高 磊

（山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院，山西 太原 030012）

晉中市榆次大學(xué)街韋五街東延段城市道路已經(jīng)投入運(yùn)營(yíng)使用，自2015年雨季后，K1+580—K1+720段左幅路面出現(xiàn)不同程度的沉降、開裂，嚴(yán)重影響了城市道路行車的舒適性和安全性。

1 場(chǎng)地工程地質(zhì)條件

1.1 地形、地貌

項(xiàng)目區(qū)位于山西省中部，太原盆地邊緣地帶。此路段屬黃土丘陵區(qū)，施工前為一黃土沖溝，標(biāo)高853.3～873.3，相對(duì)高差約20 m，溝底內(nèi)為晉中宏安民用爆破器材倉庫的窯洞（已被處治）。

1.2 地層巖性

場(chǎng)地巖性主要由第四系全新統(tǒng)（Q4me）路基填土、第四系中更新統(tǒng)洪積（Q2pl）黏性土組成。分述如下：

a）第四系全新統(tǒng)（Q4me）路基填土 表層1.2～2.0 m為瀝青路面和混凝土墊層，素填土成份以中密粉土為主，呈褐黃色，稍濕—濕，局部夾有粉質(zhì)黏土和煤屑，含有植物根系。

b）第四系中更新統(tǒng)（Q2pl）粉土和粉質(zhì)黏土粉土呈褐黃色，稍濕—濕，中密，粉質(zhì)黏土呈淺紅褐色，可塑—硬塑。局部含有菌絲和鈣質(zhì)結(jié)核。

1.3 地質(zhì)構(gòu)造及地震

項(xiàng)目區(qū)位于晉中新裂陷的東北部邊緣地帶，構(gòu)造活動(dòng)不明顯，項(xiàng)目區(qū)構(gòu)造簡(jiǎn)單。根據(jù)《山西省地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃圖》，項(xiàng)目區(qū)內(nèi)的動(dòng)峰值加速度為0.20g，相應(yīng)的地震基本烈度為Ⅷ度?？辈靺^(qū)歷史地震活動(dòng)不發(fā)育，地震的危害程度較低。從區(qū)內(nèi)總體烈度和構(gòu)造情況分析，項(xiàng)目區(qū)場(chǎng)地穩(wěn)定性較好。

1.4 水文地質(zhì)條件

勘察期間，在鉆探深度范圍內(nèi)未揭示地下水，現(xiàn)場(chǎng)亦無地表水分布，但在雨季期間，左幅路基左側(cè)沖溝內(nèi)匯集大量雨水，排泄不暢，形成匯水區(qū)域。水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單。

2 路基病害現(xiàn)狀

K1+580—K1+720段左幅路面出現(xiàn)不同程度的沉降、開裂等，影響了行車的舒適性和安全性。其中K1+590—K1+660段機(jī)動(dòng)車道路面中心有一縱向裂縫，長(zhǎng)度約70 m，裂縫寬度約5～30 cm，沉降高度約1～2 cm，機(jī)動(dòng)車道路面裂縫現(xiàn)已水泥充填；K1+705附近路面為一橫向裂縫，長(zhǎng)度約9 m，裂縫寬度約1～2 cm。

3 工程地質(zhì)勘察

本次勘察完成工程地質(zhì)物探和鉆探，累計(jì)段落長(zhǎng)度約200 m。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、病害發(fā)育位置、程度及路段長(zhǎng)度，結(jié)合填土高度，布置物探高密度測(cè)線兩條，測(cè)線長(zhǎng)度206 m×2=512 m，電極距2 m，測(cè)點(diǎn)104×2=208 個(gè)；布置鉆孔 4個(gè)，孔深 20.0～30.0 m，累計(jì)鉆探總進(jìn)尺100 m，所有鉆孔巖芯均拍照存檔。共采取原狀樣品（土樣）48件，由山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院試驗(yàn)研究中心進(jìn)行了土工試驗(yàn)，完成標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)48次；實(shí)測(cè)斷面4條，累計(jì)長(zhǎng)度230 m。

3.1 物探

3.1.1 目的、方法及儀器

本次物探勘察的目的是探測(cè)變形路段的路基填土是否局部存水、是否存在空洞。

勘察路段右側(cè)為一蔬菜批發(fā)市場(chǎng)，車流量較大，地震勘探無法施工。路基為強(qiáng)夯土層，厚約15～20 m。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，選用高密度直流電法勘探，儀器選用北京驕鵬E60M高密度電法儀。

3.1.2 測(cè)線布置

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，在中央綠化帶和路北綠化帶內(nèi)各布設(shè)一條測(cè)線。測(cè)線起點(diǎn)距路面裂縫東端70 m；測(cè)線終點(diǎn)距路面裂縫西端70 m。電極距2 m，測(cè)線總長(zhǎng)512 m，測(cè)點(diǎn)208個(gè)。

3.1.3 資料解釋

3.1.3.1 中央綠化帶測(cè)線

本測(cè)線位于中央綠化帶北邊側(cè)，長(zhǎng)206 m，測(cè)點(diǎn)104個(gè)。

圖1 中央綠化帶測(cè)線視電阻率擬斷面圖（單位：m）

從圖1可以看出：視電阻率曲線橫向上起伏變化不大，沒有明顯的局部電阻率值異常，縱向上表層視電阻率值較高，向下漸變均勻，是上部水穩(wěn)層，下部為填土層的反映。綜合分析認(rèn)為：本測(cè)線內(nèi)地層結(jié)構(gòu)較為均一，沒發(fā)現(xiàn)存在局部異常。

3.1.3.2 路北綠化帶測(cè)線

本測(cè)線位于路北側(cè)綠化帶內(nèi)，距人行道3.5 m，測(cè)線長(zhǎng)206 m，測(cè)點(diǎn)104個(gè)。

圖2 路北綠化帶測(cè)線視電阻率擬斷面圖（單位：m）

圖2中，測(cè)線20～40之間及160～180之間的高阻區(qū)域電阻率值約為40～50，推測(cè)為原生土層；60～70之間，埋深約10～16 m處視電阻率值略偏高，推測(cè)認(rèn)為是土層不密實(shí)或土質(zhì)不均；其余地段視電阻率曲線在橫向上起伏變化不大，縱向上視電阻率值變化均勻，反映了本測(cè)線內(nèi)地層結(jié)構(gòu)基本穩(wěn)定，填土層基本均勻。

3.1.4 成果

通過本次高密度電法勘察，分析認(rèn)為：

a）勘察路段的中央綠化帶下部0～20 m內(nèi)地層正常，未發(fā)現(xiàn)局部充水或存在直徑大于2 m的空洞。

b）勘察路段的路北綠化帶距測(cè)線起點(diǎn)60～70 m間，埋深約10～16 m處，土體不密實(shí)或存在土質(zhì)不均；其余段未發(fā)現(xiàn)局部充水或存在直徑大于2 m的空洞。

3.1.5 存在問題

由于現(xiàn)場(chǎng)條件局限，本次布設(shè)的兩條測(cè)線相距26.5 m，線距偏大。但路面已鋪裝完成，中間未能成功布設(shè)測(cè)線，因此，本次成果只能說明裂縫路面兩側(cè)地層情況。

3.2 鉆探

3.2.1 目的

本次鉆探勘察的目的是查明路基變形段的地層結(jié)構(gòu)、地下水情況，尤其要查明有無軟弱層。

3.2.2 鉆孔布置

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，在物探解譯成果的基礎(chǔ)上，在異常區(qū)域布置鉆孔，鉆孔深度20～30 m，要求干鉆。主要在橫向上控制地層，布設(shè)鉆孔4個(gè)，形成2個(gè)地質(zhì)橫斷面。

3.2.3 鉆探成果

根據(jù)鉆孔揭示，地層主要由填土和黏性土組成，上部Q4填土以素填土為主，含有植物根系，局部有磚塊和少量煤渣，稍濕狀，中密結(jié)構(gòu)，鉆探過程中局部有漏水現(xiàn)象；下部Q2黏性土由粉土和粉質(zhì)黏土組成，含有菌絲及鈣質(zhì)結(jié)核，粉土呈褐黃色，狀態(tài)稍濕—濕，中密結(jié)構(gòu)，粉質(zhì)黏土呈褐紅色，堅(jiān)硬—可塑狀。地質(zhì)橫斷面示意圖見28頁圖3。

4 路基沉降變形原因分析

結(jié)合本次地質(zhì)調(diào)查、物探、鉆探和試驗(yàn)成果分析，本次勘察路段屬于填方路基，填料主要為粉土和粉質(zhì)黏土，密實(shí)度一般—中等，含水量一般，呈堅(jiān)硬—硬塑狀態(tài)，地基承載力一般—較高，僅在鉆孔ZK2（17.0 m處）、ZK4（14.0 m處）鉆進(jìn)過程中有漏漿現(xiàn)象，鉆孔ZK2、ZK4揭示，緊挨填土下方的原地層中含水量均較大。鉆孔ZK2中18.0～23.0 m深度范圍內(nèi)為Q2粉土，含水量21.1%～22.9%，液性指數(shù)0.43～0.64，強(qiáng)度較低；鉆孔ZK4中18.0～25.0 m深度范圍內(nèi)為Q2粉質(zhì)黏土，含水量18.8%～22.3%，液性指數(shù)0.13～0.49，強(qiáng)度較低。

物探成果中的高阻異常區(qū)位于左幅路面左側(cè)綠化帶中，揭示在填土深度10～16 m范圍存在相對(duì)較大的孔隙，此處填土密實(shí)度不足，易形成滲水通道，ZK2、ZK4亦位于左幅路面左側(cè)的綠化帶中，在綠化帶左側(cè)有一土溝，溝內(nèi)填土松散，雨季時(shí)大量雨水匯聚于此，排泄不出，滲入地下，溝底可見塌陷坑洞，雨水滲入填土地層和原地層，使路基下方局部土層承載力降低，引起路基路面沉降變形。

圖3 工程地質(zhì)橫斷面示意圖

5 路基的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

項(xiàng)目區(qū)段落內(nèi)左幅機(jī)動(dòng)車道在雨季出現(xiàn)寬窄不一的裂縫，經(jīng)水泥漿液填充后未見進(jìn)一步擴(kuò)大跡象，說明此處段落內(nèi)地基沉降已基本趨于穩(wěn)定狀態(tài)，但不表明此處段落不具備繼續(xù)發(fā)生沉降的可能。

6 結(jié)論及建議

a）地表水排泄不暢下滲引起地基下方土層含水量較大、強(qiáng)度降低是引起填方路段路基產(chǎn)生不均勻沉降變形的主要原因。

b）建議加強(qiáng)對(duì)病害路段的觀測(cè)，對(duì)已沉降變形路段進(jìn)行治理。

c）建議完善地表和路基左側(cè)溝內(nèi)排水措施，減小地表水下滲對(duì)路基的影響。