繆克棋，徐盛帥

(1.路港集團有限公司，浙江 溫州 325000；2.浙江浙峰工程咨詢有限公司，浙江 杭州 310003)

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淺談濱海傍河路堤災(zāi)病害處治技術(shù)

繆克棋1，徐盛帥2

(1.路港集團有限公司，浙江 溫州 325000；2.浙江浙峰工程咨詢有限公司，浙江 杭州 310003)

濱海傍河路堤工程具有易滑移、受沖刷、不均勻沉降等特點，在此對浙江濱海公路路側(cè)改河工程的岸坡支護方案進行總結(jié)與分析，并通過geo-slope軟件對傍河軟土路堤進行穩(wěn)定性分析，進而提出了合理的技術(shù)方案，以供今后類似濱海傍河路堤災(zāi)病害處治借鑒。

濱海軟土地區(qū)；路堤災(zāi)病害；路基處理；穩(wěn)定性分析

隨著浙江省經(jīng)濟的發(fā)展以及海洋強省戰(zhàn)略的實施，浙江省港口城市得到了快速的發(fā)展，各城市間聯(lián)系更加緊密，因此發(fā)展臨港基礎(chǔ)配套設(shè)施尤其是濱海傍河公路的建設(shè)、改建及拓寬顯得尤為迫切。本文對濱海傍河公路工程的路堤病害、支護方案及穩(wěn)定性進行總結(jié)與分析，以供相關(guān)單位借鑒和參考。

1　濱海傍河路堤工程特點及病害

公路路堤工程特點及病害與其所處地區(qū)的地形地貌及水文地質(zhì)條件密切相關(guān)，濱海軟土地區(qū)傍河路堤工程因其特殊的工程環(huán)境，其工程特點及常見病害主要有以下幾個方面：

1.1路堤易滑移失穩(wěn)

濱海傍河公路受沿線河道洪水水位控制，路堤填筑高度一般較高，并且濱海地區(qū)地基土軟弱、水位隨季節(jié)不斷變化，因此路堤填筑加載經(jīng)常會引起路基失穩(wěn)，產(chǎn)生滑移變形(圖1)。在傍河公路工程設(shè)計中，我們需要考慮傍河路堤臨空面的滑移穩(wěn)定性，選線上要盡量滿足“不占河，不近河，慎改河”的原則；同時，需要注意臨河一側(cè)路堤的安全襟邊寬度，為傍河路堤坡腳留出足夠的平臺，以滿足沖刷防護和穩(wěn)定加固要求，并有利于水土保持。

圖1　傍河路堤滑移現(xiàn)象

1.2路堤易受沖刷

濱海區(qū)域江河流域河口，枯水時淤積，洪峰時沖刷的特點較為明顯，在洪峰期，水流的動力沖刷和侵蝕作用往往會不斷地掏蝕路堤坡腳，產(chǎn)生嚴重的安全隱患(圖2)。因此，傍河路堤的沖刷防護是影響路堤安全的關(guān)鍵因素之一，傍河路堤應(yīng)考慮足夠安全衣襟，并進行有效的沖刷防護，如擋墻、護面、拋石、打樁等措施都十分必要。

圖2　河水對路堤沖刷侵蝕現(xiàn)象

1.3路基不均勻沉降

濱海河流區(qū)域地質(zhì)條件復(fù)雜，路堤影響范圍內(nèi)地基承載力存在較大差異，路堤堆載易引起路堤的差異沉降變形，同時，在公路拓寬工程中，因拓寬路堤加載而產(chǎn)生的附加應(yīng)力，不僅易引起拓寬范圍內(nèi)路基的快速沉降，而且也給老路帶來新的沉降，兩者的沉降差可能導(dǎo)致新路堤建成后縱向開裂。

2　濱海傍河路堤災(zāi)病害處治技術(shù)

2.1樁式路堤法

在軟土地區(qū)地基加固中復(fù)合地基處理方法是較為常見的地基處理技術(shù)，其常用的豎向加固體有碎石樁、擠密沙樁、石灰樁、深層攪拌樁、預(yù)制管樁、大

直徑薄壁筒樁及其他(復(fù)合)樁型等。樁式路堤法主要是指采用剛性樁的復(fù)合地基法，即在軟土地基中按一定間距打設(shè)剛性樁，在樁頂端設(shè)置相應(yīng)尺寸的樁帽，并在樁帽頂面鋪設(shè)土工合成材料加筋墊層，然后填筑形成的樁承式加筋路堤。其在提高軟基承載力、減少總沉降量方面有著較好的處理效果。樁型的選擇取決于土質(zhì)條件(如需要考慮樁體施工是否會引起路基土液化)，在傍河軟土路堤加固中，預(yù)應(yīng)力管樁的運用較為常見[1]。

預(yù)應(yīng)力管樁具有以下特點：工廠化規(guī)模生產(chǎn)，樁體質(zhì)量可靠，樁身耐打性好，穿透能力強；單樁承載力高，單位承載力價格便宜，耐久性好；設(shè)計選用范圍廣，易布樁，對樁端持力層起伏變化大的地質(zhì)條件和不同沉樁工藝適應(yīng)性強；施工速度快、工期短。

2.2拋石反壓防護

拋石反壓防護(圖3)一般適用于濱海較為開闊且地勢相對平緩的路堤臨河路段。由于濱海地區(qū)地基軟土較深厚，沿線河流水位較高，且有一定的沖刷深度，汛期時地基土有被沖淤掏空的風險，為確保路堤填筑施工安全，可采用拋填塊石反壓護坡方案。水位以下拋填塊石粒徑一般不小于200 mm，待圍堰超出施工水位一定高度后，應(yīng)采用重型夯壓至堰頂沉陷相對穩(wěn)定。對于路堤施工作業(yè)區(qū)內(nèi)，則應(yīng)先疏干地表水，后填埋素土或黏土至地表標高，并鋪設(shè)300～500 mm碎石或砂礫墊層整平，再按設(shè)計方案進行地基處理，如塑料排水板降水、預(yù)制管樁等，從而實現(xiàn)濱海傍河路堤堆載及防護[2]。

圖3　傍河拋石防護

圖3所示方案應(yīng)用于溫州樂清灣港區(qū)疏港公路的路堤防護，該方案在路堤外側(cè)拋石重型夯壓，其目的是防止潮水或洪水經(jīng)常地季節(jié)性灌入路堤，并通過拋石反壓提高路堤的抗滑力，從而降低發(fā)生路堤沉陷及滑移等病害的風險。

2.3輕質(zhì)路堤法

泡沫混凝土工程特點如下：1)強度可調(diào)節(jié)性，通過調(diào)整水泥的種類、摻量和氣泡含有率，其強度可根據(jù)實際施工要求一般在0.5～1.5 MPa范圍內(nèi)調(diào)節(jié)；2)輕質(zhì)性，一般施工容重采用5～8 kN/m3；3)高流動性，可通過管道泵送，最大水平輸送距離達500 m(加中繼泵可輸送更遠)，最大垂直泵送高度可達30 m；4)易施工性，泡沫混凝土制備機械施工占地小，較打樁機輕便，且制作點和澆注點分離，無須機械碾壓及振搗；5)低滲透性(滲透系數(shù)10-4～10-6cm/s)，固化后具自立性、耐久性及強抗油污性，并具有良好的環(huán)保性。

根據(jù)泡沫混凝土的工程特性，將其應(yīng)用于濱海軟土地區(qū)的道路工程施工，不僅能降低路基荷載，提高路堤穩(wěn)定性，減少路堤放坡范圍，還能減少橋頭高填方路堤沉降，減少橋頭跳車病害。同時，在傍河路堤拓寬工程中，也能在保持交通暢通且不擠占河道的情況下完成道路拓寬施工，但在應(yīng)用過程中須注意其配合比控制，并注意其抗浮安全[3-4]。

圖4　泡沫混凝土輕質(zhì)傍河路堤

2.4生態(tài)岸坡技術(shù)

傳統(tǒng)的傍河路堤防護設(shè)計，主要強調(diào)護坡工程的耐久性，一般采取剛性護岸的結(jié)構(gòu)形式的工程防護，側(cè)重于支護結(jié)構(gòu)設(shè)計，在保持路堤的穩(wěn)定性、防止水土流失等方面起到了一定的作用，但較少考慮護岸與周邊生態(tài)環(huán)境及人文環(huán)境的統(tǒng)一，帶來了嚴重的生態(tài)危機。隨著人們環(huán)保意識的增強，采用生態(tài)護岸措施成為必然之舉。

生態(tài)護岸采用自然材料，形成一種“可滲透性”的界面，起到滯洪補枯、調(diào)節(jié)水位的作用。主要形式有：單純植被防護，植被與改土措施相結(jié)合的防護，植被與工程措施相結(jié)合的防護。

在濱海傍河道路工程中，應(yīng)盡量減少對沿河自然環(huán)境的破壞，以形成自然原型的生態(tài)防護帶；然而，當不可避免地造成破壞時也應(yīng)盡快恢復(fù)植被。對于穩(wěn)定性較差的坡岸、沖蝕較嚴重的地段，單純種植植被達不到生態(tài)防護效果，因此需要結(jié)合工程措施，形成人工生態(tài)護岸。辦法是可以采用天然石材、木材等護底，以增強堤岸抗洪能力或在坡腳采用石籠、木樁、漿砌石塊護底，其上筑一定坡度的土堤，斜坡種植植被，實行喬灌草相結(jié)合固堤護岸(圖5)。

圖5　拓寬后生態(tài)護坡效果

3　濱海傍河路堤災(zāi)病害處治典型案例

3.1項目概況

浙江三門縣某一級公路，K12+926～K13+030、K13+111～K13+154、K13+583～K13+666.5和K18+330～K18+468為傍河路段，需要改河處理，整體式路基寬24.5 m，傍河段路堤填高3 m。在路基堆載填筑的過程中，沿線改河路段出現(xiàn)滑坡，新建改河擋墻開裂等問題。

3.2原因分析及支護方案

經(jīng)過現(xiàn)場踏勘分析，改河路堤滑移失穩(wěn)的主要原因是路堤堆載和改河開挖支護的施工組織順序不對，現(xiàn)場施工時改河開挖在路堤填筑之后，改河開挖過程中坡腳卸載，且坡腳至河道邊凈距小于安全凈距要求，路堤抗滑承載力下降，致使路基開裂、滑移。

濱海傍河路堤災(zāi)病害處治方法很多，應(yīng)合理選用路基處治加固及路堤填筑方案?？偟膩碚f，要根據(jù)上部結(jié)構(gòu)要求、工程地質(zhì)條件、施工條件、施工工期、環(huán)保要求以及工程造價等因素綜合考慮，做到技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、安全實用、滿足工期要求并確保質(zhì)量。各方案技術(shù)經(jīng)濟比較見表1。

根據(jù)上述原因分析及方案的技術(shù)經(jīng)濟比較，支護處理方案采用：采用局部卸載+管樁加固的處理方案(圖6)，首先對已填筑的路堤路肩至坡腳部位進行卸載，然后在土路肩外側(cè)至坡腳范圍打設(shè)管樁，其后進行改河開挖施工并設(shè)置擋土墻加固，最后再填筑路堤。

表1　各方案技術(shù)經(jīng)濟比較

圖6　傍河路堤滑移處治方案

3.3穩(wěn)定性分析

根據(jù)邊坡的坡高、地層結(jié)構(gòu)特征及坡腳管樁加固，通過工程類比分析與極限平衡分析相結(jié)合，選擇典型橫斷面結(jié)合BISHOP法對邊坡的穩(wěn)定性進行定量分析，分析軟件主要采用GEOSLOPE軟件。地質(zhì)資料巖土力學參數(shù)由地質(zhì)報告(表2)結(jié)合塑料排水板處理后地基固結(jié)經(jīng)驗系數(shù)取得。

表2　巖土力學參數(shù)經(jīng)驗值列表

根據(jù)計算結(jié)果分析及現(xiàn)場施工情況反饋，在預(yù)應(yīng)力管樁加固處理前，路堤穩(wěn)定性較差，路堤穩(wěn)定性安全系數(shù)接近1.0，僅為1.027(圖7)，施工過程中出現(xiàn)了路堤開裂滑移、擋墻傾覆和河床隆起現(xiàn)象，而預(yù)應(yīng)力管樁加固后，改渠段路基穩(wěn)定性良好，路堤穩(wěn)定性安全儲備較大，安全系數(shù)為1.318(圖8)。

圖7　管樁加固前路堤穩(wěn)定性計算結(jié)果(K0=1.027)

圖8　管樁加固后路堤穩(wěn)定性分析計算(K0=1.318)

4　結(jié)　語

1)濱海地區(qū)軟土層深厚，路基穩(wěn)定性較差，易滑移，因此選線時需盡量避開河流等地質(zhì)不利因素，當無法避開河道時，需合理控制安全襟邊和有效填筑高度。

2)濱海路堤的沖刷防護較為重要，拋石反壓防護應(yīng)置于地基處理范圍之外，其埋設(shè)深度應(yīng)盡可能在沖淤有效影響范圍之下。

3)對于濱海傍河改河型路堤，應(yīng)編制針對性的施工組織方案，合理控制施工作業(yè)順序，原則上宜河道開挖先行，然后在防護工程的基礎(chǔ)上進行路堤堆載，并應(yīng)嚴格控制堆載速度。

4)傍河軟土路堤穩(wěn)定性分析表明：在軟土地區(qū)通過預(yù)應(yīng)力管樁加固傍河路堤具有十分顯著的效果，并通過監(jiān)測表明，加固后路基抗變形能力顯著提高。

[1]胡尊濤，翁玉峰，劉俊奇.預(yù)應(yīng)力管樁在軟基處理中的應(yīng)用[J].中外公路，2012,32(9):42-43.

[2]朱益軍，毛斌，楊少華，等.傍河軟土高路堤工程病害及對策[J].公路,2011(8):144-147.

[3]張靖,朱益軍,荊偉偉.濱海深厚軟土區(qū)傍河路堤拓建技術(shù)方案研究及實踐[J].浙江建筑,2014,31(5):36-41.

[4]于航波,呂錫嶺,姜天鶴,等.泡沫混凝土在軟基地區(qū)高速公路拓寬工程的應(yīng)用[J].城市道橋與防洪,2010(10):144-147.

Brief Discussion on Disposal Technology of the Dam Disasterof the River Road near the Board on the Sea

MIAO Keqi1, XU Shengshuai2

1008-3707(2016)01-0018-05

2015-10-16

繆克棋(1976—)，男，浙江溫州人，高級工程師，從事公路工程施工技術(shù)研究工作。

U416.1+2

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