道路路面塌陷成因分析及處理方案.doc

運(yùn)城市高鐵商務(wù)區(qū)站前路、學(xué)苑路路面塌陷成因分析及處理方案運(yùn)城市高鐵商務(wù)區(qū)站前路、學(xué)苑路路面塌陷成因分析及處理方案1.工程概況高鐵站商務(wù)區(qū)站前路道路工程（K0-025- K4+079.663，暫施工至K2+585），起點(diǎn)與北外環(huán)相交，終點(diǎn)接?xùn)|外環(huán)，途中與中銀大道、槐東路、學(xué)苑路、規(guī)二路、安中路相交。學(xué)苑路道路工程（K0-044.032-K0+866）,起點(diǎn)接學(xué)苑北路與北外環(huán)的交點(diǎn)，終點(diǎn)接站前路，途中與站一路、站二路相交，是原學(xué)苑路的向北延伸。站前路道路紅線寬50m，綠線90m，學(xué)苑路道路紅線寬50m，綠線80m。道路類(lèi)別為城市主干路，其中包括機(jī)動(dòng)車(chē)道、非機(jī)動(dòng)車(chē)道、人行道。由于持續(xù)幾天的強(qiáng)降雨，站前路、學(xué)苑路非機(jī)動(dòng)車(chē)道、人行道路面出現(xiàn)不同程度的塌陷。非機(jī)動(dòng)車(chē)道小面積塌陷情況居多。人行道均為小面積塌陷但塌陷情況不嚴(yán)重。2.工程地質(zhì)條件根據(jù)山西第八地質(zhì)工程勘察院2012年7月提供的運(yùn)城市高鐵站區(qū)站前路工程地質(zhì)勘察報(bào)告，場(chǎng)地地基主要為：第四系上更新統(tǒng)風(fēng)積層（Q3eoi），第四系上更新統(tǒng)沖積層（Q3eoi）。巖性為粉土、粉砂為主?，F(xiàn)依層序分述如下：第層 粉土（Q3eol）以淺黃色為主粉土，稍濕，稍密，夾有鈣質(zhì)結(jié)核，含有白色菌絲，偶見(jiàn)蟲(chóng)孔，植物根系，搖震反應(yīng)中等，干強(qiáng)度低，韌性低。上部0.3為種植土。高等壓縮性，壓縮系數(shù)al-20.20-0.99MPa-1，平均0.60MPa-1；標(biāo)準(zhǔn)貫入實(shí)驗(yàn)實(shí)測(cè)擊數(shù)3-18擊之間，平均8.7擊。承載力標(biāo)準(zhǔn)90KPa。該層層厚1.5-4.8m,平均3.94m；底層埋深1.5-4.8m，平均3.94m；層底標(biāo)高為374.0-387.47m，平均383.38m。第層粉土（Q3al）淺黃色，稍濕，稍密-中密，具針狀孔隙，局部夾少量鈣質(zhì)結(jié)核及蝸牛碎片。搖震反應(yīng)中等，干強(qiáng)度低，韌性低。夾有薄層褐黃色粉土層。中等壓縮性，壓縮系數(shù)al-20.11-0.82MPa-1，平均0.28MPa-1；標(biāo)準(zhǔn)貫入實(shí)驗(yàn)實(shí)測(cè)擊數(shù)3-28擊之間，平均10.8擊。承載力標(biāo)準(zhǔn)110KPa。該層層厚1.3-7.0m,平均5.08m；底層埋深5.6-10.50m，平均8.79m；層底標(biāo)高為367.9-382.54m，平均378.19m。第層粉土（Q3al）淺黃色，稍濕-濕，稍密-中密，夾少量鈣質(zhì)結(jié)核，可見(jiàn)蟲(chóng)孔及蝸牛殼。搖震反應(yīng)中等，無(wú)光澤反應(yīng)，干強(qiáng)度低，韌性低。標(biāo)準(zhǔn)貫入實(shí)驗(yàn)實(shí)測(cè)擊數(shù)9-34.3擊之間，平均378.89擊。承載力標(biāo)準(zhǔn)160KPa。該層層厚3.2-4.8m,平均4.0m；底層埋深5.7-5.8m，平均5.75m；層底標(biāo)高為375.85-382.20m，平均378.89m。第層粉土（Q3al）黃色，稍濕-濕，稍密-中密，局部砂含量較高。搖震反應(yīng)迅速，無(wú)光澤反應(yīng)，干強(qiáng)度低，韌性低。標(biāo)準(zhǔn)貫入實(shí)驗(yàn)實(shí)測(cè)擊數(shù)9-39擊之間，平均23.1擊。承載力標(biāo)準(zhǔn)150KPa。3.濕陷性黃土特征站前路、學(xué)苑路施工區(qū)域內(nèi)土質(zhì)均為濕陷性黃土，并存在不同的濕陷等級(jí)。濕陷性黃土是一種特殊性質(zhì)的土,土質(zhì)較均勻、結(jié)構(gòu)疏松、孔隙發(fā)育。在未受水浸濕時(shí)，一般強(qiáng)度較高，壓縮性較小。在上覆土層自重應(yīng)力作用下,或者在自重應(yīng)力和附加應(yīng)力共同作用下,下沉穩(wěn)定后,一旦受水浸濕,土體結(jié)構(gòu)迅速破壞,并產(chǎn)生顯著附加變形或下沉。總之其具有較高的透水性、濕陷性和崩解性，易于被侵蝕搬運(yùn)而形成洞穴。當(dāng)?shù)缆仿坊鶅?nèi)部遇水，土體被水沖蝕后形成土洞，導(dǎo)致路基的整體或局部下沉、路面縱橫向開(kāi)裂。4.引發(fā)塌陷機(jī)理分析站前路、學(xué)苑路塌陷路面均處于非機(jī)動(dòng)車(chē)道，大多在靠近綠化帶路緣石處，專(zhuān)業(yè)管線及其過(guò)路區(qū)域。小面積塌陷呈現(xiàn)漏斗形狀，有部分沉陷為大面積的路面整體下沉。4.1路面塌陷形成的基本條件1）站前路、學(xué)苑路均為濕陷性黃土地區(qū)，其路基均為黃土。2）供水、弱電、綠化噴淋等專(zhuān)業(yè)管線溝槽回填不密實(shí)，有部分溝槽至今未回填。其溝槽沉陷、雨水從溝槽內(nèi)進(jìn)入路基，直接造成路面沉陷。3）水活動(dòng)的動(dòng)力條件：1.5m寬中間綠化隔離帶區(qū)域，綠化方為滿(mǎn)足種樹(shù)的寬度，將路緣石后背灰鑿除，水從路緣石后背滲入路基。路基回填土受水浸濕，土體結(jié)構(gòu)迅速被破壞,產(chǎn)生顯著附加變形或下沉，隨著在水的動(dòng)力作用下，土體被侵蝕和搬運(yùn)，道路基層下形成空洞。這也是造成路面塌陷的主要原因之一。4）本工程因各種因素的制約，未能及時(shí)將整個(gè)工程完片，降雨后，雨水不能及時(shí)的排出，存積于多處未完工區(qū)域。4.2路面塌陷形成的影響因素1）降雨因素：進(jìn)入雨季后，降雨量大于往年，近期持續(xù)的強(qiáng)降雨，大量雨水滲入地下，對(duì)土體造成一定的浸蝕作用，改變了土體性質(zhì)，在一定程度上促進(jìn)了塌陷的產(chǎn)生。2）環(huán)境因素：站前路部分道路、專(zhuān)業(yè)管線未完工，站前路整體的排水系統(tǒng)未形成。降雨后，雨水不能及時(shí)排出，存積于雨水管道及井室內(nèi)，地表的雨水存積于未完工的路床內(nèi)和專(zhuān)業(yè)管線溝槽內(nèi)，雨水經(jīng)多種渠道滲透到路基內(nèi)。3）其他因素：部分綠化隔離帶回填土不到位，土體不密實(shí)，雨水經(jīng)路緣石后背滲入路床；人行道磚間縫隙，人行道磚與非機(jī)動(dòng)車(chē)道路緣石間縫隙不密實(shí)，立緣石間、平石間勾縫不到位。部分雨水并未排入雨水口，而是經(jīng)這些縫隙滲入路基。5.塌陷路面處理方案針對(duì)路面塌陷產(chǎn)生的原因，通過(guò)綜合分析塌陷區(qū)域的分布位置和規(guī)模范圍，從安全、經(jīng)濟(jì)、施工難易程度出發(fā)，本著“徹底治理、安全穩(wěn)定進(jìn)行綜合治理”的理念，確保該段道路的安全暢通。塌陷主要存在于非機(jī)動(dòng)車(chē)道和人行道上，目前部分塌陷的路面已挖開(kāi)進(jìn)行詳細(xì)勘察和分析，發(fā)現(xiàn)空洞后繼續(xù)向下和向四周開(kāi)挖，再未發(fā)現(xiàn)漏斗型的空洞。從而排除了地下管道內(nèi)水上返搬運(yùn)土體形成空洞的可能性。鑒于路基空洞位置較淺，主要采取開(kāi)挖后進(jìn)行修復(fù)，同時(shí)加強(qiáng)治水措施，疏導(dǎo)和完善排水系統(tǒng)。5.1局部塌陷路面處理方法1）拆除塌陷區(qū)域的路面、基層,自原路床頂面向下挖80cm后，若土質(zhì)堅(jiān)硬停止下挖，若土質(zhì)仍濕軟，繼續(xù)向下開(kāi)挖至堅(jiān)實(shí)土層，同時(shí)通知技術(shù)人員。2）遇檢查井時(shí)，檢查井周邊1m范圍內(nèi)，挖至路床頂面以下1.2米處。3）回填之前必須通知技術(shù)、質(zhì)檢人員到現(xiàn)場(chǎng)查看并同意回填后，方可進(jìn)行回填。4）回填均采用二八灰土進(jìn)行回填，每層虛填厚度不大于25cm。夯實(shí)至設(shè)計(jì)灰土頂面標(biāo)高后，檢測(cè)壓實(shí)度直到符合設(shè)計(jì)要求為止。5）原設(shè)計(jì)中的水穩(wěn)基層采用C25混凝土代替。6）待混凝土養(yǎng)生完畢，恢復(fù)瀝青混凝土面層。5.2站前路大面積路面整體塌陷處理方法因污水管道與下游未接通，K0+250-K0+360段污水管道及井室內(nèi)長(zhǎng)期存水，為保證后期路面無(wú)塌陷、下沉，將此段整體開(kāi)挖對(duì)雨水口、雨水檢查井進(jìn)行加強(qiáng)處理。1）分井段對(duì)塌陷路面進(jìn)行處理，避免大面積開(kāi)挖后雨水泡槽。2）拆除污水井兩井間路緣石，路面及道路基層，拆除雨水口、雨水支管，開(kāi)挖至雨、污水管管底原狀土。3）將挖出的含水量過(guò)大的土體外棄，將含水量適中的土體摻和白灰現(xiàn)場(chǎng)拌合，隨挖隨拌合。4）挖至管底原狀土后，經(jīng)質(zhì)檢、技術(shù)人員檢測(cè)合格后進(jìn)行回填。5）回填均采用二八灰土進(jìn)行回填，每層虛填厚度不大于25cm。夯實(shí)至設(shè)計(jì)灰土頂面標(biāo)高后，檢測(cè)壓實(shí)度直到符合設(shè)計(jì)要求為止。6）路床以上結(jié)構(gòu)層按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行施工。7）待水穩(wěn)基層養(yǎng)生完畢，恢復(fù)瀝青混凝土面層。8）在修復(fù)過(guò)程中，雨水口和雨水支管需重新砌筑和安裝，嚴(yán)格安裝設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行施工，雨水支管按要求進(jìn)行360度C25混凝土包封。同時(shí)雨水管與雨水口、檢查井相接處要做好防水，防止雨水通過(guò)此處滲入路基。9）在修復(fù)過(guò)程中，按設(shè)計(jì)要求安裝立緣石、平石，保證立緣石間、平石間、平石與立緣石間砂漿飽滿(mǎn)且強(qiáng)度符合規(guī)范要求，不被雨水沖刷造成空洞。5.3學(xué)苑路路面整體塌陷的處理方法1）利用相關(guān)儀器，先對(duì)路面結(jié)構(gòu)層以下土體進(jìn)行檢測(cè)，如土體承載力符合設(shè)計(jì)要求，采用銑刨機(jī)將瀝青面層處理掉一層后，根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)高重新攤鋪瀝青面層。2）經(jīng)檢測(cè)，路面結(jié)構(gòu)層以下土體承載力無(wú)法滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，仍繼續(xù)下沉的，采用站前路大面積路面整體塌陷處理方法進(jìn)行處理。5.4人行道及路緣石的處理方法1）嚴(yán)格對(duì)人行道路面、人行道磚與樹(shù)池?fù)醢?、人行道磚與立緣石相接處進(jìn)行檢查，若人行道磚、樹(shù)池?fù)醢濉⒘⒕壥撞坑锌斩吹倪M(jìn)行標(biāo)注并記錄，然后空洞部位的磚拆除，修復(fù)空洞后重新安裝。然后采用細(xì)砂摻10%水泥填充人行道磚與磚之間，磚與樹(shù)池?fù)醢?、立緣石間的縫隙，保證其密實(shí)。2）道路沿線所有立緣石間存在縫隙的，均采用勾縫砂漿摻膠進(jìn)行勾縫，必須保證勾縫飽滿(mǎn)防止雨水沖刷；所有平緣石間、平緣石與立緣石間的縫隙均采用砂漿摻防水粉進(jìn)行勾縫，并砂漿飽滿(mǎn)不被雨水沖刷形成空洞。3）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，對(duì)中間隔離帶的立緣石由于后戧砼的缺陷，造成雨水從立緣石后滲入路基。對(duì)此段路緣石的后戧砼進(jìn)行修補(bǔ)，鑿除原有后戧砼，增加后戧砼深度至立緣石底面以下20cm,從而起到阻水的作用。5.5回填施工方法1）結(jié)構(gòu)層以下回填時(shí)，回填土與原土層相接處需設(shè)置成階梯型，如下圖。每層壓實(shí)后厚度不超過(guò)20cm，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況必須保證最后兩步按圖搭接。2）新結(jié)構(gòu)層與原結(jié)構(gòu)層搭接處做法路面切縫采用切縫機(jī)直切，盡量修補(bǔ)為矩形。3）路床頂面以下回填處理不小于80cm，均采用二八灰土進(jìn)行層層夯實(shí)回填。6.塌陷處理的施工要點(diǎn)6.1質(zhì)量方面1）建立以項(xiàng)目經(jīng)理為質(zhì)量檢查工作組的組長(zhǎng)，生產(chǎn)經(jīng)理為副組長(zhǎng)，技術(shù)人員、質(zhì)檢人員為組員。對(duì)道路質(zhì)量問(wèn)題逐一進(jìn)行檢查并做好記錄。2）施工員組織工人對(duì)地下所有排水管道、檢查井、雨水口逐一進(jìn)行排查，發(fā)現(xiàn)有質(zhì)量隱患的部位馬上安排進(jìn)行修復(fù)并記錄，修復(fù)后通知質(zhì)量檢查組及監(jiān)理進(jìn)行檢查，有必要時(shí)對(duì)檢查井及排水管道進(jìn)行閉水試驗(yàn)。3）塌陷處理過(guò)程中，回填灰土壓實(shí)度必須符合規(guī)范要求，并有專(zhuān)人進(jìn)行監(jiān)測(cè)。4）按照設(shè)計(jì)要求安裝立緣石，保證立緣石后戧砼的深度和厚度，在保證路緣石穩(wěn)固的同時(shí)起到阻水的作用。5）塌陷處理過(guò)程中，只要遇有空洞，無(wú)論大小必須全部挖開(kāi)并挖至堅(jiān)實(shí)土層后才能進(jìn)行下一步工作。6）現(xiàn)處于雨季，降雨量較大，在處理塌陷的同時(shí)要了解天氣情況，要隨挖隨處理，避免大面積開(kāi)挖進(jìn)行處理。未處理完畢的區(qū)域遇降雨時(shí)要做好覆蓋和雨水疏導(dǎo)工作，防止雨水進(jìn)入對(duì)路基造成二次破壞。7）檢查井、雨水口周邊的回填是薄弱環(huán)節(jié)，對(duì)其回填過(guò)程要嚴(yán)格監(jiān)控。6.2安全方面1）處理塌陷路面的現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員必須正確佩戴安全帽，穿反光背心，不得隨意穿越道路和在施工現(xiàn)場(chǎng)打鬧，防止發(fā)生交通事故。2）在施工區(qū)域前后兩側(cè)以外30m處設(shè)置警示牌，施工區(qū)域設(shè)置安全圍擋，夜間在施工區(qū)域安裝警示燈。3）現(xiàn)處于雨季，在雨前、雨中、雨后都要進(jìn)行巡查，對(duì)存在安全隱患的井、坑、出現(xiàn)問(wèn)題的路面周邊要做好防護(hù)，并設(shè)置警示牌或其他警示標(biāo)志。4）雨期要經(jīng)常檢查現(xiàn)場(chǎng)電器設(shè)備的接地、接零保護(hù)裝置