城防工程堤頂路面產(chǎn)生斷板的原因及解決途徑

熊志福，宋 昱，李紅文

(1.浙江廣川工程咨詢有限公司，杭州 310020；2.浙江省水利河口研究院，杭州 310020；3.上海鐵路局杭州房產(chǎn)建筑段，杭州 310009)

城防工程堤頂路面產(chǎn)生斷板的原因及解決途徑

熊志福1，2，宋 昱3，李紅文1，2

(1.浙江廣川工程咨詢有限公司，杭州 310020；2.浙江省水利河口研究院，杭州 310020；3.上海鐵路局杭州房產(chǎn)建筑段，杭州 310009)

鸛山-恩波橋段是富春灣堤的下游部分。由于堤防內(nèi)側(cè)建有寬30～100m的條帶狀江濱公園，這段堤防為人民群眾日常休閑娛樂的公共場(chǎng)所。目前，這段堤防多處出現(xiàn)沉陷、開裂等問題，給群眾的日常休閑娛樂帶來了安全隱患。文章針對(duì)這段堤防產(chǎn)生斷板的原因進(jìn)行研究，并提出解決的途徑：要先采取措施，遏制裂縫程度的加劇；針對(duì)出現(xiàn)裂縫的不同嚴(yán)重程度，采取不同的裂縫填補(bǔ)方案。

城防工程；堤頂路面；斷板；解決途徑

富春灣堤為富陽市區(qū)城防工程，位于富陽市區(qū)南側(cè)，南臨富春江，東起鸛山腳，經(jīng)大浦閘，西止鹿山，全長(zhǎng)4.75 km。其中，鸛山—恩波橋段是恩波橋段的下游部分，全長(zhǎng)約900 m。目前，鸛山—恩波橋段多處出現(xiàn)沉陷、路面與灌砌石擋墻脫開等問題，存在安全隱患。這些隱患給群眾的日常休閑娛樂帶來不便和危險(xiǎn)。為了還百姓一片安全的休閑娛樂場(chǎng)所，就要對(duì)城防工程堤頂路面產(chǎn)生斷板的原因進(jìn)行研究，根據(jù)產(chǎn)生原因制定解決的方案。

1 城防工程堤頂路面斷板的基本情況

根據(jù)路面斷板的斷裂程度，路面斷板可以分為3種，即輕微斷裂、中等斷裂以及嚴(yán)重?cái)嗔?。輕微斷裂表現(xiàn)為裂縫輕微剝落或無剝落，裂縫寬度在3 mm以下，板塊未見分割。中等斷裂表現(xiàn)為裂縫中度剝落，裂縫寬度介于3～25 mm，板塊分裂塊數(shù)≤3塊。嚴(yán)重?cái)嗔驯憩F(xiàn)為裂縫中度剝落，裂縫寬度>25 mm，板塊分裂塊數(shù)>3塊。對(duì)不同斷裂程度的路面斷板的處理方式不同，因此，對(duì)路面斷板進(jìn)行實(shí)地勘察后要對(duì)斷板的情況進(jìn)行分析，再根據(jù)實(shí)際情況制定斷板處理方案。根據(jù)城防工程路面的勘查結(jié)果顯示，富村江堤出現(xiàn)的縱向裂縫共3處、橫向裂縫共11處、擋墻伸縮縫共5處。其中，縱向裂縫的寬度介于15～108.07 mm，部分部位的斷裂程度比較嚴(yán)重，長(zhǎng)度介于8.1～109.4 m，最大深度為1.56 m，裂縫兩側(cè)存在高度差，走向同堤線。橫向?qū)挾冉橛?～10 mm，斷裂程度比較輕微，長(zhǎng)度介于2.12～3.01 m，走向垂直堤線。伸縮縫寬度介于27～76 mm，兩側(cè)最大相對(duì)錯(cuò)動(dòng)18 mm，走向垂直堤線。

2 城防工程堤頂路面產(chǎn)生斷板的原因

2.1 填土材料、施工不合格

城防工程堤頂路面的基礎(chǔ)地質(zhì)材料、施工不符合原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致灌砌塊石擋墻基礎(chǔ)混凝土灌注樁承載力不均或不足，路面難以承受拉應(yīng)力而開裂。主要體現(xiàn)在以下3個(gè)方面：

1)堤身的填土材料質(zhì)量較差。填土材料的質(zhì)量問題是引起路面產(chǎn)生斷板的常見原因。根據(jù)勘查數(shù)據(jù)顯示，堤身的填土總厚度6.60～7.50 m，主要材料為碎石土及雜填土，表層為厚0.15～0.20 m混凝土路面層，下部主要由碎石土及雜填土填筑而成，填筑質(zhì)量較差，與原設(shè)計(jì)填筑料不相符。填土材料質(zhì)量比較差，會(huì)導(dǎo)致填土內(nèi)部強(qiáng)度不一致，薄弱處容易發(fā)生斷裂。

2)填土材料分布不均勻。填土材料分布不均勻，一方面會(huì)使得堤身的承受力能力分布不均，另一方面會(huì)使得黏性土更易于流失。根據(jù)勘查結(jié)果顯示，墻后回填土主要為碎石土及雜填土，性質(zhì)雜亂，多屬松散狀。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)取樣，碎石土及雜填土夾黏性土，局部夾20%～30%黏性土，局部無黏性土，含量不均，可見墻后填土經(jīng)過十幾年的運(yùn)行，局部黏性土在地下水作用下流失，使碎石土趨于松散，產(chǎn)生一定的沉陷。

3)堤身的填土結(jié)構(gòu)松散。經(jīng)勘查，堤身的填土結(jié)構(gòu)松散。填土不緊實(shí)使得填土內(nèi)部存在松散層和孔洞。這些部位成為了堤身的薄弱部位，容易出現(xiàn)開裂。另外，墻后填土松散會(huì)造成堤頂沉陷，而堤頂沉陷是縱向裂縫產(chǎn)生的另一個(gè)原因。

2.2 堤身結(jié)構(gòu)斷面迎水坡度較小

實(shí)地勘察發(fā)現(xiàn)的18個(gè)明顯裂縫都出現(xiàn)在鸛山—恩波橋段堤防(恩波橋下游)。與無明顯裂縫的恩波橋上游段堤防相比，鸛山—恩波橋段堤防(恩波橋下游)的迎水面坡比比原設(shè)計(jì)陡。在選取的恩波橋上游段的13個(gè)迎水面坡比介于1∶0.099～1∶0.103，基本符合原設(shè)計(jì)1∶0.1的設(shè)計(jì)坡比要求。而在選取的恩波橋下游段堤防的18個(gè)斷面迎水面坡比介于1∶0.074～1∶0.108，僅有兩個(gè)斷面達(dá)到原設(shè)計(jì)坡比。

恩波橋上游段選取的13個(gè)斷面堤頂均無縱向裂縫，發(fā)現(xiàn)伸縮縫共9條，縫寬26～30 mm，縫內(nèi)填縫材料完好，裂縫兩側(cè)無錯(cuò)位。恩波橋下游段選取的18個(gè)斷面中，有3個(gè)迎水面坡比為1∶0.086～1∶0.088的斷面堤頂無縱向裂縫，墻頂與墻內(nèi)地面沉降差12～17 mm；均存在指向堤外的水平位移，位移值為15～18 mm。另外15個(gè)迎水面坡比介于1∶0.074～1∶0.108的斷面堤頂均存在縱向裂縫，墻頂與墻內(nèi)地面沉降差14～95 mm，堤頂均存在指向堤外的水平位移，位移值為3～33 mm。18個(gè)斷面中涉及的伸縮縫共8條，縫寬介于16～76 mm，縫寬最大的一條裂縫位于堤防弧線段，裂縫內(nèi)填縫材料均已損毀。8條伸縮縫中，3條伸縮縫兩側(cè)無相對(duì)錯(cuò)位，另外5條存在5～18 mm的相對(duì)錯(cuò)位。

通過數(shù)據(jù)對(duì)比可以看出，堤防迎水面坡比較陡是堤頂發(fā)生位移的一個(gè)原因。在恩波橋下游段的迎水面坡比比原設(shè)計(jì)小，大部分堤頂已發(fā)生了外移。堤頂位移是縱向裂縫的主要原因之一。

2.3 由于背水側(cè)滲透壓力等作用力增加而造成的堤頂沉降

背水側(cè)滲透壓力是造成堤頂沉降的主要原因。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)采樣的結(jié)果，據(jù)現(xiàn)場(chǎng)取樣，碎石土及雜填土夾黏性土，局部夾20%～30%黏性土，局部無黏性土，含量不均。經(jīng)過十幾年的使用，局部黏性土在地下水作用下流失。黏性土的流失對(duì)堤頂沉降產(chǎn)生的作用主要體現(xiàn)在2個(gè)方面： ①使碎石土趨于松散，填土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生孔洞，使得堤頂產(chǎn)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，每次降水后墻后地下水就無法通過排水管及時(shí)排除，墻后的水壓力增加，就容易造成墻頂外移，形成縱向裂縫。

3 城防工程堤頂路面斷板的處理方法

1)要先采取措施，遏制裂縫程度的加劇。首先，建議對(duì)鸛山—恩波橋段整段堤防進(jìn)行安全鑒定。其次，對(duì)堤頂出現(xiàn)裂縫、沉陷的堤段，建議翻挖夯實(shí)墻后填土、增設(shè)反濾設(shè)施和排水設(shè)施，修復(fù)伸縮縫填縫材料，加強(qiáng)地表降雨排水、防止地表水入滲墻內(nèi)，堤腳補(bǔ)拋加固等綜合治理措施防止裂縫繼續(xù)發(fā)展。

2)針對(duì)出現(xiàn)裂縫的不同嚴(yán)重程度，采取不同的裂縫填補(bǔ)方案。裂縫填補(bǔ)必須要弄清楚發(fā)生斷板的原因，針對(duì)原因采取措施。根據(jù)裂縫的嚴(yán)重程度，采取不同的填補(bǔ)方案。對(duì)于輕微裂縫，可以采取黏縫技術(shù)進(jìn)行處理。黏縫技術(shù)主要包括直接灌入法和噴灌漿法。對(duì)于由于填土材料、施工問題產(chǎn)生的斷板，可以采取整塊切除的解決方法。切除時(shí)要注意按方型切除，切除后再澆注新的混凝土。對(duì)斷板部位進(jìn)行再次修補(bǔ)工作時(shí)，材料的選擇和施工的技術(shù)要嚴(yán)格按照工程質(zhì)量的要求，防止再次發(fā)生因材料、施工問題產(chǎn)生的路面斷板[1]。

綜上，堤頂外移和堤內(nèi)沉降是堤頂路面出現(xiàn)斷板的主要原因。造成堤頂外移和堤內(nèi)沉降的因素主要包括地質(zhì)材料不合格、施工不符合施工標(biāo)準(zhǔn)，迎水坡坡度比設(shè)計(jì)方案低等。要解決城防工程堤頂路面斷板的問題，首先要對(duì)堤防進(jìn)行安全鑒定，采取措施遏制裂縫繼續(xù)惡化。然后，再針對(duì)裂縫的具體情況采取不同的裂縫填補(bǔ)方案。

[1]任大春，李一，朱國(guó)勝，定培中．堤防工程堤頂路面結(jié)構(gòu)形式研究[J]．長(zhǎng)江科學(xué)院院報(bào)，2003，20(05)：56-58.

1007-7596(2014)12-0155-02

2014-10-12

熊志福(1981-)，男，廣東梅縣人，工程師，碩士，從事水利工程勘測(cè)設(shè)計(jì)工作；宋昱(1981-)，女，浙江富陽人，工程師，從事結(jié)構(gòu)工程等相關(guān)研究；李紅文(1970-)，男，河南平頂人，高級(jí)工程師，從事水利工程勘測(cè)設(shè)計(jì)等研究。

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