扬中市长江堤防兴隆港段滑坡成因分析和治理方案研究

王国栋 喻桂成

（1.镇江市工程勘测设计研究院 镇江市 212003；2.江苏省水利勘测设计研究院有限公司 镇江市 225127）

扬中市属江苏省镇江市辖的一个县级市，位于镇江市的东部，为长江中仅次于上海崇明岛的第二大岛，系长江冲积沙洲。长江干流自五峰山后为分汊型河形，将扬中市包围其中。其东北支为长江干流，俗称大江，分流比为 90%。江面宽（2.5～4.0）km，与扬州（邗江区、江都市）、泰州（高港区、泰兴市）隔江相望；西南支为长江支流，俗称夹江，分流比为10%，江面宽（0.5～0.8）km，与镇江（新区、丹阳市）、常州（武进区）依水相邻。兴隆港闸位于扬中市兴隆镇兴隆港口，距夹江边580 m，为通航港闸。2011年兴隆港闸以南65 m至415 m总长350 m的长江堤防迎水坡发生滑坡险情。扬中市兴隆港段堤防作为扬中市长江堤防的一部分，关系到扬中市人民生命财产的安全，为保证扬中市堤防安全，防止滑坡进一步发展，急须对该段滑坡采取及时有效的治理措施。

1 工程基本情况

扬中市长江堤防为二级堤防，防洪标准为50年一遇，兴隆港段堤防堤顶标高达到9.50 m。

兴隆港闸位于兴隆镇兴隆港口，距夹江边580 m。兴隆港与东新港、六圩港、红旗河、长旺港和团结港贯通。当闸内外水位差小于0.3 m时，可以开闸引排；内外水位差小于0.2 m时，可以开闸通航。

2009年兴隆港闸以南（65～215）m总长150 m发生滑坡险情，扬中市水利农机局于2010年在该段挡墙前施打长为4 m的杉木桩进行了应急处理，处理范围向南延伸至200 m，暂时遏制了滑坡的进一步发展，经过近1年的时间，在2011年8月底，兴隆港闸以南（215～415）m总长200 m范围内又出现了迎水面挡墙沿墙顶侧倾向港内，墙顶向港内倾斜约10 cm，挡墙整体偏移约1 m，墙身沉降严重。滑坡范围内堤顶路面和堤坡有多处裂缝，坡面缝隙约5 cm宽。由此，扬中市兴隆港段堤防滑坡范围增加至350 m，起点为兴隆港闸以南（65～415）m 处。

2 滑坡原因分析

2.1 地质因素

根据地质勘察资料显示，堤防迎水面由上而下分布的土层为1号素填土，2粉质粘土，3号淤泥质粉质粘土，4号粉砂土，5号粉砂土。其中3号淤泥质粉质粘土为高压缩型土，且抗剪强度低，工程力学性质差，属软弱夹层。经软件计算的最危险滑动面正是经过该土层而滑出的。

2.2 工程因素

（1）堤防建设之初由于堤后征地困难，现状断面挡墙上部坡比部分未达到原设计1∶2的要求，上部堤身较陡。

（2）兴隆港闸中心线与河道中心有一定夹角，兴隆港闸开闸放水时直接冲刷闸西侧堤坡，将下部部分土体掏空，导致迎水坡阻滑土体减少，对挡墙自身及整体边坡稳定不利。

（3）迎水坡挡墙基础位于3号淤泥质粉质粘土层，该层为软弱夹层，抗剪强度低，且挡墙自身断面较小，挡墙自身的抗滑稳定不满足规范要求。

2.3 天气因素

时值雨季，雨水下渗致使上部土体自重增加，土体抗剪强度降低，产生滑坡。

3 基本设计思路

河道边坡抗滑处理措施有放缓边坡、坡顶减载、改善土层工程特性及打设抗滑桩等工程措施。从以往工程经验来看，放坡及减载主要适用于河道较为开阔且两侧建筑物较少的河段，造价较低；而改善土层工程特性及打设抗滑桩加固河坡则可作为两侧建筑物较多，无法进行放坡或因征地拆迁产生的费用远大于工程加固费用时的建筑物密集段。

本工程为扬中市长江堤防的一部分，堤顶高程需满足防洪要求，无法采取坡顶减载的工程措施，因此本次设计主要考虑其他三种加固措施。

另外为保持加固后堤防与上下游堤防断面基本保持一致，在断面形式上不做太大的调整，原堤防迎水坡挡墙拆除后需进行恢复，新建挡墙拟采用钢筋混凝土选臂式挡墙。

4 方案比选

（1）方案一：放缓边坡。

该方案的具体设计为：将原挡墙拆除重建，为满足土坡整体稳定，需放缓挡墙上部土坡坡比，经计算，在正常工况下当土坡抗滑安全系数达到1.275时，堤防需整体后移4.5 m。新建挡墙下地基未作处理，为保证自身抗滑稳定和满足地基承载力的要求，需要加大挡墙底板长度。

（2）方案二：水泥土搅拌桩。

水泥土搅拌桩利用水泥作为固化剂，通过特制的搅拌机械，在地基深处将软土和固化剂强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质地基。由此可见水泥土搅拌桩是属于改善土层工程特性的一种河坡抗滑处理措施。

该方案的具体设计为：将原挡墙拆除，新建挡墙，墙顶高程5.5 m，墙顶宽0.5 m，墙身高1.8 m，底板宽2.0 m。挡墙下设置水泥土搅拌桩，桩径600 mm，桩基处理范围宽5 m，桩长4.2 m，置换率0.6。由于新建挡墙底板下地基得到了处理，挡墙的抗滑性能和地基承载力都得到了提高，挡墙底板尺寸也可相应减少，从而节省造价。

计算时，将搅拌桩加固块视作一单独土层。根据以往相似工程的室内试验数据，在28 d龄期，水泥掺入量为 18%时，凝聚力 c＝99 kPa，内摩擦角 φ＝25°。考虑到试验室的标准养护与施工现场的养护环境存在较大差异，在较短龄期范围内水泥土强度值的增长将存在一定的区别，边坡采用深搅桩进行加固后的水泥土取用值为凝聚力c＝70kPa，内摩擦角φ＝22°。

经计算，通过采用水泥土搅拌桩加固，设计断面在正常工况下抗滑安全系数达到了1.281，能满足规范要求。

深层搅拌桩主要优点是施工工艺不复杂，但深层搅拌桩加固土体的机理比较复杂，对于不同的土质条件，加固效果相差较大，给使用带来一定限制。在实施之前需打试桩，以确定其适用性，工期较长。

（3）方案三：钻孔灌注桩。

钻孔灌注桩是指在工程现场通过机械钻孔在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩。钻孔灌注桩强度较高，刚度较大。钻孔灌注桩因加固河坡效果可靠，施工工艺、质量控制方法都比较成熟，在滑坡治理中常作为抗滑桩而被采用。

本方案具体设计：原挡墙拆除，新建钢筋混凝土挡墙，墙顶高程5.5 m，墙顶宽0.4 m，墙身高1.6 m，底板宽1.1 m，挡墙底板兼做桩承台。

挡墙下采用一排直径800 mm的钻孔灌注桩，桩长9.6 m，桩顶高程3.3 m，顺水流方向间距2.0 m。

经计算，未打桩前每米滑弧滑动力为300.19 kN，安全系数为1.06，由此推算土坡自身抗滑力为318.20 m，按照《堤防设计规范》的要求，安全系数应达到1.20，为此抗滑力至少需达到375.24 kN，每米每根桩提供的抗滑力为57.04 kN。Φ800钻孔灌注桩（桩身配筋率0.67%）单桩水平承载力允许值为133.5 kN，单排桩每米能提供抗滑力为66.75 kN。可见，采用1排Φ800 mm孔灌注桩加固堤防后，抗滑安全系数满足规范要求。

方案比较详见附表。

综合比较三个方案的经济性、可靠性、可行性，设计推荐方案三，即钻孔灌注桩方案。

附表 方案比较

5 结 语

本工程设计过程中针对兴隆港段长江堤防的滑坡问题，选取了退堤、水泥土搅拌桩、钻孔灌注桩三种措施进行计算分析比较，最终由于钻孔灌注桩施工周期短、技术可靠、造价最低而被推荐采用。在今后类似滑坡工程中，值得借鉴选用。

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