某河道提升工程地裂缝形成原因分析

郝深志，李会语，刘香兰，陈平货

（1.河南省水利勘测有限公司，河南 郑州 450003;2.河南亚伟建设工程集团有限公司，河南 郑州 450003;3.河南永固岩土工程有限公司，河南 开封 475000）

1 工程概况

1.1 工程概况

某河道提升工程项目是洛阳市“四河同治”工程涧河治理工程的一部分，位于涧河以西，属于洛阳市涧西区。本工程路段与上游西环路至芳华路（同乐桥）段全线统称为涧滨南路，本次为涧滨南路南延工程。洛阳市涧滨南路南延建设工程北起芳华路（同乐桥），南至现状滨河北路，全长4559.115m，红线宽度18m，设计车速30km/h，道路等级为城市支路。道路两侧各4m 慢行道规划为城市乐道，并设置相应标牌、标识、标线、座椅等。涧滨南路南延的建设可满足涧河南岸的交通需求，贯通现状芳华路（同乐桥）与现状滨河北路，并设置上下桥乐道，将涧河河道与涧滨南路相交的各条道路连通以达到涧河绿线内“岸绿、路畅”的治理效果。

本工程项目包括：道路工程、排水工程、缆线廊工程、导视系统、交通工程、照明工程、绿化工程、彩虹游园景观工程、绿化给水工程、城市书屋、公厕及管理房。

1.2 工程建设内容

1.2.1 道路工程

本工程北起现状芳华路，南至现状滨河北路，全长4559.115m。其中芳华路至唐宫路段长1422.101m，唐宫路至中州路段长628.729m，中州路至辽宁路段长669.882m，辽宁路至九都路段长433.924m，九都路至丽春路段长493.364m，丽春路至滨河北路段长911.115m。丽春路南下游乐道长130m；芳华路至至唐宫路段园路长1474.8m，唐宫路至中州路段园路长576.1m，辽宁路至滨河北路段园路长1841.3m。

（1）主要技术标准：道路等级：城市支路，道路红线宽度18m；道路设计速度：30km/h；

路面结构：沥青混凝土路面，设计使用年限10 年，抗震设防等级7 度；

（2）道路横断面：涧滨南路采用标准横断面形式：3.5m（乐道）+2m（绿化带）+7m（车行道）+2m（绿化带）+3.5m（乐道）=18m。车行道为双面坡，坡向外侧，横坡为1.5%；两侧3.5m 宽乐道为单面坡，坡向车行道，横坡为2%。车行道采用直线接1.5 次抛物线型式的路拱曲线。对半径小于250m的圆曲线，根据规范要求增设加宽值，每条车道加宽值均按0.95m 考虑。为减少河道西侧拆迁，将辽宁路至九都路断面形式修改为：2m（乐道）+7m（车行道）+2.5m（乐道）=11.5m；

（3）路面结构组合：①车行道结构形式为：基层采用2 层各20cm 厚的水泥稳定碎石；乳化沥青透层油+乳化沥青封层；面层采用6cm 厚的中粒式沥青混合料（AC-20C，下面层）；4cm 厚细粒式沥青混合料（AC-13C）。车行道的结构总厚度为50cm。②新建乐道结构：15cm 厚级配碎石垫层和18cm 厚水泥稳定碎石，面层采用4cm 彩色沥青混凝土(C AC-10)。结构总厚度为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。

新建雨水管道的建设可解决路面及周边排水，根据道路设计纵向坡度及地形地势，采用分段排放，共设7个排出口，排入涧河。设计雨水管道距路中东5.0m，管径∅700mm～∅1000mm，为Ⅱ级钢筋混凝土承插口管。

涧滨南路现状道路有一道∅300mm～∅500mm污水管道，转输沿线小区污水排入相交道路污水管道。大明渠至滨河北路段沿河截污管道∅1200mm 自北向南排入污水提升泵站，最终排入涧西污水处理厂。对现状污水管道清淤疏浚可减少污水溢流污染。

1.2.3 缆线廊工程

道路全线设计缆线廊，华路至唐宫西路段缆线廊芳位于道路东侧距道路中心线7m处，唐宫西路至中州中路段位于道路东侧距道路中心线3m处，辽宁路至九都路段位于道路西侧距道路中心线7.5m处，九都路至丽春路段位于道路西侧绿化带内，距道路中心线10m左右，丽春路至滨河北路位于道路东侧距道路中心线6.5m 处，设计断面形式为8∅200MPP 管+12∅110 根七孔梅花管组合。

1.2.4 绿化工程

绿化工程主要为涧滨南路两侧行道树及绿化带、岸下乐道周边绿化提升。

芳华路—唐宫西路段行道树：因军安小区边界离设计涧滨南路边界较近，此路段设计行道树为19cm银杏，下层绿化带内红叶石楠篱、龙柏、大叶黄杨篱交替种植；

唐宫西路—滨河北路段行道树：行道树选择冠大荫浓的落叶树重阳木，下层绿化带内以红叶石楠篱、金森女贞篱交替种植；

涧河乐道沿线绿化：岸下绿道两侧绿化主要以常绿树种为主，开花植物及球类植物点缀，主要树种有白皮松、大叶女贞、雪松、金枝槐、桂花、日本晚樱、红叶碧桃、紫荆、丛生紫薇、紫丁香等，部分路口及街角种植造型油松及造型小叶女贞和红枫，搭配景石、芒草。

1.2.5 绿化给水工程

绿化给水水源引自新建市政给水管道，设计绿化给水管管径∅75mm，采用PE100 级HDPE（高密度聚乙烯）给水管。路中线西侧的绿化带沿靠近车行道边缘内0.5m布置，路中线东侧的绿化带沿靠近人行道边缘内0.5m 布置。给水管道上每隔24m 左右设一处快速取水阀。位于绿化带内管道埋深0.8m，位于人行道下、机动车道、非机动车道下的埋深1.5m。过现状邙岭大道采用拉管施工。

河道提升工程于2020 年8 月1 日开工建设，2021年2月11日完工。

2 工程水文地质条件

2.1 地层岩性

根据勘探揭露，场地表层分布为杂填土，其下为第四纪全新统冲洪积形成的粉质粘土、卵石层。根据各土层的形成时代、成因及岩土工程特征，自上而下共分为4 层：

①杂填土（Qml）：杂色，以粉质粘土、生活垃圾、植物残体、建筑垃圾为主要成分，成分混杂，结构松散，堆填时间较短，局部地段杂填土较厚。

②粉质粘土（Q4）：黄褐色，褐黄色，可塑—硬塑状，见植物根茎、针虫孔，铁锰质浸染，局部富集钙丝，切面有光泽，无摇振反应，干强度中等，韧性中等，湿陷程度轻微。

③粉质粘土（Q4）：褐黄色，黄色，硬塑状，具针、虫孔，含炭屑、植物根茎，偶见钙丝，切面有光泽，无摇振反应，干强度中等，韧性中等。

④卵石（Q4）：杂色，稍密状。粒径2～4cm，最大粒径约6cm，磨圆度较好，多呈圆形及亚圆形，级配大多不良。卵石母岩成份以石英岩、石英砂岩、安山岩、斜长斑岩为主，泥砂质充填。

2.2 水文地质条件

工程区位于暖温带半干旱大陆性季风气候区，夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥；降雨多集中在每年6、7、8、9月份。

工程区地下水属第四系孔隙潜水，埋藏较浅，地下水受大气降水、河道侧渗补给，排泄以人工开采、地下径流为主。

3 形成地裂缝原因分析及处理建议

3.1 形成地裂缝、塌滑等主要问题

2021年7 月以来，项目区持续出现强降雨，为近历史记录以来最大降雨；因受持续强降雨影响，整个项目区受损严重，主要表现为已建项目道路路面或边坡裂缝；道路边坡滑塌；道路路面向上拱起；石材栏杆基础下沉；边坡砌石隆起等。

3.1.1 道路路面或边坡裂缝

道路路面裂缝以纵向（平行于道路）为主，长度一般5～35m，最长达65m；裂缝宽度一般3～10cm。垂直路面的横向裂缝相对规模较小；一般长度一般3～5m；裂缝宽度一般0.2～1cm。见图1。

图1 道路纵向裂缝

3.1.2 基础下沉导致护栏开裂

受强降雨影响，致使FT0+322～FT0+348 处石材栏杆边坡下滑，致使石材栏杆基础下沉；FT0+460～FT0+480处外侧边坡下沉，致使修复后的路面再次开裂；FT0+840～FT0+870处外侧浆砌石边坡开裂，致使上部路面再次开裂；桩号ZJ0+730～ZJ1+060处东侧受边坡滑动影响，道路路面向河道方向出现倾斜，石材栏杆出现不同程度的开裂等问题，进而导致沥青路面开裂等地质灾害，见图2。

图2 石材护栏基础下沉

3.1.3 道路护坡塌滑

建设工程于2020 年3 月开工，由于部分路段道路边坡坡度过陡为（1∶0.5）～（1∶0.75），未能达到1∶1.5的设计要求，道路边坡缺少排水沟槽设计。经2021年7～9 月雨季后，道路边坡出现沉降、滑移、坍塌等地质灾害，见图3。由于缺少排水沟设计，阴雨天气时间长时，路面积水下渗，顺碾压不实的地层流出，从而导致边坡出现流土、护坡浆砌石凸起等现象，见图4。

图3 道路护坡滑塌

图4 浆砌石护坡隆起

3.2 主要问题原因分析及处理建议

3.2.1 原因分析

通过现场调查测量，对比分析施工前、施工过程及施工后的资料，结合地层岩性条件，根据产生裂缝、塌滑、不均匀沉陷等地质灾害发生的水文工程地质因素、环境因素、施工技术等形成路面裂缝、护坡滑塌、基础不均匀沉降的主要原因如下：

（1）建筑垃圾和杂填土的强度低、压缩性高、均匀性差，未经处理直接作为基础填料，工程性质较差，在雨水浸泡作用下，出现不均匀沉降，从而引起路面裂缝。

（2）桩号K1+400～K2+100 段现状边坡仅为（1∶0.5）～（1∶0.75），不满足设计1∶1.5的设计要求。

（3）道路未设置边坡排水防护措施，在雨水作用下，地表积水顺孔隙渗入下部基础，从而冲刷高填方土质边坡，引起边坡坍塌，导致道路路面破裂。

（4）部分高填方且无边坡防护路段，边坡缺少排水设施，在雨水和路面渗水作用下出现边坡滑移、坍塌；或出现局部护砌石块凸起。

3.2.2 处理建议

根据基础土体的工程地质特性、地形地貌和水文地质条件、施工填土高度、工程荷载、气候条件等。结合工程特性提出处理建议如下：

（1）2021 年7～9 月有历史记录以来特大降雨气候条件，缺少降排水措施；

（2）对存在滑坡、裂缝、不均匀沉降的路段进行补充勘察，完善水文地质工程地质条件及现状地基特性资料；

（3）对根据完善的地质成果，对杂填土或填土碾压不实的工程地质段进行灌浆处理；

（4）对于浆砌石鼓包段进行护坡加固；

（5）现状边坡过陡，应首先考虑放缓边坡，然后采取必要的边坡防护措施。

4 结语

河道提升工程于2020 年8 月1 日开工建设，2021年2月11日完工。2021年7～9月有历史记录以来特大降雨自然因素，但是工程本身存在建筑垃圾和杂填土的强度低、压缩性高、均匀性差；未经处理直接作为基础填料，且碾压不实；建设工程缺少路面、道路边坡排水措施综合；现状边坡仅为（1∶0.5）～（1∶0.75），不满足设计1∶1.5 的设计要求，且缺少边坡防护出方案；从而导致在雨水作用下，出现不均匀沉降，从而引起路面裂缝，护坡塌滑等地质灾害。