于仁杰

[摘要]沿海深厚軟土區(qū)道路半剛性基層在施工期產(chǎn)生了間距比較接近的橫向裂縫，本文從設(shè)計角度對半剛性基層裂縫產(chǎn)生的原因進行分析，是由于地塊管樁施工的擠土效應(yīng)引起路基變形，導致半剛性基層出現(xiàn)橫向裂縫。同時根據(jù)常用的裂縫處治方法，分析介紹了采用的裂縫處治對策與預(yù)防措施，實際應(yīng)用效果良好。

[關(guān)鍵詞]半剛性基層；裂縫處治；深厚軟土；擠土效應(yīng)

文章編號：2095 - 4085（ 2018） 02 - 0091 - 02

在臺州沿海某圍墾區(qū)內(nèi)，一條車行道寬16m的城市道路在施工期間半剛性基層產(chǎn)生間距比較接近的橫向裂縫，產(chǎn)生裂縫的路段約為道路總長的五分之三。

1 路面結(jié)構(gòu)及裂縫概況

道路面層設(shè)計為瀝青混凝土，基層和底基層均為水泥穩(wěn)定碎石，水泥含量分別為5%和3%，厚度均為20cm，路基為石渣填筑，厚度不小于1.2m。路基在經(jīng)淺層真空預(yù)壓處理的吹填土上填筑，吹填土下是深厚的淤泥及淤泥質(zhì)粘土，厚度35m左右。產(chǎn)生橫向裂縫的路段長約450m，裂縫間距約20～30m，寬約0.5～1.5cm，橫向貫穿整個半剛性基層。裂縫產(chǎn)生時半剛性基層已完工、準備攤鋪瀝青面層，當時周邊地塊正在進行預(yù)應(yīng)力管樁施工。

2 裂縫產(chǎn)生原因分析

通常半剛性基層裂縫產(chǎn)生的原因主要有結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理、汽車荷載作用[1]、路基變形、材料干縮和溫縮。

（1）結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理。路面結(jié)構(gòu)層之間模量相差太大、路基回彈模量太小、半剛性基層厚度不合理等因素導致路面結(jié)構(gòu)計算不合格。采用不合理的路面結(jié)構(gòu)，在外力作用下半剛性基層極易產(chǎn)生裂縫。

（2）汽車荷載作用。在汽車荷載作用下，尤其是超載，半剛性基層底部產(chǎn)生拉應(yīng)力，當拉應(yīng)力超過材料的抗拉強度時，半剛性基層底部便會發(fā)生開裂現(xiàn)象，且在行車荷載的反復作用下，底部產(chǎn)生的裂縫會逐漸擴展到上部，形成貫通整層的裂縫。

（3）路基變形。路基下陷，基層底支撐力減小，在行車荷載作用下，會快速形成裂縫。路基上拱，在向上的路基應(yīng)力作用下，半剛性基層上部產(chǎn)生拉應(yīng)力，當拉應(yīng)力超過材料的抗拉強度時，半剛性基層上部便會發(fā)生開裂現(xiàn)象，并不斷向下部發(fā)展，形成貫通縫。

（4）材料干縮和溫縮。干縮主要表現(xiàn)在施工階段，半剛性基層施工時含水量偏小，灑水養(yǎng)護不及時，造成后期強度形成時失水收縮而產(chǎn)生干縮裂縫。溫縮則主要表現(xiàn)在外界溫度變化，基層結(jié)構(gòu)受熱脹冷縮的作用而開裂，形成溫縮裂縫。

綜上，從設(shè)計角度考慮，首先路面結(jié)構(gòu)計算符合規(guī)范要求，設(shè)計本身沒有問題，其次考慮到道路正處于施工階段，且同樣材料、施工工藝、養(yǎng)護工藝的條件下，只有3/5的路段產(chǎn)生橫向裂縫，同時裂縫產(chǎn)生路段與地塊管樁施工區(qū)域相對應(yīng)，產(chǎn)生時間為管樁施工后，并且隨著管樁的施工推進，裂縫也在逐漸擴大。因此，本例中半剛性基層橫向裂縫是由地塊管樁施工引起路基變形造成的。地塊管樁采用靜壓法施工，為擠土樁。管樁在沉樁過程中，相當于樁體積的土體向四周排擠，使周圍的土受到嚴重的擾動，主要表現(xiàn)為徑向位移，樁尖和樁周一定范圍內(nèi)的土體受到不排水剪切以及很大的水平擠壓，樁周土體接近于“非壓縮性”，產(chǎn)生較大的剪切變形，形成具有很高孔隙水壓力的擾動重塑區(qū)，降低了土的不排水抗剪強度，促使樁周鄰近土體會因不排水剪切而破壞，與樁體積等量的土體在沉樁過程中向樁周發(fā)生較大的側(cè)向位移和隆起。由于群樁施工中的迭加作用，土體位移會更明顯。本例場地的淤泥厚約27m，淤泥質(zhì)粘土厚約8m，是典型的沿海軟土。軟土的天然含水量高、壓縮性高、承載力低，且具有觸變性、流變性、滲透系數(shù)小、抗剪強度低的特性，這決定了管樁擠土效應(yīng)相對其他土質(zhì)影響更大。隨著管樁的施工，土體向道路方向位移，導致路基變形，最終使半剛性基層產(chǎn)生間距比較接近的橫向裂縫。

3 常用裂縫處治方法

目前半剛性基層常用的裂縫處治方法可分為開挖處治和非開挖處治，非開挖處治又可分為常規(guī)處治和裂縫全深度處治。

（1）開挖處治。開挖處治是對發(fā)生裂縫的半剛性基層全部或部分挖出，重新攤鋪基層，以恢復半剛性基層的整體結(jié)構(gòu)強度，一般會輔助使用土工合成材料，加強整體結(jié)構(gòu)性。對于已建成通車的道路，開挖處治半剛性基層裂縫需要先開挖面層，然后才能挖除基層，這會造成較大的浪費，造價高且影響交通。而對于尚未攤鋪面層的在建道路，開挖修復是一種簡單有效的方法，且造價相對較低。

（2）非開挖處治之常規(guī)處治。常規(guī)處治一般采用傳統(tǒng)的灌縫、封縫或抗裂貼處理裂縫。常規(guī)處治施工簡單，造價低，但采用常規(guī)處治技術(shù)只能解決臨時封水問題，無法杜絕從分隔帶或路肩向裂縫滲水，因而不能從根本上治愈裂縫。因為裂縫不能被有效填滿，解決不了半剛性基層因裂縫產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)性破壞問題，所以也無法解決加鋪新面層后快速產(chǎn)生反射裂縫問題。

（3）非開挖處治之裂縫全深度處治。裂縫全深度處治是通過裂縫專用檢測設(shè)備（如探地雷達）對裂縫的寬度及深度等參數(shù)進行檢測分析，根據(jù)檢測結(jié)果并通過專用的設(shè)備把處治材料從裂縫下部向上對裂縫進行填充，使處治材料充分填充道路裂縫的整個縫隙。采用裂縫全深度處治技術(shù)，能將半剛性基層、瀝青面層的裂縫病害從底基層、基層到瀝青面層一并解決，從而將斷開的路面裂縫有效連接為一個整體，對基層和面層的裂縫進行結(jié)構(gòu)性的修復。裂縫全深度處治材料一般采用高分子材料，主要有聚氨酯和改性環(huán)氧樹脂。這類材料固化快、強度能與基層面層接近，且與基層面層粘結(jié)良好。由于高分子材料成本高，且該技術(shù)需要專用設(shè)備檢測及填縫，其造價相對較高。

4 采用的裂縫處治對策與預(yù)防措施

4.1 采用的裂縫處治對策

本例中發(fā)生裂縫的道路尚未攤鋪面層，作為工程設(shè)計，綜合考慮了半剛性基層整體結(jié)構(gòu)恢復、施工難易程度、處治效果、造價等因素，最終采用局部開挖處治裂縫，具體設(shè)計方案如下。

（1）挖除裂縫兩側(cè)各Im的基層、兩側(cè)各0.75m的底基層。

（2）對路基進行夯實整平后鋪一層鋼塑土工格柵，然后攤鋪底基層，在底基層上再鋪一層鋼塑土工格柵，最后攤鋪基層，格柵縱橫向抗拉強度不小于80kN/m，斷裂延伸率不大于3%。

（3）在攤鋪瀝青面層前，先在半剛性基層頂滿鋪一層自粘型玻纖格柵，格柵縱橫向抗拉強度不小于50kN/m，極限延伸率不大于3%，網(wǎng)孔尺寸20×20mm。該方案最終造價6萬多（不含玻纖格柵）。

4.2 預(yù)防措施

由于道路周邊地塊管樁還要陸續(xù)施工，為了避免裂縫問題再次發(fā)生，工程設(shè)計采取了以下預(yù)防措施。

（1）在道路紅線外3m處設(shè)置一排應(yīng)力釋放孔，孔徑500mm，孔深20m，間距1.5m。應(yīng)力釋放孔鉆好后應(yīng)立即放置通長的竹籠，竹籠由竹片扎成，竹籠外包塑料編織袋，底部安放塊石以防竹籠上浮。

（2）要求合理安排打樁順序，打樁須沿著背離道路的方向進行。

（3）要求控制壓樁速度和每日打樁數(shù)量，減少孔隙水壓力的疊加。

5 結(jié)語

通過實際應(yīng)用效果，上述設(shè)計方案有效地處治了半剛性基層裂縫，采取的預(yù)防措施也有效地避免了新裂縫產(chǎn)生。通過這一工程實例，今后設(shè)計單位在設(shè)計時必須要全面考慮不同工程施工相互影響問題，提前做出預(yù)防措施，確保工程順利實施，提高工程質(zhì)量。

參考文獻：

[1]王燕.半剛性基層裂縫的產(chǎn)生及其防治的主要措施[J].北方交通，2009，（ 05）：67 - 69.