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。

7）待水稳基层养生完毕，恢复沥青混凝土面层。

8）在修复过程中，雨水口和雨水支管需重新砌筑和安装，严格安装设计图纸进行施工，雨水支管按要求进行360度C25混凝土包封。同时雨水管与雨水口、检查井相接处要做好防水，防止雨水通过此处渗入路基。

9）在修复过程中，按设计要求安装立缘石、平石，保证立缘石间、平石间、平石与立缘石间砂浆饱满且强度符合规范要求，不被雨水冲刷造成空洞。

5.3学苑路路面整体塌陷的处理方法

1）利用相关仪器，先对路面结构层以下土体进行检测，如土体承载力符合设计要求，采用铣刨机将沥青面层处理掉一层后，根据设计标高重新摊铺沥青面层。

2）经检测，路面结构层以下土体承载力无法满足设计要求，仍继续下沉的，采用站前路大面积路面整体塌陷处理方法进行处理。

5.4人行道及路缘石的处理方法

1）严格对人行道路面、人行道砖与树池挡板、人行道砖与立缘石相接处进行检查，若人行道砖、树池挡板、立缘石底部有空洞的进行标注并记录，然后空洞部位的砖拆除，修复空洞后重新安装。然后采用细砂掺10%水泥填充人行道砖与砖之间，砖与树池挡板、立缘石间的缝隙，保证其密实。

2）道路沿线所有立缘石间存在缝隙的，均采用勾缝砂浆掺胶进行勾缝，必须保证勾缝饱满防止雨水冲刷；所有平缘石间、平缘石与立缘石间的缝隙均采用砂浆掺防水粉进行勾缝，并砂浆饱满不被雨水冲刷形成空洞。

3）根据现场情况，对中间隔离带的立缘石由于后戗砼的缺陷，造成雨水从立缘石后渗入路基。对此段路缘石的后戗砼进行修补，凿除原有后戗砼，增加后戗砼深度至立缘石底面以下20cm,从而起到阻水的作用。

5.5回填施工方法

1）结构层以下回填时，回填土与原土层相接处需设置成阶梯型，如下图。

每层压实后厚度不超过20cm，根据现场实际情况必须保证最后两步按图搭接。

2）新结构层与原结构层搭接处做法

路面切缝采用切缝机直切，尽量修补为矩形。

3）路床顶面以下回填处理不小于80cm，均采用二八灰土进行层层夯实回填。

6.塌陷处理的施工要点

6.1质量方面

1）建立以项目经理为质量检查工作组的组长，生产经理为副组长，技术人员、质检人员为组员。对道路质量问题逐一进行检查并做好记录。

2）施工员组织工人对地下所有排水管道、检查井、雨水口逐一进行排查，发现有质量隐患的部位马上安排进行修复并记录，修复后通知质量检查组及监理进行检查，有必要时对检查井及排水管道进行闭水试验。

3）塌陷处理过程中，回填灰土压实度必须符合规范要求，并有专人进行监测。

4）按照设计要求安装立缘石，保证立缘石后戗砼的深度和厚度，在保证路缘石稳固的同时起到阻水的作用。

5）塌陷处理过程中，只要遇有空洞，无论大小必须全部挖开并挖至坚实土层后才能进行下一步工作。

6）现处于雨季，降雨量较大，在处理塌陷的同时要了解天气情况，要随挖随处理，避免大面积开挖进行处理。未处理完毕的区域遇降雨时要做好覆盖和雨水疏导工作，防止雨水进入对路基造成二次破坏。7）检查井、雨水口周边的回填是薄弱环节，对其回填过程要严格监控。

6.2安全方面

1）处理塌陷路面的现场作业人员必须正确佩戴安全帽，穿反光背心，不得随意穿越道路和在施工现场打闹，防止发生交通事故。

2）在施工区域前后两侧以外30m处设置警示牌，施工区域设置安全围挡，夜间在施工区域安装警示灯。

3）现处于雨季，在雨前、雨中、雨后都要进行巡查，对存在安全隐患的井、坑、出现问题的路面周边要做好防护，并设置警示牌或其他警示标志。

4）雨期要经常检查现场电器设备的接地、接零保护装置是否灵敏，防止施工过程中发生触电事故；遇雷暴天气，施工人员立即停止作业并撤离到安全区域，防止雷击事件发生。

5）施工人员下井检查时，提前将井盖打开通风，采取相应措施排除井内有害气体，防止中毒事件发生。

7.结语

站前路、学苑路路面塌陷主要是由路基在水的作用下，土体结构迅速被破坏，产生显著附加变形和下沉而造成。

在对塌陷路面处理的过程中，根据塌陷处的情况认真分析，找出路面塌陷具体原因，综合考虑加强治水和隔水措施，疏导和完善排水系统。达到良好的处理效果。