珠江边规划路建设对堤岸稳定的影响分析评估

吴绍祝，殷振东

(广州市水务规划勘测设计研究院，广州 510640)

珠江边规划路建设对堤岸稳定的影响分析评估

吴绍祝，殷振东

(广州市水务规划勘测设计研究院，广州 510640)

通过现场查勘等方式收集规划路影响的珠江堤岸基础资料，根据断面情况采用STAB计算程序对该段堤岸在不同工况下进行安全复核计算，为规划路建设及保证堤岸稳定提出建议。

珠江堤岸；规划路建设；STAB；堤岸稳定；分析评估

1 项目简介及技术路线

1.1 项目简介

本项目规划道路宽15m，规划宽度范围内现状为绿化带和人行道，周边地势较平坦。规划路外边线距离珠江堤岸治导线距离28～50m，距离治导线最近的距离为28m(断面1)，距离治导线最远的距离为50m(断面2)。

根据《广州市河道管理范围内建设项目行政许可技术指引(试行)》中规定，Ⅰ级堤防的护堤地宽度为30～100m，本工程的实施范围处于护堤地的范围内，规划路工程的建设和运行会对珠江堤岸的安全稳定造成一定的影响，因此必须对该工程的实施对珠江堤岸的影响进行安全评价[1]。

1.2 技术路线

结合本项目的特点，本规划路工程的建设对珠江堤岸安全影响评价的方法主要有：

1)采用中国水利科学研究院研制的土质边坡稳定分析程序STAB2009进行整体稳定性验算。

2)按照规范计算堤岸防护结构的抗滑移和抗倾覆稳定性。

3)考虑路面施工期荷载，路面运行期行车荷载产生的水平力及地震荷载作用下，对堤岸的稳定性的影响。

4)根据规范和经验对堤岸上的道路施工进行评估并提出相关的建议。

2 堤岸安全评估计算分析

2.1 计算断面选取

本规划路工程处于珠江西航道右岸，堤防工程的级别为1级。堤岸防护结构采用重力式钢筋混凝土预制沉箱结构，沉箱高度为 4m，箱顶、底高程分别为 0.80m和-3.20m，箱顶以上采用现浇混凝土顶板和胸墙，箱底以下为抛石基床(厚1.8m)，持力层为残积土，设计标高为-5.0m。设计堤顶高程为3.20m，堤顶设防浪墙，墙顶高程为3.70m。设计典型断面图见图1。

图1 设计典型断面图

2.2 地质条件

场地地基土主要由第四系冲积层淤泥、淤泥质土、黏土、粉质黏土、粉土、细砂、中砂、粗粒砂土，第四系残积土和白垩系上统红层强风化岩带等构成。岩土参数采用1998年7月广州市水利水电勘测设计研究院完成的《珠江堤防建设工程第五期调整段工程地质勘察报告》。

材料重度、内摩擦角标准值，参考《重力式码头设计与施工规范》JTJ290—98及相应工程地质勘察报告[2]。

钢筋混凝土：γ=25kN/m3，φ=100°，c=100kPa

抛石：γ=18kN/m3，φ=45°，c=0kPa

淤泥：γ=14.7kN/m3，φ=2.2°，c=2.3kPa

残积土：γ=19.3kN/m3，φ=15.2°，c=23.3kPa

中粗砂：γ=18kN/m3，φ=30°，c=0kPa

素填土：γ=18.5kN/m3，φ=14°，c=24kPa

2.3 荷载分析

影响堤岸的荷载可分为竖向荷载及水平荷载。新增竖向荷载主要有：道路施工期荷载、道路运行期行车荷载、地震竖向荷载。新增水平荷载主要有：地震水平荷载、由新增竖向荷载产生的新增水平荷载。

路面行车荷载对珠江堤岸有一定影响，考虑地震作用时，其影响的过程较为复杂，因此计算时需进行分析简化处理。

2.3.1 竖向荷载

竖向荷载主要由上部结构自重和车辆荷载等荷载以及竖向地震荷载组成，这部分荷载由路面传至复合地基，再传至岩层。由此，这部分荷载对珠江堤岸影响很小(根据类似工程经验判定)，可以忽略不计。

2.3.2 水平荷载

水平荷载主要是由路面行车荷载对周边土体产生的主动土压力，及地震时所产生的水平地震力，这部分荷载传递给路面侧向土体，再由侧向土体传递至堤岸结构。这部分荷载对珠江堤岸有一定的影响，在计算评价时应考虑。计算时，先将行车荷载转化为等效土层厚度，然后计算其产生的主动土压力。详见表1。

2.4 计算工况

2.4.1 整体稳定

按照《堤防工程设计规范》要求，堤岸整体稳定性计算分别按下列4种工况进行：

2.4.1.1 正常运用工况

1)设计水位2.90m(珠基高程，下同)。

2)设计水位骤降1.0m。

表1 影响堤岸稳定的荷载值

2.4.1.2 非正常运用工况

1)多年平均最低潮位-1.25m。

2)多年平均潮位0.20m骤降1.0m。

2.4.2 防洪墙抗倾、抗滑

按照《堤防工程设计规范》要求，堤岸结构的抗倾、抗滑移计算及地基应力验算分别按下列3种工况进行：

2.4.2.1 正常运用工况

1)设计水位骤降1.0m。

2)设计水位2.90m。

2.4.2.2 非正常运用工况

2.4.2.3 多年平均最低水位-1.25m

2.5 计算原理

对于大开挖重力式结构的整体稳定计算，采用类似均质土坡稳定分析的方法计算最危险滑动面。根据《堤防工程设计规范》对于土堤抗滑稳定计算可采用瑞典圆弧滑动法计算堤岸的整体稳定[3]，计算简图见图2。堤防整体抗滑稳定安全系数K见表2。

表2 土堤整体抗滑稳定安全系数

堤岸的整体稳定计算采用中国水科院的边坡稳定分析程序STAB(2009)，计算应力模式采用总应力法。

图2 土堤抗滑稳定计算简图

防洪墙抗滑安全系数见表3。

表3 防洪墙抗滑稳定安全系数

防洪墙抗倾安全系数见表4。

表4 防洪墙抗倾稳定安全系数

2.6 计算成果及分析

计算成果汇总见表5、表6：

表5 整体稳定安全系数汇总表

表6 抗倾、抗滑安全系数汇总表

根据计算结果，规划路工程的建设对珠江堤岸的影响评价主要表现如下5个方面：

1)根据《广州市河道管理范围内建设项目行政许可技术指引(试行)》中规定，1级堤防的护堤地宽度为30～100m，本工程的实施范围处于护堤地的范围内，因此必须对该工程的实施对珠江堤岸的影响进行安全评价。

2)道路施工时和建成后运行对珠江堤岸的整体稳定的影响，计算结果表明：在上述4种工况下，多年平均水位骤降1.0m时，堤岸的整体稳定安全系数最小，但在规范允许范围内，此时认为堤岸在承受路面传递过来的水平荷载作用下是安全稳定的[4]。

3)对堤岸的抗倾、抗滑移稳定的影响，计算表明：在上述3种工况下：设计水位处骤降1.0m时，堤岸结构的抗倾覆、抗滑移稳定安全系数是最小的，但都在规范的允许范围内，此时同样也认为堤岸是安全稳定的。

4)对堤岸的地基承载力的影响，计算表明：在上述3种工况下：在多年平均最低水位(-1.25m)时，沉箱基底应力最大，但都在抛石基础承载力允许范围内，不会对地基承载力造成不利影响。

5)由于珠江堤岸防护建设第五期于2000年施工完毕，时隔12a的时间，沉箱结构下地基在上覆荷载作用下，有较大程度的固结，地基沉降变形已基本完成。又因路面行车荷载传递的水平力作用下对地基的影响较小，故认为对地基引起的沉降可以忽略不计。

3 结论及建议

综上所述，本规划路工程的建设对珠江堤岸的稳定影响较小，且都在规范允许的范围内，经分析得出如下4点建议：

1)规划路施工过程中路面搅拌桩桩基承台尽量远离堤岸，这样对珠江堤岸的影响就越小。

2)由于路面基础采用的是水泥搅拌桩，该施工工艺有一定挤土效应，因此虽路面边线离堤岸治导线较远，建议施工过程中也应随时注意观测岸堤的水平位移。

3)在立白大厦北侧规划路工程建设施工过程中，不得将大量施工材料或弃土堆放于堤岸边上，避免因过量堆载而引起岸堤失稳破坏。

4)严格按照以上要求设计和施工，规划路工程的建设对珠江堤岸的稳定影响就较小，也可确保珠江堤岸安全稳定。

[1]广州市水务规划勘测设计研究院.立白大厦北侧规划路工程对珠江堤岸的影响评价报告[R].广州：广州市水务规划勘测设计研究院，2012.

[2]中华人民共和国交通运输部.JTS167—2—2009重力式码头设计与施工规范[S].北京:人民交通出版社，2009.

[3]水利部水利水电规划设计总院.GB50286—2013堤防工程设计规范[S].北京:中国水利水电出版社,2013.

[4]北京市勘察设计研究院有限公司等.JGJ94—2008建筑桩基技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社，2008.

1007-7596(2014)03-0011-03

2014-02-28

吴绍祝(1982-)，男，广东广州人，工程师；殷振东(1982-)，男，广东广州人，工程师。

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