尹曉明
(上海勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司,上海200335)
某河道位于上海市青浦區(qū)朱家角鎮(zhèn),根據(jù)河道沿線地形、地貌分布,結(jié)合相關(guān)規(guī)劃,河道按照規(guī)劃規(guī)模整治,設(shè)計(jì)底高程0.00 m,底寬14.4~45.1 m,邊坡1.0∶2.5。河道斷面設(shè)計(jì)為斜坡式復(fù)式斷面,設(shè)計(jì)堤頂高程為4.30 m,河道護(hù)岸等級(jí)為3 級(jí)水工建筑物,堤頂設(shè)計(jì)荷載運(yùn)行期為5 kN/m2,施工期為10 kN/m2,設(shè)計(jì)典型斷面如圖1所示。
工程實(shí)施過(guò)程中,河道西岸沿河200 m 堆土造假山段出現(xiàn)滑坡,滑坡岸段長(zhǎng)度約50 m 為整體滑坡,涌土超過(guò)河道中心線,涌土高度約2 m,堤身變形較大,已經(jīng)超出了規(guī)范允許的范圍。
根據(jù)測(cè)量成果,堆土造假山土方量總計(jì)約69 130 m3,堆土范圍侵占到河道陸域控制線以內(nèi)5~8 m,堆土高度最高處高程約10.2 m,堆土已滑坡測(cè)量斷面如圖2 所示。
圖1 河道設(shè)計(jì)典型斷面圖
圖2 堆土測(cè)量斷面圖(已滑斷面)
堆土后,邊界條件發(fā)生變化,涉及河道沿線范圍約200 m,堆土最大高程為10.2 m,荷載過(guò)大,遠(yuǎn)超過(guò)設(shè)計(jì)荷載,造成岸坡不穩(wěn),局部出現(xiàn)滑坡,未滑坡岸段也存在滑坡的風(fēng)險(xiǎn)。選取已滑坡岸段和未滑坡岸段的典型斷面進(jìn)行穩(wěn)定復(fù)核,河道中的泥面按照設(shè)計(jì)斷面計(jì)算,堤頂陸域控制范圍內(nèi)按卸載至4.30 m 高程計(jì)算,計(jì)算工況分為施工期和運(yùn)行期。
根據(jù)GB50286-2013《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定,該段堤防的抗滑穩(wěn)定性分析采用瑞典圓弧法[1],應(yīng)用《理正巖土6.5PB4》進(jìn)行計(jì)算?;露瓮翆訁?shù)考慮滑坡破壞影響,土層靈敏度St 按2.0取值[2,3],具體指標(biāo)見(jiàn)表1,計(jì)算結(jié)果如表2 所示。
表1 土層地質(zhì)指標(biāo)
表2 整體穩(wěn)定復(fù)核計(jì)算結(jié)果匯總表
根據(jù)計(jì)算結(jié)果,要求將土方卸載至河道路與控制范圍線位置后,河道邊坡整體穩(wěn)定不滿足規(guī)范要求,已滑坡岸段的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)遠(yuǎn)小于規(guī)范要求值,存在較大安全風(fēng)險(xiǎn),需要采取針對(duì)性處理措施。
由于堆土最大高程為10.2 m,沿河分布,且堆土位置處未做任何地基處理,堆載過(guò)大是造成河道整體滑坡的主要原因。為保證河道安全穩(wěn)定,根據(jù)復(fù)核計(jì)算成果及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,分別對(duì)已滑動(dòng)岸段和未滑動(dòng)岸段進(jìn)行針對(duì)性處理
加固處理原則為確保河道在施工期、運(yùn)行期的安全穩(wěn)定;處理后不影響河道的日常維護(hù)與管理;節(jié)約投資,易于實(shí)施。建議處理方案:
根據(jù)實(shí)際測(cè)量成果和穩(wěn)定復(fù)核計(jì)算成果,并考慮處理方案經(jīng)濟(jì)性,未滑坡岸段主要采用卸載方案。具體為:將陸域控制范圍以外5 m 范圍內(nèi)的土方卸載,5 m 范圍以外的堆土坡度按不陡于1∶3 控制,卸載后的堤頂高程為4.3 m。典型斷面圖如圖3所示,卸載后整體穩(wěn)定復(fù)核計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。
圖3 鄰滑動(dòng)岸段處理方案典型斷面圖
表2 鄰滑動(dòng)岸段(斷面3)處理方案整體穩(wěn)定復(fù)核計(jì)算結(jié)果
同未滑動(dòng)岸段處理方案——卸載方案,其中局部高程可高于4.3 m,卸載后整體穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3。
表3 已滑動(dòng)岸段(斷面1)處理方案整體穩(wěn)定復(fù)核計(jì)算結(jié)果
根據(jù)表3 可知,卸載后滑坡段整體穩(wěn)定仍不滿足規(guī)范要求,在滑坡治理工程中,抗滑樁作為一種支擋抗滑結(jié)構(gòu)物而廣泛應(yīng)用于滑坡及邊坡的穩(wěn)定性治理中[4],不滿足部分的荷載考慮采用抗滑樁來(lái)承擔(dān)。
根據(jù)類似河道工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),受征地、場(chǎng)地、交通等影響,一般采用木樁阻滑樁、水泥攪拌樁、預(yù)制方樁或鉆孔灌注樁提高河道邊坡穩(wěn)定性[5,6]。鑒于木樁耐久性差、水泥攪拌樁樁身抗剪強(qiáng)度低、預(yù)制樁施工產(chǎn)生會(huì)較大震動(dòng)影響,推薦采用灌注樁進(jìn)行加固。根據(jù)計(jì)算結(jié)果單米斷面還需85 kN 的剪力由灌注樁承擔(dān),設(shè)計(jì)采用灌注樁直徑600 mm,樁長(zhǎng)12 m,雙排矩形布置,縱橫向間距3.0 m,樁頂通過(guò)800 mm×500 mm 的導(dǎo)梁連接為一體。典型斷面圖如圖4 所示。
圖4 已滑動(dòng)岸段處理方案典型斷面圖
河道整治工程中施工擾動(dòng)、水位降落、棄土堆土等對(duì)邊坡穩(wěn)定不利,該工程岸坡出現(xiàn)滑移的主要原因是岸邊堆載遠(yuǎn)超設(shè)計(jì)荷載。因此,河道開(kāi)挖或疏浚工程中,為保證基坑邊坡穩(wěn)定,嚴(yán)禁在設(shè)計(jì)預(yù)計(jì)的滑裂面范圍內(nèi)堆載。該工程岸坡滑移岸段采用卸荷和鉆孔灌注樁抗滑相結(jié)合的工程措施,有效控制了邊坡的進(jìn)一步滑動(dòng),保障了邊坡的安全,可為類似河道邊坡抗滑設(shè)計(jì)提供參考。