩波桥上游段选取的13个断面堤顶均无纵向裂缝，发现伸缩缝共9条，缝宽26～30 mm，缝内填缝材料完好，裂缝两侧无错位。恩波桥下游段选取的18个断面中，有3个迎水面坡比为1∶0.086～1∶0.088的断面堤顶无纵向裂缝，墙顶与墙内地面沉降差12～17 mm；均存在指向堤外的水平位移，位移值为15～18 mm。另外15个迎水面坡比介于1∶0.074～1∶0.108的断面堤顶均存在纵向裂缝，墙顶与墙内地面沉降差14～95 mm，堤顶均存在指向堤外的水平位移，位移值为3～33 mm。18个断面中涉及的伸缩缝共8条，缝宽介于16～76 mm，缝宽最大的一条裂缝位于堤防弧线段，裂缝内填缝材料均已损毁。8条伸缩缝中，3条伸缩缝两侧无相对错位，另外5条存在5～18 mm的相对错位。

通过数据对比可以看出，堤防迎水面坡比较陡是堤顶发生位移的一个原因。在恩波桥下游段的迎水面坡比比原设计小，大部分堤顶已发生了外移。堤顶位移是纵向裂缝的主要原因之一。

2.3 由于背水侧渗透压力等作用力增加而造成的堤顶沉降

背水侧渗透压力是造成堤顶沉降的主要原因。根据现场采样的结果，据现场取样，碎石土及杂填土夹黏性土，局部夹20%～30%黏性土，局部无黏性土，含量不均。经过十几年的使用，局部黏性土在地下水作用下流失。黏性土的流失对堤顶沉降产生的作用主要体现在2个方面： ①使碎石土趋于松散，填土结构产生孔洞，使得堤顶产生一定的沉陷；②流失的黏性土造成排水管的淤堵。排水管一旦淤堵，每次降水后墙后地下水就无法通过排水管及时排除，墙后的水压力增加，就容易造成墙顶外移，形成纵向裂缝。

3 城防工程堤顶路面断板的处理方法

1)要先采取措施，遏制裂缝程度的加剧。首先，建议对鹳山—恩波桥段整段堤防进行安全鉴定。其次，对堤顶出现裂缝、沉陷的堤段，建议翻挖夯实墙后填土、增设反滤设施和排水设施，修复伸缩缝填缝材料，加强地表降雨排水、防止地表水入渗墙内，堤脚补抛加固等综合治理措施防止裂缝继续发展。

2)针对出现裂缝的不同严重程度，采取不同的裂缝填补方案。裂缝填补必须要弄清楚发生断板的原因，针对原因采取措施。根据裂缝的严重程度，采取不同的填补方案。对于轻微裂缝，可以采取黏缝技术进行处理。黏缝技术主要包括直接灌入法和喷灌浆法。对于由于填土材料、施工问题产生的断板，可以采取整块切除的解决方法。切除时要注意按方型切除，切除后再浇注新的混凝土。对断板部位进行再次修补工作时，材料的选择和施工的技术要严格按照工程质量的要求，防止再次发生因材料、施工问题产生的路面断板[1]。

综上，堤顶外移和堤内沉降是堤顶路面出现断板的主要原因。造成堤顶外移和堤内沉降的因素主要包括地质材料不合格、施工不符合施工标准，迎水坡坡度比设计方案低等。要解决城防工程堤顶路面断板的问题，首先要对堤防进行安全鉴定，采取措施遏制裂缝继续恶化。然后，再针对裂缝的具体情况采取不同的裂缝填补方案。

[1]任大春，李一，朱国胜，定培中．堤防工程堤顶路面结构形式研究[J]．长江科学院院报，2003，20(05)：56-58.

1007-7596(2014)12-0155-02

2014-10-12

熊志福(1981-)，男，广东梅县人，工程师，硕士，从事水利工程勘测设计工作；宋昱(1981-)，女，浙江富阳人，工程师，从事结构工程等相关研究；李红文(1970-)，男，河南平顶人，高级工程师，从事水利工程勘测设计等研究。

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