城市道路路基病害勘察、分析及稳定性评价

高 磊

（山西省交通规划勘察设计院，山西 太原 030012）

晋中市榆次大学街韦五街东延段城市道路已经投入运营使用，自2015年雨季后，K1+580—K1+720段左幅路面出现不同程度的沉降、开裂，严重影响了城市道路行车的舒适性和安全性。

1 场地工程地质条件

1.1 地形、地貌

项目区位于山西省中部，太原盆地边缘地带。此路段属黄土丘陵区，施工前为一黄土冲沟，标高853.3～873.3，相对高差约20 m，沟底内为晋中宏安民用爆破器材仓库的窑洞（已被处治）。

1.2 地层岩性

场地岩性主要由第四系全新统（Q4me）路基填土、第四系中更新统洪积（Q2pl）黏性土组成。分述如下：

a）第四系全新统（Q4me）路基填土 表层1.2～2.0 m为沥青路面和混凝土垫层，素填土成份以中密粉土为主，呈褐黄色，稍湿—湿，局部夹有粉质黏土和煤屑，含有植物根系。

b）第四系中更新统（Q2pl）粉土和粉质黏土粉土呈褐黄色，稍湿—湿，中密，粉质黏土呈浅红褐色，可塑—硬塑。局部含有菌丝和钙质结核。

1.3 地质构造及地震

项目区位于晋中新裂陷的东北部边缘地带，构造活动不明显，项目区构造简单。根据《山西省地震动峰值加速度区划图》，项目区内的动峰值加速度为0.20g，相应的地震基本烈度为Ⅷ度。勘察区历史地震活动不发育，地震的危害程度较低。从区内总体烈度和构造情况分析，项目区场地稳定性较好。

1.4 水文地质条件

勘察期间，在钻探深度范围内未揭示地下水，现场亦无地表水分布，但在雨季期间，左幅路基左侧冲沟内汇集大量雨水，排泄不畅，形成汇水区域。水文地质条件简单。

2 路基病害现状

K1+580—K1+720段左幅路面出现不同程度的沉降、开裂等，影响了行车的舒适性和安全性。其中K1+590—K1+660段机动车道路面中心有一纵向裂缝，长度约70 m，裂缝宽度约5～30 cm，沉降高度约1～2 cm，机动车道路面裂缝现已水泥充填；K1+705附近路面为一横向裂缝，长度约9 m，裂缝宽度约1～2 cm。

3 工程地质勘察

本次勘察完成工程地质物探和钻探，累计段落长度约200 m。根据现场环境、病害发育位置、程度及路段长度，结合填土高度，布置物探高密度测线两条，测线长度206 m×2=512 m，电极距2 m，测点104×2=208 个；布置钻孔 4个，孔深 20.0～30.0 m，累计钻探总进尺100 m，所有钻孔岩芯均拍照存档。共采取原状样品（土样）48件，由山西省交通规划勘察设计院试验研究中心进行了土工试验，完成标准贯入试验48次；实测断面4条，累计长度230 m。

3.1 物探

3.1.1 目的、方法及仪器

本次物探勘察的目的是探测变形路段的路基填土是否局部存水、是否存在空洞。

勘察路段右侧为一蔬菜批发市场，车流量较大，地震勘探无法施工。路基为强夯土层，厚约15～20 m。根据现场情况，选用高密度直流电法勘探，仪器选用北京骄鹏E60M高密度电法仪。

3.1.2 测线布置

根据现场情况，在中央绿化带和路北绿化带内各布设一条测线。测线起点距路面裂缝东端70 m；测线终点距路面裂缝西端70 m。电极距2 m，测线总长512 m，测点208个。

3.1.3 资料解释

3.1.3.1 中央绿化带测线

本测线位于中央绿化带北边侧，长206 m，测点104个。

图1 中央绿化带测线视电阻率拟断面图（单位：m）

从图1可以看出：视电阻率曲线横向上起伏变化不大，没有明显的局部电阻率值异常，纵向上表层视电阻率值较高，向下渐变均匀，是上部水稳层，下部为填土层的反映。综合分析认为：本测线内地层结构较为均一，没发现存在局部异常。

3.1.3.2 路北绿化带测线

本测线位于路北侧绿化带内，距人行道3.5 m，测线长206 m，测点104个。

图2 路北绿化带测线视电阻率拟断面图（单位：m）

图2中，测线20～40之间及160～180之间的高阻区域电阻率值约为40～50，推测为原生土层；60～70之间，埋深约10～16 m处视电阻率值略偏高，推测认为是土层不密实或土质不均；其余地段视电阻率曲线在横向上起伏变化不大，纵向上视电阻率值变化均匀，反映了本测线内地层结构基本稳定，填土层基本均匀。

3.1.4 成果

通过本次高密度电法勘察，分析认为：

a）勘察路段的中央绿化带下部0～20 m内地层正常，未发现局部充水或存在直径大于2 m的空洞。

b）勘察路段的路北绿化带距测线起点60～70 m间，埋深约10～16 m处，土体不密实或存在土质不均；其余段未发现局部充水或存在直径大于2 m的空洞。

3.1.5 存在问题

由于现场条件局限，本次布设的两条测线相距26.5 m，线距偏大。但路面已铺装完成，中间未能成功布设测线，因此，本次成果只能说明裂缝路面两侧地层情况。

3.2 钻探

3.2.1 目的

本次钻探勘察的目的是查明路基变形段的地层结构、地下水情况，尤其要查明有无软弱层。

3.2.2 钻孔布置

根据现场情况，在物探解译成果的基础上，在异常区域布置钻孔，钻孔深度20～30 m，要求干钻。主要在横向上控制地层，布设钻孔4个，形成2个地质横断面。

3.2.3 钻探成果

根据钻孔揭示，地层主要由填土和黏性土组成，上部Q4填土以素填土为主，含有植物根系，局部有砖块和少量煤渣，稍湿状，中密结构，钻探过程中局部有漏水现象；下部Q2黏性土由粉土和粉质黏土组成，含有菌丝及钙质结核，粉土呈褐黄色，状态稍湿—湿，中密结构，粉质黏土呈褐红色，坚硬—可塑状。地质横断面示意图见28页图3。

4 路基沉降变形原因分析

结合本次地质调查、物探、钻探和试验成果分析，本次勘察路段属于填方路基，填料主要为粉土和粉质黏土，密实度一般—中等，含水量一般，呈坚硬—硬塑状态，地基承载力一般—较高，仅在钻孔ZK2（17.0 m处）、ZK4（14.0 m处）钻进过程中有漏浆现象，钻孔ZK2、ZK4揭示，紧挨填土下方的原地层中含水量均较大。钻孔ZK2中18.0～23.0 m深度范围内为Q2粉土，含水量21.1%～22.9%，液性指数0.43～0.64，强度较低；钻孔ZK4中18.0～25.0 m深度范围内为Q2粉质黏土，含水量18.8%～22.3%，液性指数0.13～0.49，强度较低。

物探成果中的高阻异常区位于左幅路面左侧绿化带中，揭示在填土深度10～16 m范围存在相对较大的孔隙，此处填土密实度不足，易形成渗水通道，ZK2、ZK4亦位于左幅路面左侧的绿化带中，在绿化带左侧有一土沟，沟内填土松散，雨季时大量雨水汇聚于此，排泄不出，渗入地下，沟底可见塌陷坑洞，雨水渗入填土地层和原地层，使路基下方局部土层承载力降低，引起路基路面沉降变形。

图3 工程地质横断面示意图

5 路基的稳定性评价

项目区段落内左幅机动车道在雨季出现宽窄不一的裂缝，经水泥浆液填充后未见进一步扩大迹象，说明此处段落内地基沉降已基本趋于稳定状态，但不表明此处段落不具备继续发生沉降的可能。

6 结论及建议

a）地表水排泄不畅下渗引起地基下方土层含水量较大、强度降低是引起填方路段路基产生不均匀沉降变形的主要原因。

b）建议加强对病害路段的观测，对已沉降变形路段进行治理。

c）建议完善地表和路基左侧沟内排水措施，减小地表水下渗对路基的影响。