某高填路基纵向裂缝成因与处置措施分析

王少一，王剑锋

（安徽省交通勘察设计院有限公司，安徽 合肥230011）

1 概述

某公路位于安徽省六安市大别山区霍山县磨子潭镇，路线沿山坡走向，山坡自然坡度约30～50。，植被主要为竹林、松林等。场地岩性为第四系填土层和太古界片麻岩，路基填料以路基开挖山坡碎石为主，路基填筑厚度约10.4～15.7m。路基宽8.5m，路面宽7.0m，根据调查，裂缝长度约600m，裂缝宽度一般为1～5cm。

2 场地气候条件

工程区隶属于霍山县磨子潭镇，地处大别山腹地，属北亚热带季风性气候区。季风显著，四季分明，雨量充沛，冷热适中。区域差异小，垂直变化大，气候资源丰富。冬季雨量少，偏北风多，显得干冷；夏季雨水多而光照充足，显得湿热；春秋是冬夏的过渡季节，多气旋活动并有小高压盘距，风向不定，天气多变。区内常年平均气温为15.2℃，一年中以1月气温最低（平均2.4℃左右），7月气温最高（平均27.4℃左右），极端最高气温为40.3℃（1978年7月26日），极端最低气温为-17.4℃（1982年1月6日）。年平均降水量一般在1400mm；年内降水集中在3～9月，降水量约占全年总降水量的60%，每年11月～12月降水最少；年平均降雪日15～18天。年平均蒸发量为1459.4mm。年平均无霜期为224天。

3 工程特性

3.1 场地周边环境

工程区原为安徽西北部低山丘陵，为碎石填方路基，形成路基边坡，边坡最大坡高约15m。附近无居民点，边坡所在丘陵及周边外遍植树木、灌木，人类活动种植活动不显著，对边坡安全影响很小。

3.2 水文地质条件

工程区地下水按赋存特征及水理性质，可分为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水两类。松散岩类孔隙水的含水层主要为素填土层，本次勘察该层未见地下水，局部稍湿，不构成独立含水层。基岩裂隙水主要赋存于太古界片麻岩的节理裂隙之中，本次勘察期间钻孔深度范围及坡体未见泉水露头。地下水主要补给来源于大气降水及斜坡地表径流，受季节及天气影响大。

3.3 地震及场地评价

根据《中国地震动参数区划图》（GB18306～2015），安徽省六安市霍山县磨子潭镇Ⅱ类场地基本地震动峰值加速度值为0.10g，对应地震基本烈度为7度，地震动反应谱特征周期为0.35s。依据《公路工程抗震规范》（JTG B02-2013）判定该工程场地土的类型均为中硬土，场地类别为Ⅱ类，为建筑抗震不利地段。

4 工程地质条件分析及评价

4.1 路基病害原因分析

通过调查及钻探结果分析认为该路基产生裂缝的原因[1-7]为：①公路路基填方较高，最大坡高约15m，且填料为弃方碎石，天然级配较差，空隙较大，透水性较好。②在雨季期间，连天降雨，特别是暴雨等相对集中，造成排水不畅，水流集中于路基坡角，填方路基遇水浸入，水流流动带走细小颗粒，进一步加剧了路基填料颗粒的不均衡性，使填料级配进一步变差。③雨水渗入路基，使路基填料处于饱水状态，路基填土的摩擦角变小，出现路基变形。填方一侧也因饱水出现较大的工后沉降，使路面出现严重裂缝。

4.2 稳定性分析评价

4.2.1 定性分析

工程区路基处于丘陵山坡处，为填方路基，路基填料为弃方碎石，最大坡高约15m，天然级配较差，透水性较好。自然山坡约为30～50。，路基为半挖半填式，雨水渗入路基，在雨水长期浸泡下，使路基填料的工程特性发生变化，造成差异沉降。目前路基边坡天然状态下整体处于相对稳定性状态，但在暴雨或连续降雨等外因影响下，稳定性平衡产生破坏，可能产生路基滑塌。

4.2.2 定量计算分析

根据定性分析的情况，选取典型断面进行稳定性计算。填方路基主体以碎石为主的素填土层，下部强风化层，裂隙发育，可作碎裂结构考虑，因此本次选用简化Bishop法计算。本边坡地层计算参数采用本段边坡附近同地质单元试验参数结合工程经验和反演法计算综合确定。计算参数见下表。

计算参数建议值一览表

结合定性分析及定量计算结果，可以判明填方路基边坡浅层在正常工况下稳定系数1.03-1.08，处于稳定状态；非正常工况下稳定系数0.78-0.98，处于欠稳定状态，沿填土层内滑动。在降雨等因素打破平衡状态下，填方路基边坡岩堆体沿填土层及土石分界面易发生整体滑塌。

5 处置措施

根据本次勘察及分析结果，结合地区治理经验，采取处置措施为①完善防、排水系统，增设截水沟、排水沟，或改善排水沟排水能力并加强防渗处理，设置好水口，减少渗漏，并加强日常管养。②对已发生失稳沉陷的填方路基进行树根桩、钢管桩辅以注水泥浆进行加固处理，增加路基稳定及整体性。③对存在地基、路基失稳和横坡较陡的高填方断面路段，根据验算结果，视需要打入抗剪抗滑锚固桩。④根据工程需要可对路基沉降进行后期监测。

6 结论

工程区路基处于陡坡处，为填方路基，路基填料为弃方碎石，最大坡高约10m，天然级配较差，透水性较好。雨水渗入路基，使路基填料处于饱水状态，填料摩擦角变小，出现路基变形。填方一侧也因饱水出现较大的工后沉降，使路面出现较多严重裂缝。应完善防、排水系统，并加强日常管养，并对路基进行注浆及锚固措施加固。