河堤滑移成因分析及實踐經驗啟示
——以寧波榭西排洪干河東華能源段工程為例

倪 謙，焦 斌，羅 亮

(1.寧波大榭工程建設有限公司，浙江 寧波 315000;2.寧波濱海新城春曉投資有限公司，浙江 寧波 315000)

1 工程概況

西排洪干河東華能源段工程河道自東向西，從東港南路橋梁起，沿著老河道南側地塊向西延伸，最終止于環島西路橋梁處，總長636 m，規劃面寬20 m，河底高程-1.37 m。采用堤岸分離結構型式，河岸兩側各布置10 m綠化帶。

本工程樁號K0+011～K0+178河道為軟基段，擋墻基礎采用ф700水泥攪拌樁加固、C25鋼筋混凝土底板、擋墻為C25埋石混凝土的結構形式。河道主體已于2019年9月11日全部完工，其中樁號K0+011～K0+178主要施工時間段如下。

ф700水泥攪拌樁6月2日～6月14日、C15素混凝土墊層8月16日、C25鋼筋混凝土底板混凝土澆筑8月19日、C25埋石混凝土擋墻澆筑8月24日、墻后土方回填8月31日、C25混凝土壓頂澆筑9月11日，河道施工均按設計及施工規范要求施工。

2 滑移現場情況

2019年9月16日下午3點左右，現場施工人員發現樁號K0+011～K0+091河道右側擋墻滑移且河床土體隆起。此時距河道右側北部約15 m處的東華能源公司在建工程正在棄土堆放，并用挖機堆高，堆土最高點約6～7 m，經測量樁號K0+011～K0+091河道右側擋墻向河道南側滑移約2～3 m，河床土體起拱高約2 m。東華能源場地圍墻及場內地坪開裂較大。經進一步丈量東華能源公司堆放棄土面積約2 000 m2。

3 滑移成因分析

3.1 四種不同工況荷載驗算

(1)計算理論及軟件

根據《堤防工程設計規范》(GB 50286-2013)，邊坡穩定可采用瑞典圓弧滑動條分法計算，計算公式如下

K=∑(CiLi+Wicosαitanφi)/∑Wisinαi

式中：K為土坡抗滑穩定安全系數。Ci、Φ為土條底部滑弧面上土的強度指標。Li為土條底部弧長。Wi為土條重。αi為土條底部圓弧中點和圓心點O的連線與通過O點的鉛直線間的夾角。

計算軟件采用河海大學slope土石壩邊坡穩定分析軟件。

(2)穩定計算的地質土層物理力學指標和其他參數指標

根據地質勘探情況，控制堤防穩定計算的土層為2層粉質粘土及3-1層淤泥。本次根據現場實際斷面穩定情況，對土層參數進行率定，十字板按照85折進行分析計算。計算斷面的地勘鉆孔孔位為S1孔，河道內水位取-0.87 m(河底高程-1.37 m)，墻后水位取地下平均水位1.21 m。因圍墻后土堆離圍墻距離為3 m，挖機無法駛入，且圍墻后土堆荷載遠大于挖機荷載，因此本次計算中，不考慮挖機荷載。

具體土層參數如表1。

表1 土層參數

(3)計算工況

①工況選取

根據現場實際情況，考慮荷載因素:廠區圍墻內堆高2 m的老堆土；廠區圍墻內在老堆土上的新堆土高4 m；廠區圍墻外至河堤間的綠化土；廠區圍墻外至河堤間施工區域的挖機；廠區圍墻自身。

②工況a(原設計斷面)

堤頂行人荷載取3.5 kPa，作用寬度3.0 m，距離圍墻邊線2.24 m；車輛荷載取15 kPa，作用寬度5.0 m，距離圍墻邊線2.0 m。穩定計算安全系數為1.203。

③工況b(圍墻+挖機+綠化土)

圍墻荷載取28.8 kPa，作用寬度0.3 m，挖機荷載取55.7 kPa，距離企業圍墻線1.3 m，綠化土高度為1.4 m，底寬約為5.0 m。穩定計算安全系數為1.183。

④工況c(圍墻+老土堆+綠化土)

圍墻荷載取28.8 kPa，作用寬度0.3 m，圍墻內側老土堆高2.0 m，寬25.0 m，距離圍墻邊線3.0 m，綠化土高度為1.4 m，底寬約為5.0 m。穩定計算安全系數為1.001。

⑤工況d(圍墻+老土堆+新土堆+綠化土)

圍墻荷載取28.8 kPa，作用寬度0.3 m；圍墻內側新土堆高4.0 m，寬25.0 m，距離圍墻邊線3.0 m；綠化土高度為1.4 m，底寬約為5.0 m。穩定計算安全系數為0.852。

3.2 驗算結果分析

根據各工況穩定計算結果，該段堤防斷面滑坡為各種因素綜合作用的結果。工況b比工況a增加了圍墻和綠化土荷載，安全系數較工況a偏小；工況c有綠化土荷載，圍墻和老土堆荷載，安全系數1.00，根據現場實際情況，堤防未發生滑動，為臨界穩定狀態；工況d在老土堆上繼續堆載2 m土方，安全系數降低明顯，后期新堆土對堤防斷面穩定影響較大。

3.3 滑移成因結論

(1)滑移段地基土分布主要為素填土、粉質黏土、淤泥及含礫砂粉質黏土，特別是淤泥層分布厚度大強度低，具有高壓縮性高靈敏度特性，地基先天條件較差。

(2)堤后超設計工況堆土是本次滑移的主要原因。

4 處理措施

(1)首先應對堤后超載堆土進行全面清除。

(2)對滑動堤段應抓緊補勘，根據補勘強度對河道堤防進行復核。

(3)施工中應加強監控，發現異常及時研究處理。

(4)后續墻內廠區基礎處理應盡量減少對堤防的影響。

5 修復方案

5.1 概述

補救方案主要位于樁號Z0+015～Z0+075之間，總長約60 m；護岸向北10 m為廠區圍墻，圍墻內側地坪允許最大高程為4.00 m，圍墻外側地坪設計高程為3.00 m；河道內采用寬度為5 m的Φ700水泥攪拌樁格柵狀加固土加固，岸線處設置Φ800C25鉆孔灌注樁，并用Φ600高壓旋噴樁嵌縫。

根據《寧波大榭開發區榭西排洪干河東華能源段工程巖土工程勘察報告》，滑移段土層主要為素填土、淤泥、淤泥質粉質粘土、含礫砂粉質粘土等。

5.2 結構型式

本工程補救方案的河道斷面型式采用斜坡與灌注樁組成的復式斷面。

河道采用堤岸分離式，堤身為土堤，堤頂高程3.0 m，迎水側采用1∶3斜坡放坡至2.4 m高程，于岸線位置設置Φ800C25鉆孔灌注樁，間距1 m，樁長為18 m，各灌注樁之間用Φ600高壓旋噴樁嵌縫，樁頂高程1.60 m，灌注樁臨水側設置干壘塊貼面；背坡采用斜坡放坡至現狀地坪，灌注樁前平臺高程為0.00 m，再以1∶3.5斜坡開挖至河底-0.5 m，河岸兩側設置10 m綠化帶。

5.3 施工關鍵點

(1)工藝流程

施工準備→擬重建段(包含：堤基清表(堆渣挖除)→基坑內水泥攪拌樁加固土施工→鉆孔灌注樁施工→高壓旋噴樁嵌縫→灌注樁臨水側干壘塊貼面→種植土、草皮綠化→掃尾工程。

(2)土方工程

土方開挖應嚴格按設計開挖坡度開挖，同時需采用分級開挖方案(每層1 m左右)。回填土料采用塘渣，30 cm分層回填夯實，并要求回填均勻上升，嚴格控制堆載速率，禁止一次性回填到位。

本工程補救方案施工現場不允許出現堆土，無用棄土應及時清運；施工車輛限制10 t自卸汽車。施工時需沿河道兩岸設置位移、沉降觀測樁。

土方填筑前須進行堤基清理，堤基表層蘆葦、草皮、竹根、樹根、殘渣垃圾、雜物等必須清除。

(3)攪拌樁

地基采用水泥攪拌樁處理，由于滑移段原先已打設攪拌樁，且發生不同程度的滑移，因此在重新打設攪拌樁時應根據原攪拌樁位置進行調整。根據滑移程度不同，共有兩種狀況。

①原攪拌樁發生滑移且幅度小于自身寬度，則可在滑移后方適當增設攪拌樁；

②原攪拌樁發生滑移且幅度大于等于自身寬度，則可在擋墻下方重新設置攪拌樁。

攪拌樁具體施工要求如下。

①雙頭水泥攪拌樁采用濕噴法施工，單樁樁徑700 mm，搭接寬度200 mm。

②水泥攪拌樁施工技術要求

水泥攪拌樁采用“二噴四攪(或二噴六攪)”，施工工藝：①設備定位；②下鉆噴漿攪拌；③提升噴漿攪拌：攪拌下鉆至設計深度，定噴完成后，提升復噴復攪，邊噴漿、邊攪拌，嚴格控制提升速度，保證固化劑漿液與土體充分拌和；④復攪：為確保淤泥土層與固化劑材料攪拌均勻，進行二次攪拌不噴漿，即下鉆攪拌不噴漿與提升攪拌不噴漿；⑤移位：根據施工順序移至進行下一樁位，重復以步驟進行施工。

(4)鉆孔灌注樁

為控制沉降，灌注樁施工應嚴格清底。灌注樁的樁頂標高應比設計高出1 m，以保證混凝土強度，多余部分接樁前必須鑿除，殘余樁頭應無松散層。灌注樁施工結束后，按國家行業標準《建筑基樁檢測技術規范》(JGJ106-2003)，進行成樁樁身質量檢測及承載力檢測。受檢樁優先選擇：施工質量有疑問的樁；局部地質條件出現異常的樁。

(5)土工布性能指標

無紡土工布性能指標：單位面積質量300 g/m2，垂直滲透系數在10-1～10-3cm/s之間，等效孔徑在0.07～0.2 mm之間。具體參照《土工合成材料短纖針刺非織造土工布》(GB/T 17638-2017)。

6 修復成果

修復完工后，于2021年5月18日竣工驗收，經持續監測修復段河堤穩定正常(本工程堤頂工后預留沉降暫定20 cm)。

7 實踐運用中的經驗啟示

7.1 堆載超限

在河堤周邊堆載是很危險的，本文介紹的案例就是一個鮮活的證明，有兩點是很容易忽視的：(1)主觀認為堆土的距離較遠，不經驗算，僥幸判斷對堤身不會造成影響；(2)臨時性堆土，如臨時堆放綠化黃土或棄土，主觀認為是臨時性的，不會影響堤身安全。

應對措施：(1)無論距離遠近、時間長短，都必須進行驗算，確定堆土方案；(2)若發現已經發生上述堆土情況，應立即制止，并馬上組織卸載。

7.2 施工機械荷載

施工機械的荷載也是一個重要的影響因素，特別是自卸汽車等裝載設備嚴重超載，在堤身內側反復碾壓，在加之挖機的重量影響，使堤身局部變形或發生水平位移也是比較常見的。

應對措施：嚴格按照設計荷載要求實施，嚴禁裝載車超載。

7.3 地基處理和堤身

嚴格按照設計要求做好地基處理及堤身質量。

7.4 監測是必要的手段

業主單位應委托有資質的監測單位按照監測方案及時監測，對水平、側向、深層土體等位移數據及時分析，并及時報告和預警。

8 結束語

通過本文的分析，影響提防安全性的因素是多樣的，絕不能不經科學驗算而主觀判斷，作為項目管理人員應該有高度的責任感，不斷地在摸索中總結和提煉，以期提高自身的業務素質和項目管理水平。