某河道提升工程地裂縫形成原因分析

郝深志，李會(huì)語(yǔ)，劉香蘭，陳平貨

（1.河南省水利勘測(cè)有限公司，河南 鄭州 450003;2.河南亞偉建設(shè)工程集團(tuán)有限公司，河南 鄭州 450003;3.河南永固巖土工程有限公司，河南 開封 475000）

1 工程概況

1.1 工程概況

某河道提升工程項(xiàng)目是洛陽(yáng)市“四河同治”工程澗河治理工程的一部分，位于澗河以西，屬于洛陽(yáng)市澗西區(qū)。本工程路段與上游西環(huán)路至芳華路（同樂(lè)橋）段全線統(tǒng)稱為澗濱南路，本次為澗濱南路南延工程。洛陽(yáng)市澗濱南路南延建設(shè)工程北起芳華路（同樂(lè)橋），南至現(xiàn)狀濱河北路，全長(zhǎng)4559.115m，紅線寬度18m，設(shè)計(jì)車速30km/h，道路等級(jí)為城市支路。道路兩側(cè)各4m 慢行道規(guī)劃為城市樂(lè)道，并設(shè)置相應(yīng)標(biāo)牌、標(biāo)識(shí)、標(biāo)線、座椅等。澗濱南路南延的建設(shè)可滿足澗河南岸的交通需求，貫通現(xiàn)狀芳華路（同樂(lè)橋）與現(xiàn)狀濱河北路，并設(shè)置上下橋樂(lè)道，將澗河河道與澗濱南路相交的各條道路連通以達(dá)到澗河綠線內(nèi)“岸綠、路暢”的治理效果。

本工程項(xiàng)目包括：道路工程、排水工程、纜線廊工程、導(dǎo)視系統(tǒng)、交通工程、照明工程、綠化工程、彩虹游園景觀工程、綠化給水工程、城市書屋、公廁及管理房。

1.2 工程建設(shè)內(nèi)容

1.2.1 道路工程

本工程北起現(xiàn)狀芳華路，南至現(xiàn)狀濱河北路，全長(zhǎng)4559.115m。其中芳華路至唐宮路段長(zhǎng)1422.101m，唐宮路至中州路段長(zhǎng)628.729m，中州路至遼寧路段長(zhǎng)669.882m，遼寧路至九都路段長(zhǎng)433.924m，九都路至麗春路段長(zhǎng)493.364m，麗春路至濱河北路段長(zhǎng)911.115m。麗春路南下游樂(lè)道長(zhǎng)130m；芳華路至至唐宮路段園路長(zhǎng)1474.8m，唐宮路至中州路段園路長(zhǎng)576.1m，遼寧路至濱河北路段園路長(zhǎng)1841.3m。

（1）主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：道路等級(jí)：城市支路，道路紅線寬度18m；道路設(shè)計(jì)速度：30km/h；

路面結(jié)構(gòu)：瀝青混凝土路面，設(shè)計(jì)使用年限10 年，抗震設(shè)防等級(jí)7 度；

（2）道路橫斷面：澗濱南路采用標(biāo)準(zhǔn)橫斷面形式：3.5m（樂(lè)道）+2m（綠化帶）+7m（車行道）+2m（綠化帶）+3.5m（樂(lè)道）=18m。車行道為雙面坡，坡向外側(cè)，橫坡為1.5%；兩側(cè)3.5m 寬樂(lè)道為單面坡，坡向車行道，橫坡為2%。車行道采用直線接1.5 次拋物線型式的路拱曲線。對(duì)半徑小于250m的圓曲線，根據(jù)規(guī)范要求增設(shè)加寬值，每條車道加寬值均按0.95m 考慮。為減少河道西側(cè)拆遷，將遼寧路至九都路斷面形式修改為：2m（樂(lè)道）+7m（車行道）+2.5m（樂(lè)道）=11.5m；

（3）路面結(jié)構(gòu)組合：①車行道結(jié)構(gòu)形式為：基層采用2 層各20cm 厚的水泥穩(wěn)定碎石；乳化瀝青透層油+乳化瀝青封層；面層采用6cm 厚的中粒式瀝青混合料（AC-20C，下面層）；4cm 厚細(xì)粒式瀝青混合料（AC-13C）。車行道的結(jié)構(gòu)總厚度為50cm。②新建樂(lè)道結(jié)構(gòu)：15cm 厚級(jí)配碎石墊層和18cm 厚水泥穩(wěn)定碎石，面層采用4cm 彩色瀝青混凝土(C AC-10)。結(jié)構(gòu)總厚度為37cm。

1.2.2 排水工程

排水工程包含新建雨水管道及疏浚污水管道。

新建雨水管道的建設(shè)可解決路面及周邊排水，根據(jù)道路設(shè)計(jì)縱向坡度及地形地勢(shì)，采用分段排放，共設(shè)7個(gè)排出口，排入澗河。設(shè)計(jì)雨水管道距路中東5.0m，管徑?700mm～?1000mm，為Ⅱ級(jí)鋼筋混凝土承插口管。

澗濱南路現(xiàn)狀道路有一道?300mm～?500mm污水管道，轉(zhuǎn)輸沿線小區(qū)污水排入相交道路污水管道。大明渠至濱河北路段沿河截污管道?1200mm 自北向南排入污水提升泵站，最終排入澗西污水處理廠。對(duì)現(xiàn)狀污水管道清淤疏?？蓽p少污水溢流污染。

1.2.3 纜線廊工程

道路全線設(shè)計(jì)纜線廊，華路至唐宮西路段纜線廊芳位于道路東側(cè)距道路中心線7m處，唐宮西路至中州中路段位于道路東側(cè)距道路中心線3m處，遼寧路至九都路段位于道路西側(cè)距道路中心線7.5m處，九都路至麗春路段位于道路西側(cè)綠化帶內(nèi)，距道路中心線10m左右，麗春路至濱河北路位于道路東側(cè)距道路中心線6.5m 處，設(shè)計(jì)斷面形式為8?200MPP 管+12?110 根七孔梅花管組合。

1.2.4 綠化工程

綠化工程主要為澗濱南路兩側(cè)行道樹及綠化帶、岸下樂(lè)道周邊綠化提升。

芳華路—唐宮西路段行道樹：因軍安小區(qū)邊界離設(shè)計(jì)澗濱南路邊界較近，此路段設(shè)計(jì)行道樹為19cm銀杏，下層綠化帶內(nèi)紅葉石楠籬、龍柏、大葉黃楊籬交替種植；

唐宮西路—濱河北路段行道樹：行道樹選擇冠大蔭濃的落葉樹重陽(yáng)木，下層綠化帶內(nèi)以紅葉石楠籬、金森女貞籬交替種植；

澗河樂(lè)道沿線綠化：岸下綠道兩側(cè)綠化主要以常綠樹種為主，開花植物及球類植物點(diǎn)綴，主要樹種有白皮松、大葉女貞、雪松、金枝槐、桂花、日本晚櫻、紅葉碧桃、紫荊、叢生紫薇、紫丁香等，部分路口及街角種植造型油松及造型小葉女貞和紅楓，搭配景石、芒草。

1.2.5 綠化給水工程

綠化給水水源引自新建市政給水管道，設(shè)計(jì)綠化給水管管徑?75mm，采用PE100 級(jí)HDPE（高密度聚乙烯）給水管。路中線西側(cè)的綠化帶沿靠近車行道邊緣內(nèi)0.5m布置，路中線東側(cè)的綠化帶沿靠近人行道邊緣內(nèi)0.5m 布置。給水管道上每隔24m 左右設(shè)一處快速取水閥。位于綠化帶內(nèi)管道埋深0.8m，位于人行道下、機(jī)動(dòng)車道、非機(jī)動(dòng)車道下的埋深1.5m。過(guò)現(xiàn)狀邙嶺大道采用拉管施工。

河道提升工程于2020 年8 月1 日開工建設(shè)，2021年2月11日完工。

2 工程水文地質(zhì)條件

2.1 地層巖性

根據(jù)勘探揭露，場(chǎng)地表層分布為雜填土，其下為第四紀(jì)全新統(tǒng)沖洪積形成的粉質(zhì)粘土、卵石層。根據(jù)各土層的形成時(shí)代、成因及巖土工程特征，自上而下共分為4 層：

①雜填土（Qml）：雜色，以粉質(zhì)粘土、生活垃圾、植物殘?bào)w、建筑垃圾為主要成分，成分混雜，結(jié)構(gòu)松散，堆填時(shí)間較短，局部地段雜填土較厚。

②粉質(zhì)粘土（Q4）：黃褐色，褐黃色，可塑—硬塑狀，見植物根莖、針蟲孔，鐵錳質(zhì)浸染，局部富集鈣絲，切面有光澤，無(wú)搖振反應(yīng)，干強(qiáng)度中等，韌性中等，濕陷程度輕微。

③粉質(zhì)粘土（Q4）：褐黃色，黃色，硬塑狀，具針、蟲孔，含炭屑、植物根莖，偶見鈣絲，切面有光澤，無(wú)搖振反應(yīng)，干強(qiáng)度中等，韌性中等。

④卵石（Q4）：雜色，稍密狀。粒徑2～4cm，最大粒徑約6cm，磨圓度較好，多呈圓形及亞圓形，級(jí)配大多不良。卵石母巖成份以石英巖、石英砂巖、安山巖、斜長(zhǎng)斑巖為主，泥砂質(zhì)充填。

2.2 水文地質(zhì)條件

工程區(qū)位于暖溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，夏季炎熱多雨，冬季寒冷干燥；降雨多集中在每年6、7、8、9月份。

工程區(qū)地下水屬第四系孔隙潛水，埋藏較淺，地下水受大氣降水、河道側(cè)滲補(bǔ)給，排泄以人工開采、地下徑流為主。

3 形成地裂縫原因分析及處理建議

3.1 形成地裂縫、塌滑等主要問(wèn)題

2021年7 月以來(lái)，項(xiàng)目區(qū)持續(xù)出現(xiàn)強(qiáng)降雨，為近歷史記錄以來(lái)最大降雨；因受持續(xù)強(qiáng)降雨影響，整個(gè)項(xiàng)目區(qū)受損嚴(yán)重，主要表現(xiàn)為已建項(xiàng)目道路路面或邊坡裂縫；道路邊坡滑塌；道路路面向上拱起；石材欄桿基礎(chǔ)下沉；邊坡砌石隆起等。

3.1.1 道路路面或邊坡裂縫

道路路面裂縫以縱向（平行于道路）為主，長(zhǎng)度一般5～35m，最長(zhǎng)達(dá)65m；裂縫寬度一般3～10cm。垂直路面的橫向裂縫相對(duì)規(guī)模較??；一般長(zhǎng)度一般3～5m；裂縫寬度一般0.2～1cm。見圖1。

圖1 道路縱向裂縫

3.1.2 基礎(chǔ)下沉導(dǎo)致護(hù)欄開裂

受強(qiáng)降雨影響，致使FT0+322～FT0+348 處石材欄桿邊坡下滑，致使石材欄桿基礎(chǔ)下沉；FT0+460～FT0+480處外側(cè)邊坡下沉，致使修復(fù)后的路面再次開裂；FT0+840～FT0+870處外側(cè)漿砌石邊坡開裂，致使上部路面再次開裂；樁號(hào)ZJ0+730～ZJ1+060處東側(cè)受邊坡滑動(dòng)影響，道路路面向河道方向出現(xiàn)傾斜，石材欄桿出現(xiàn)不同程度的開裂等問(wèn)題，進(jìn)而導(dǎo)致瀝青路面開裂等地質(zhì)災(zāi)害，見圖2。

圖2 石材護(hù)欄基礎(chǔ)下沉

3.1.3 道路護(hù)坡塌滑

建設(shè)工程于2020 年3 月開工，由于部分路段道路邊坡坡度過(guò)陡為（1∶0.5）～（1∶0.75），未能達(dá)到1∶1.5的設(shè)計(jì)要求，道路邊坡缺少排水溝槽設(shè)計(jì)。經(jīng)2021年7～9 月雨季后，道路邊坡出現(xiàn)沉降、滑移、坍塌等地質(zhì)災(zāi)害，見圖3。由于缺少排水溝設(shè)計(jì)，陰雨天氣時(shí)間長(zhǎng)時(shí)，路面積水下滲，順碾壓不實(shí)的地層流出，從而導(dǎo)致邊坡出現(xiàn)流土、護(hù)坡漿砌石凸起等現(xiàn)象，見圖4。

圖3 道路護(hù)坡滑塌

圖4 漿砌石護(hù)坡隆起

3.2 主要問(wèn)題原因分析及處理建議

3.2.1 原因分析

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查測(cè)量，對(duì)比分析施工前、施工過(guò)程及施工后的資料，結(jié)合地層巖性條件，根據(jù)產(chǎn)生裂縫、塌滑、不均勻沉陷等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的水文工程地質(zhì)因素、環(huán)境因素、施工技術(shù)等形成路面裂縫、護(hù)坡滑塌、基礎(chǔ)不均勻沉降的主要原因如下：

（1）建筑垃圾和雜填土的強(qiáng)度低、壓縮性高、均勻性差，未經(jīng)處理直接作為基礎(chǔ)填料，工程性質(zhì)較差，在雨水浸泡作用下，出現(xiàn)不均勻沉降，從而引起路面裂縫。

（2）樁號(hào)K1+400～K2+100 段現(xiàn)狀邊坡僅為（1∶0.5）～（1∶0.75），不滿足設(shè)計(jì)1∶1.5的設(shè)計(jì)要求。

（3）道路未設(shè)置邊坡排水防護(hù)措施，在雨水作用下，地表積水順孔隙滲入下部基礎(chǔ)，從而沖刷高填方土質(zhì)邊坡，引起邊坡坍塌，導(dǎo)致道路路面破裂。

（4）部分高填方且無(wú)邊坡防護(hù)路段，邊坡缺少排水設(shè)施，在雨水和路面滲水作用下出現(xiàn)邊坡滑移、坍塌；或出現(xiàn)局部護(hù)砌石塊凸起。

3.2.2 處理建議

根據(jù)基礎(chǔ)土體的工程地質(zhì)特性、地形地貌和水文地質(zhì)條件、施工填土高度、工程荷載、氣候條件等。結(jié)合工程特性提出處理建議如下：

（1）2021 年7～9 月有歷史記錄以來(lái)特大降雨氣候條件，缺少降排水措施；

（2）對(duì)存在滑坡、裂縫、不均勻沉降的路段進(jìn)行補(bǔ)充勘察，完善水文地質(zhì)工程地質(zhì)條件及現(xiàn)狀地基特性資料；

（3）對(duì)根據(jù)完善的地質(zhì)成果，對(duì)雜填土或填土碾壓不實(shí)的工程地質(zhì)段進(jìn)行灌漿處理；

（4）對(duì)于漿砌石鼓包段進(jìn)行護(hù)坡加固；

（5）現(xiàn)狀邊坡過(guò)陡，應(yīng)首先考慮放緩邊坡，然后采取必要的邊坡防護(hù)措施。

4 結(jié)語(yǔ)

河道提升工程于2020 年8 月1 日開工建設(shè)，2021年2月11日完工。2021年7～9月有歷史記錄以來(lái)特大降雨自然因素，但是工程本身存在建筑垃圾和雜填土的強(qiáng)度低、壓縮性高、均勻性差；未經(jīng)處理直接作為基礎(chǔ)填料，且碾壓不實(shí)；建設(shè)工程缺少路面、道路邊坡排水措施綜合；現(xiàn)狀邊坡僅為（1∶0.5）～（1∶0.75），不滿足設(shè)計(jì)1∶1.5 的設(shè)計(jì)要求，且缺少邊坡防護(hù)出方案；從而導(dǎo)致在雨水作用下，出現(xiàn)不均勻沉降，從而引起路面裂縫，護(hù)坡塌滑等地質(zhì)災(zāi)害。