道路路面塌陷成因分析及处理方案

运城市高铁商务区站前路、学苑路路面塌陷

成因分析及处理方案

1.工程概况

高铁站商务区站前路道路工程（K0-025- K4+079.663，暂施工至K2+585），起点与北外环相交，终点接东外环，途中与中银大道、槐东路、学苑路、规二路、安中路相交。学苑路道路工程（K0-044.032-K0+866）,起点接学苑北路与北外环的交点，终点接站前路，途中与站一路、站二路相交，是原学苑路的向北延伸。站前路道路红线宽50m，绿线90m，学苑路道路红线宽50m，绿线80m。道路类别为城市主干路，其中包括机动车道、非机动车道、人行道。由于持续几天的强降雨，站前路、学苑路非机动车道、人行道路面出现不同程度的塌陷。非机动车道小面积塌陷情况居多。人行道均为小面积塌陷但塌陷情况不严重。

2.工程地质条件

根据山西第八地质工程勘察院2012年7月提供的《运城市高铁站区站前路工程地质勘察报告》，场地地基主要为：第四系上更新统风积层（Q3eoi），第四系上更新统冲积层（Q3eoi）。岩性为粉土、粉砂为主。现依层序分述如下：

第①层粉土（Q3eol）

以浅黄色为主粉土，稍湿，稍密，夹有钙质结核，含有白色菌丝，偶见虫孔，植物根系，摇震反应中等，干强度低，韧性低。上部0.3为种植土。高等压缩性，压缩系数al-20.20-0.99MPa-1，平均0.60MPa-1；标准贯入实验实测击数3-18击之间，平均8.7击。承载力标准90KPa。

该层层厚1.5-4.8m,平均3.94m；底层埋深1.5-4.8m，平均3.94m；层底标高为374.0-387.47m，平均383.38m。

第②层粉土（Q3al）

浅黄色，稍湿，稍密-中密，具针状孔隙，局部夹少量钙质结核

及蜗牛碎片。摇震反应中等，干强度低，韧性低。夹有薄层褐黄色粉土层。中等压缩性，压缩系数al-20.11-0.82MPa-1，平均0.28MPa-1；标准贯入实验实测击数3-28击之间，平均10.8击。承载力标准110KPa。

该层层厚 1.3-7.0m,平均 5.08m；底层埋深 5.6-10.50m，平均8.79m；层底标高为367.9-382.54m，平均378.19m。

第③层粉土（Q3al）

浅黄色，稍湿-湿，稍密-中密，夹少量钙质结核，可见虫孔及蜗牛壳。摇震反应中等，无光泽反应，干强度低，韧性低。标准贯入实验实测击数9-34.3击之间，平均378.89击。承载力标准160KPa。

该层层厚3.2-4.8m,平均4.0m；底层埋深5.7-5.8m，平均5.75m；层底标高为375.85-382.20m，平均378.89m。

第④层粉土（Q3al）

黄色，稍湿-湿，稍密-中密，局部砂含量较高。摇震反应迅速，无光泽反应，干强度低，韧性低。标准贯入实验实测击数9-39击之间，平均23.1击。承载力标准150KPa。

3.湿陷性黄土特征

站前路、学苑路施工区域内土质均为湿陷性黄土，并存在不同的湿陷等级。

湿陷性黄土是一种特殊性质的土,土质较均匀、结构疏松、孔隙发育。在未受水浸湿时，一般强度较高，压缩性较小。在上覆土层自重应力作用下,或者在自重应力和附加应力共同作用下,下沉稳定后,一旦受水浸湿,土体结构迅速破坏,并产生显著附加变形或下沉。总之其具有较高的透水性、湿陷性和崩解性，易于被侵蚀搬运而形成洞穴。当道路路基内部遇水，土体被水冲蚀后形成土洞，导致路基的整体或局部下沉、路面纵横向开裂。

4.引发塌陷机理分析

站前路、学苑路塌陷路面均处于非机动车道，大多在靠近绿化带路缘石处，专业管线及其过路区域。小面积塌陷呈现漏斗形状，有部

分沉陷为大面积的路面整体下沉。

4.1路面塌陷形成的基本条件

1）站前路、学苑路均为湿陷性黄土地区，其路基均为黄土。

2）供水、弱电、绿化喷淋等专业管线沟槽回填不密实，有部分沟槽至今未回填。其沟槽沉陷、雨水从沟槽内进入路基，直接造成路面沉陷。

3）水活动的动力条件：1.5m宽中间绿化隔离带区域，绿化方为满足种树的宽度，将路缘石后背灰凿除，水从路缘石后背渗入路基。路基回填土受水浸湿，土体结构迅速被破坏,产生显著附加变形或下沉，随着在水的动力作用下，土体被侵蚀和搬运，道路基层下形成空洞。这也是造成路面塌陷的主要原因之一。

4）本工程因各种因素的制约，未能及时将整个工程完片，降雨后，雨水不能及时的排出，存积于多处未完工区域。

4.2路面塌陷形成的影响因素

1）降雨因素：进入雨季后，降雨量大于往年，近期持续的强降雨，大量雨水渗入地下，对土体造成一定的浸蚀作用，改变了土体性质，在一定程度上促进了塌陷的产生。

2）环境因素：站前路部分道路、专业管线未完工，站前路整体的排水系统未形成。降雨后，雨水不能及时排出，存积于雨水管道及井室内，地表的雨水存积于未完工的路床内和专业管线沟槽内，雨水经多种渠道渗透到路基内。

3）其他因素：部分绿化隔离带回填土不到位，土体不密实，雨水经路缘石后背渗入路床；人行道砖间缝隙，人行道砖与非机动车道路缘石间缝隙不密实，立缘石间、平石间勾缝不到位。部分雨水并未排入雨水口，而是经这些缝隙渗入路基。

5.塌陷路面处理方案

针对路面塌陷产生的原因，通过综合分析塌陷区域的分布位置和规模范围，从安全、经济、施工难易程度出发，本着“彻底治理、安全稳定进行综合治理”的理念，确保该段道路的安全畅通。塌陷主要

存在于非机动车道和人行道上，目前部分塌陷的路面已挖开进行详细勘察和分析，发现空洞后继续向下和向四周开挖，再未发现漏斗型的空洞。从而排除了地下管道内水上返搬运土体形成空洞的可能性。鉴于路基空洞位置较浅，主要采取开挖后进行修复，同时加强治水措施，疏导和完善排水系统。

5.1局部塌陷路面处理方法

1）拆除塌陷区域的路面、基层,自原路床顶面向下挖80cm后，若土质坚硬停止下挖，若土质仍湿软，继续向下开挖至坚实土层，同时通知技术人员。

2）遇检查井时，检查井周边1m范围内，挖至路床顶面以下1.2米处。3）回填之前必须通知技术、质检人员到现场查看并同意回填后，方可进行回填。

4）回填均采用二八灰土进行回填，每层虚填厚度不大于25cm。夯实至设计灰土顶面标高后，检测压实度直到符合设计要求为止。

5）原设计中的水稳基层采用C25混凝土代替。

6）待混凝土养生完毕，恢复沥青混凝土面层。

5.2站前路大面积路面整体塌陷处理方法

因污水管道与下游未接通，K0+250-K0+360段污水管道及井室内长期存水，为保证后期路面无塌陷、下沉，将此段整体开挖对雨水口、雨水检查井进行加强处理。

1）分井段对塌陷路面进行处理，避免大面积开挖后雨水泡槽。

2）拆除污水井两井间路缘石，路面及道路基层，拆除雨水口、雨水支管，开挖至雨、污水管管底原状土。

3）将挖出的含水量过大的土体外弃，将含水量适中的土体掺和白灰现场拌合，随挖随拌合。

4）挖至管底原状土后，经质检、技术人员检测合格后进行回填。

5）回填均采用二八灰土进行回填，每层虚填厚度不大于25cm。夯实至设计灰土顶面标高后，检测压实度直到符合设计要求为止。

6）路床以上结构层按照设计图纸进行施工。