天津市津南區雙白引河滑坡處理設計

馬洪飛

（河北省水利水電勘測設計研究院，天津 300250）

天津市津南區雙白引河滑坡處理設計

馬洪飛

（河北省水利水電勘測設計研究院，天津 300250）

天津市津南區雙白引河辛莊鎮項目區在工程建成后，由于其它建設單位擅自在河道樁號2+760—2+830范圍內大量堆土，導致邊坡塌滑、護岸擋墻損壞。設計用振沖碎石樁對擾動土體進行擠密，已達到邊坡穩定效果。

雙白引河；堆土；邊坡塌滑；振沖碎石樁

1 工程概況

天津市津南區雙白引河辛莊鎮項目區屬于中小河流治理重點縣綜合整治和水系連通試點項目。中小河流治理重點縣綜合整治是選擇一批具備一定治理基礎的縣域，集中連片開展農村河道綜合整治工作，著力改善農村生產生活條件。

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斷，同時由于剩余4.0 km河道多年未治理，存在淤積堵塞、堤防薄弱、兩岸環境較差等問題，嚴重影響河道功能的發揮[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目，目前已全部建設完成。其中，樁號0+000—3+100、3+800—4+000河道橫斷面采用復式斷面結構，設計河底寬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，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3+100—3+800段為純土坡，設計坡比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設計研究院水工、地質人員查看了雙白引河堆土滑坡段現場，對堆土面積、高度、長度和滑坡規模、形態、成因情況進行了現場調查。滑坡段樁號為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，局部擋墻構造筋斷裂；弧頂附近兩翼及滑坡壁出現縱、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）滑坡段穩定計算。堤身滲流穩定及邊坡抗滑穩定計算利用河海大學水工結構有限元分析系統（AutoBANK V7.079）軟件，采用瑞典圓弧法進行，計算工況采用河道常水位。樁號2+800堆土前、后邊坡穩定計算結果，如圖1—2所示。

圖1 樁號2+800堆土前邊坡穩定計算結果

圖2 樁號2+800堆土后邊坡穩定計算結果

按照《堤防工程設計規范》（GB50286-2013）規定，正常運用條件下，河道堤防級別為5級，抗滑安全系數不應小于1.10[2]。由圖1—2可知，堆土前邊坡抗滑穩定滿足要求，堆土后邊坡安全系數過低，河道邊坡失穩。

（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行加固，2016年下半年全部完成，運行半年來兩岸邊坡土體穩定、安全，實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）且規模較大、堆載過高（6～6.68 m），堆土自重形成推力，使堆土主動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 滑坡處理及護岸恢復設計

為保證河道邊坡穩定、防止滑坡擾動土體沉降后堤身不滿足防洪要求，本次擬定2種處理方案，對其進行技術比較。

3.1 方案一

移除堆土后，根據堤身穩定計算出的最危險滑弧面，挖除樁號2+760—2+826段滑動面內的擾動土，之后再回填黏性土，并恢復原設計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[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。

由于出現滑坡后河道土體被擾動，所以按計算滑動面挖除擾動土，土體經晾曬篩分，達到最優含水率后再回填。因找土體晾曬場地困難并且晾曬成本高、周期長，故本次設計采用外購土。

挖除北岸擾動土后，施工期對南岸進行邊坡穩定計算，結果如圖4所示。

圖3 方案一橫斷面

圖4 方案一南岸邊坡穩定計算結果

由于北岸擾動土挖除后導致河道邊坡高度增加較大，南岸邊坡不穩定，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，為增強防滲效果，工字鋼采用一順一丁布置。圍堰合計布置工字鋼330根。

3.2 方案二

移除堆土后，在樁號2+754—2+830范圍內打擠密樁，樁體采用振沖碎石樁，直徑800 mm，底部位于最危險滑弧面以下1～2 m，長6～12 m，間距2.5 m[4]。對擾動土體進行擠密，達到邊坡穩定效果，并恢復樁號2+760—2+826段原設計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。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2種方案進行經濟技術比較，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，同時結合施工場地及工期等綜合考慮，推薦采用方案二。

4 堤身穩定計算

4.1 等效內摩擦角及等效黏聚力計算

根據《水電水利工程振沖法地基處理技術規范》（DL/T 5214-2005）5.0.5要求，復合土體的等效內摩擦角及等效黏聚力的計算公式為：

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

等效內摩擦角及等效黏聚力計算成果，見表2。

表2 等效內摩擦角及等效黏聚力計算成果

4.2 堤身穩定計算

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

表3 邊坡抗滑及滲透穩定計算成果

圖6 樁號2+800邊坡抗滑穩定計算結果

根據計算結果，堤身邊坡抗滑及滲透穩定均滿足規范要求。

5 結語

通過振沖碎石樁對擾動土體進行擠密，達到了邊坡穩定的效果。該工程實施后處理效果良好，為今后類似工程設計提供一定借鑒。

[1]馬洪飛.天津市津南區雙白引河辛莊鎮項目區變更設計報告[R].河北：河北省水利水電勘測設計研究院，2015.

[2]GB50286-2013，堤防工程設計規范[S].

[3]JGJ94-2008，建筑樁基技術規范[S].

[4]JGJ79-2012，建筑地基處理技術規范[S]

[5]DL/T5214-2005，水電水利工程振沖法地基處理技術規范[S].

中國3處古代水利工程申報世界灌溉工程遺產成功

墨西哥時間10月10日上午10點（北京時間10月10日晚上11點）左右，在墨西哥城召開的世界灌排委員會執行大會上，寧夏引黃古灌區、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成功申報世界灌溉工程遺產并授牌。

世界灌溉工程遺產與世界文化遺產、自然遺產、農業文化遺產等都稱為世界遺產，是國際灌排委從2014年起開始評選的世界遺產項目。其遴選標準較為嚴格，必須滿足建設年代在100 a以上的灌排工程，在工程設計、建設技術等方面領先于其時代等。目前，我國陜西鄭國渠、四川東風堰等10處已成功申報，加上此次成功申報的3處，我國已有13處世界灌溉工程遺產。

（摘自2017年10月14日搜狐網）

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，高級工程師，主要從事水利工程設計工作。