天津市津南區(qū)雙白引河滑坡處理設(shè)計(jì)

馬洪飛

（河北省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，天津 300250）

天津市津南區(qū)雙白引河滑坡處理設(shè)計(jì)

馬洪飛

（河北省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，天津 300250）

天津市津南區(qū)雙白引河辛莊鎮(zhèn)項(xiàng)目區(qū)在工程建成后，由于其它建設(shè)單位擅自在河道樁號(hào)2+760—2+830范圍內(nèi)大量堆土，導(dǎo)致邊坡塌滑、護(hù)岸擋墻損壞。設(shè)計(jì)用振沖碎石樁對(duì)擾動(dòng)土體進(jìn)行擠密，已達(dá)到邊坡穩(wěn)定效果。

雙白引河；堆土；邊坡塌滑；振沖碎石樁

1 工程概況

天津市津南區(qū)雙白引河辛莊鎮(zhèn)項(xiàng)目區(qū)屬于中小河流治理重點(diǎn)縣綜合整治和水系連通試點(diǎn)項(xiàng)目。中小河流治理重點(diǎn)縣綜合整治是選擇一批具備一定治理基礎(chǔ)的縣域，集中連片開展農(nóng)村河道綜合整治工作，著力改善農(nóng)村生產(chǎn)生活條件。

雙白引河西起先鋒河，東至禿尾巴河，長4.6 km，主要功能為排澇、蓄水和水系連通，其中先鋒河至陵園段0.6 km已治理。雙白引河在洪泥河處被截?cái)啵瑫r(shí)由于剩余4.0 km河道多年未治理，存在淤積堵塞、堤防薄弱、兩岸環(huán)境較差等問題，嚴(yán)重影響河道功能的發(fā)揮[1]。

本工程主要包括河道清淤疏浚、岸坡整治、堤防加固、水系溝通建筑物興建等項(xiàng)目，目前已全部建設(shè)完成。其中，樁號(hào)0+000—3+100、3+800—4+000河道橫斷面采用復(fù)式斷面結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)河底寬5 m，河底高程-2.0 m，堤頂高程2.5 m，在0.00 m高程布置馬道寬1.0 m，在一級(jí)馬道位置布置混凝土抗滑樁；抗滑樁頂部嵌入擋墻底部10 cm，樁頂縱向主筋錨入擋墻內(nèi)，樁體采用C30混凝土灌注樁型式，直徑600 mm，長8～13 m，間距3～6 m；擋墻頂寬0.45 m，底寬1.3 m，趾寬0.2 m，踵寬0.2 m，趾高0.3 m，踵高0.3 m，迎水面直立，上部邊坡1∶3，下部邊坡1∶2.5，背水面邊坡1∶0.253。樁號(hào)3+100—3+800段為純土坡，設(shè)計(jì)坡比1∶2.5。

2 滑坡情況及分析

2.1 滑坡情況

2017年3月1日，河北省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院水工、地質(zhì)人員查看了雙白引河堆土滑坡段現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)堆土面積、高度、長度和滑坡規(guī)模、形態(tài)、成因情況進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查。滑坡段樁號(hào)為2+760—2+826，全長約66 m，位于雙白引河白塘口村段北岸、白萬公路以西約800 m、永興化工廠管涵以東約220 m。滑坡體呈弧形向河床（南岸）推移約3.3 m（弧頂最大距離），滑舌土體擠入河床，造成擋墻整體位移，被推入河床，擋墻多處被剪斷形成裂縫，局部擋墻構(gòu)造筋斷裂；弧頂附近兩翼及滑坡壁出現(xiàn)縱、橫向裂縫；滑坡后河岸形成斜坡，岸頂高差約0.65 m（靠近河床部位高）。

2.2 滑坡原因分析

（1）滑坡段穩(wěn)定計(jì)算。堤身滲流穩(wěn)定及邊坡抗滑穩(wěn)定計(jì)算利用河海大學(xué)水工結(jié)構(gòu)有限元分析系統(tǒng)（AutoBANK V7.079）軟件，采用瑞典圓弧法進(jìn)行，計(jì)算工況采用河道常水位。樁號(hào)2+800堆土前、后邊坡穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果，如圖1—2所示。

圖1 樁號(hào)2+800堆土前邊坡穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果

圖2 樁號(hào)2+800堆土后邊坡穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果

按照《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50286-2013）規(guī)定，正常運(yùn)用條件下，河道堤防級(jí)別為5級(jí)，抗滑安全系數(shù)不應(yīng)小于1.10[2]。由圖1—2可知，堆土前邊坡抗滑穩(wěn)定滿足要求，堆土后邊坡安全系數(shù)過低，河道邊坡失穩(wěn)。

（2）滑坡主要原因。雙白引河邊坡采用擋墻下接抗滑樁的方案進(jìn)行加固，2016年下半年全部完成，運(yùn)行半年來兩岸邊坡土體穩(wěn)定、安全，實(shí)踐證明該工程方案取得良好效果。堆土段長度約60 m，距岸坡過近（緊鄰河岸擋墻）且規(guī)模較大、堆載過高（6～6.68 m），堆土自重形成推力，使堆土主動(dòng)土壓力大幅增加了軟弱土層的附加荷載，促使滑坡的形成。

3 滑坡處理及護(hù)岸恢復(fù)設(shè)計(jì)

為保證河道邊坡穩(wěn)定、防止滑坡擾動(dòng)土體沉降后堤身不滿足防洪要求，本次擬定2種處理方案，對(duì)其進(jìn)行技術(shù)比較。

3.1 方案一

移除堆土后，根據(jù)堤身穩(wěn)定計(jì)算出的最危險(xiǎn)滑弧面，挖除樁號(hào)2+760—2+826段滑動(dòng)面內(nèi)的擾動(dòng)土，之后再回填黏性土，并恢復(fù)原設(shè)計(jì)混凝土擋墻及灌注樁。方案一橫斷面，如圖3所示。在0.00 m高程布置馬道，寬1.0 m；在一級(jí)馬道位置布置混凝土抗滑樁，墻頂高程1.78 m。抗滑樁樁體采用C30混凝土灌注樁型式，直徑600 mm，長8 m，間距6 m。抗滑樁頂部嵌入擋墻底部10 cm，樁頂縱向主筋錨入擋墻內(nèi)[3]。擋墻頂寬0.45 m，底寬1.3 m，趾寬0.2 m，踵寬0.2 m，趾高0.3 m，踵高0.3 m，迎水面直立，背水面邊坡1∶0.253。

由于出現(xiàn)滑坡后河道土體被擾動(dòng)，所以按計(jì)算滑動(dòng)面挖除擾動(dòng)土，土體經(jīng)晾曬篩分，達(dá)到最優(yōu)含水率后再回填。因找土體晾曬場(chǎng)地困難并且晾曬成本高、周期長，故本次設(shè)計(jì)采用外購?fù)痢?/p>

挖除北岸擾動(dòng)土后，施工期對(duì)南岸進(jìn)行邊坡穩(wěn)定計(jì)算，結(jié)果如圖4所示。

圖3 方案一橫斷面

圖4 方案一南岸邊坡穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果

由于北岸擾動(dòng)土挖除后導(dǎo)致河道邊坡高度增加較大，南岸邊坡不穩(wěn)定，所以施工中采用鋼板樁加固南岸邊坡。鋼板樁采用常用的I40a型工字鋼，高400 mm，腿寬142 mm，腹厚10.5 mm，截面積86.1 cm2，每延米重67.6 kg。考慮到工字鋼間無法咬合、截水效果較差，為增強(qiáng)防滲效果，工字鋼采用一順一丁布置。圍堰合計(jì)布置工字鋼330根。

3.2 方案二

移除堆土后，在樁號(hào)2+754—2+830范圍內(nèi)打擠密樁，樁體采用振沖碎石樁，直徑800 mm，底部位于最危險(xiǎn)滑弧面以下1～2 m，長6～12 m，間距2.5 m[4]。對(duì)擾動(dòng)土體進(jìn)行擠密，達(dá)到邊坡穩(wěn)定效果，并恢復(fù)樁號(hào)2+760—2+826段原設(shè)計(jì)混凝土擋墻及灌注樁。方案二橫斷面，如圖5所示。在0.00 m高程布置馬道，寬1.0 m；在一級(jí)馬道位置布置混凝土抗滑樁，墻頂高程1.78 m。抗滑樁樁體采用C30混凝土灌注樁型式，直徑600 mm，長8 m，間距6 m，頂部嵌入擋墻底部10 cm，樁頂縱向主筋錨入擋墻內(nèi)。擋墻頂寬0.45 m，底寬1.3 m，趾寬0.2 m，踵寬0.2 m，趾高0.3 m，踵高0.3 m，迎水面直立，背水面邊坡1∶0.253。

圖5 方案二橫斷面

對(duì)2種方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，其工程量及投資額見表1。

表1 2種方案工程量和投資額比較 萬元

由表1可知，方案二比方案一投資少73.91萬元，同時(shí)結(jié)合施工場(chǎng)地及工期等綜合考慮，推薦采用方案二。

4 堤身穩(wěn)定計(jì)算

4.1 等效內(nèi)摩擦角及等效黏聚力計(jì)算

根據(jù)《水電水利工程振沖法地基處理技術(shù)規(guī)范》（DL/T 5214-2005）5.0.5要求，復(fù)合土體的等效內(nèi)摩擦角及等效黏聚力的計(jì)算公式為：

式中：φsp為復(fù)合土體的等效內(nèi)摩擦角（°）；m為面積置換率；φp為樁體材料的內(nèi)摩擦角（°），取35°；φs為樁體土體內(nèi)摩擦角（°）；csp為復(fù)合土體的等效黏聚力（kPa）；cs為樁間土黏聚力（kPa）；μp為應(yīng)力集中系數(shù)[5]。

等效內(nèi)摩擦角及等效黏聚力計(jì)算成果，見表2。

表2 等效內(nèi)摩擦角及等效黏聚力計(jì)算成果

4.2 堤身穩(wěn)定計(jì)算

堤身穩(wěn)定計(jì)算包括邊坡抗滑穩(wěn)定和滲流穩(wěn)定兩部分。本段水下邊坡為1∶2.5，土質(zhì)為淤泥質(zhì)黏土；水上邊坡為1∶3，土質(zhì)為回填黏性土。堤身滲流穩(wěn)定及邊坡抗滑穩(wěn)定計(jì)算利用河海大學(xué)水工結(jié)構(gòu)有限元分析系統(tǒng)（AutoBANK V7.079）軟件，采用瑞典圓弧法進(jìn)行。工況1：常水位（1.3 m）時(shí)遭遇地震臨水側(cè)堤坡；工況2：建成無水臨水側(cè)堤坡。計(jì)算成果見表3，如圖6所示。

表3 邊坡抗滑及滲透穩(wěn)定計(jì)算成果

圖6 樁號(hào)2+800邊坡抗滑穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果

根據(jù)計(jì)算結(jié)果，堤身邊坡抗滑及滲透穩(wěn)定均滿足規(guī)范要求。

5 結(jié)語

通過振沖碎石樁對(duì)擾動(dòng)土體進(jìn)行擠密，達(dá)到了邊坡穩(wěn)定的效果。該工程實(shí)施后處理效果良好，為今后類似工程設(shè)計(jì)提供一定借鑒。

[1]馬洪飛.天津市津南區(qū)雙白引河辛莊鎮(zhèn)項(xiàng)目區(qū)變更設(shè)計(jì)報(bào)告[R].河北：河北省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，2015.

[2]GB50286-2013，堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3]JGJ94-2008，建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].

[4]JGJ79-2012，建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S]

[5]DL/T5214-2005，水電水利工程振沖法地基處理技術(shù)規(guī)范[S].

中國3處古代水利工程申報(bào)世界灌溉工程遺產(chǎn)成功

墨西哥時(shí)間10月10日上午10點(diǎn)（北京時(shí)間10月10日晚上11點(diǎn)）左右，在墨西哥城召開的世界灌排委員會(huì)執(zhí)行大會(huì)上，寧夏引黃古灌區(qū)、陜西漢中三堰、福建黃鞠灌溉工程3處古代水利工程被確認(rèn)成功申報(bào)世界灌溉工程遺產(chǎn)并授牌。

世界灌溉工程遺產(chǎn)與世界文化遺產(chǎn)、自然遺產(chǎn)、農(nóng)業(yè)文化遺產(chǎn)等都稱為世界遺產(chǎn)，是國際灌排委從2014年起開始評(píng)選的世界遺產(chǎn)項(xiàng)目。其遴選標(biāo)準(zhǔn)較為嚴(yán)格，必須滿足建設(shè)年代在100 a以上的灌排工程，在工程設(shè)計(jì)、建設(shè)技術(shù)等方面領(lǐng)先于其時(shí)代等。目前，我國陜西鄭國渠、四川東風(fēng)堰等10處已成功申報(bào)，加上此次成功申報(bào)的3處，我國已有13處世界灌溉工程遺產(chǎn)。

（摘自2017年10月14日搜狐網(wǎng)）

TV85

A

1004-7328（2017）05-0027-03

10.3969/j.issn.1004-7328.2017.05.009

2017—06—15

馬洪飛（1983—），女，高級(jí)工程師，主要從事水利工程設(shè)計(jì)工作。