天津市津南区双白引河滑坡处理设计

马洪飞

（河北省水利水电勘测设计研究院，天津 300250）

天津市津南区双白引河滑坡处理设计

马洪飞

（河北省水利水电勘测设计研究院，天津 300250）

天津市津南区双白引河辛庄镇项目区在工程建成后，由于其它建设单位擅自在河道桩号2+760—2+830范围内大量堆土，导致边坡塌滑、护岸挡墙损坏。设计用振冲碎石桩对扰动土体进行挤密，已达到边坡稳定效果。

双白引河；堆土；边坡塌滑；振冲碎石桩

1 工程概况

天津市津南区双白引河辛庄镇项目区属于中小河流治理重点县综合整治和水系连通试点项目。中小河流治理重点县综合整治是选择一批具备一定治理基础的县域，集中连片开展农村河道综合整治工作，着力改善农村生产生活条件。

双白引河西起先锋河，东至秃尾巴河，长4.6 km，主要功能为排涝、蓄水和水系连通，其中先锋河至陵园段0.6 km已治理。双白引河在洪泥河处被截断，同时由于剩余4.0 km河道多年未治理，存在淤积堵塞、堤防薄弱、两岸环境较差等问题，严重影响河道功能的发挥[1]。

本工程主要包括河道清淤疏浚、岸坡整治、堤防加固、水系沟通建筑物兴建等项目，目前已全部建设完成。其中，桩号0+000—3+100、3+800—4+000河道横断面采用复式断面结构，设计河底宽5 m，河底高程-2.0 m，堤顶高程2.5 m，在0.00 m高程布置马道宽1.0 m，在一级马道位置布置混凝土抗滑桩；抗滑桩顶部嵌入挡墙底部10 cm，桩顶纵向主筋锚入挡墙内，桩体采用C30混凝土灌注桩型式，直径600 mm，长8～13 m，间距3～6 m；挡墙顶宽0.45 m，底宽1.3 m，趾宽0.2 m，踵宽0.2 m，趾高0.3 m，踵高0.3 m，迎水面直立，上部边坡1∶3，下部边坡1∶2.5，背水面边坡1∶0.253。桩号3+100—3+800段为纯土坡，设计坡比1∶2.5。

2 滑坡情况及分析

2.1 滑坡情况

2017年3月1日，河北省水利水电勘测设计研究院水工、地质人员查看了双白引河堆土滑坡段现场，对堆土面积、高度、长度和滑坡规模、形态、成因情况进行了现场调查。滑坡段桩号为2+760—2+826，全长约66 m，位于双白引河白塘口村段北岸、白万公路以西约800 m、永兴化工厂管涵以东约220 m。滑坡体呈弧形向河床（南岸）推移约3.3 m（弧顶最大距离），滑舌土体挤入河床，造成挡墙整体位移，被推入河床，挡墙多处被剪断形成裂缝，局部挡墙构造筋断裂；弧顶附近两翼及滑坡壁出现纵、横向裂缝；滑坡后河岸形成斜坡，岸顶高差约0.65 m（靠近河床部位高）。

2.2 滑坡原因分析

（1）滑坡段稳定计算。堤身渗流稳定及边坡抗滑稳定计算利用河海大学水工结构有限元分析系统（AutoBANK V7.079）软件，采用瑞典圆弧法进行，计算工况采用河道常水位。桩号2+800堆土前、后边坡稳定计算结果，如图1—2所示。

图1 桩号2+800堆土前边坡稳定计算结果

图2 桩号2+800堆土后边坡稳定计算结果

按照《堤防工程设计规范》（GB50286-2013）规定，正常运用条件下，河道堤防级别为5级，抗滑安全系数不应小于1.10[2]。由图1—2可知，堆土前边坡抗滑稳定满足要求，堆土后边坡安全系数过低，河道边坡失稳。

（2）滑坡主要原因。双白引河边坡采用挡墙下接抗滑桩的方案进行加固，2016年下半年全部完成，运行半年来两岸边坡土体稳定、安全，实践证明该工程方案取得良好效果。堆土段长度约60 m，距岸坡过近（紧邻河岸挡墙）且规模较大、堆载过高（6～6.68 m），堆土自重形成推力，使堆土主动土压力大幅增加了软弱土层的附加荷载，促使滑坡的形成。

3 滑坡处理及护岸恢复设计

为保证河道边坡稳定、防止滑坡扰动土体沉降后堤身不满足防洪要求，本次拟定2种处理方案，对其进行技术比较。

3.1 方案一

移除堆土后，根据堤身稳定计算出的最危险滑弧面，挖除桩号2+760—2+826段滑动面内的扰动土，之后再回填黏性土，并恢复原设计混凝土挡墙及灌注桩。方案一横断面，如图3所示。在0.00 m高程布置马道，宽1.0 m；在一级马道位置布置混凝土抗滑桩，墙顶高程1.78 m。抗滑桩桩体采用C30混凝土灌注桩型式，直径600 mm，长8 m，间距6 m。抗滑桩顶部嵌入挡墙底部10 cm，桩顶纵向主筋锚入挡墙内[3]。挡墙顶宽0.45 m，底宽1.3 m，趾宽0.2 m，踵宽0.2 m，趾高0.3 m，踵高0.3 m，迎水面直立，背水面边坡1∶0.253。

由于出现滑坡后河道土体被扰动，所以按计算滑动面挖除扰动土，土体经晾晒筛分，达到最优含水率后再回填。因找土体晾晒场地困难并且晾晒成本高、周期长，故本次设计采用外购土。

挖除北岸扰动土后，施工期对南岸进行边坡稳定计算，结果如图4所示。

图3 方案一横断面

图4 方案一南岸边坡稳定计算结果

由于北岸扰动土挖除后导致河道边坡高度增加较大，南岸边坡不稳定，所以施工中采用钢板桩加固南岸边坡。钢板桩采用常用的I40a型工字钢，高400 mm，腿宽142 mm，腹厚10.5 mm，截面积86.1 cm2，每延米重67.6 kg。考虑到工字钢间无法咬合、截水效果较差，为增强防渗效果，工字钢采用一顺一丁布置。围堰合计布置工字钢330根。

3.2 方案二

移除堆土后，在桩号2+754—2+830范围内打挤密桩，桩体采用振冲碎石桩，直径800 mm，底部位于最危险滑弧面以下1～2 m，长6～12 m，间距2.5 m[4]。对扰动土体进行挤密，达到边坡稳定效果，并恢复桩号2+760—2+826段原设计混凝土挡墙及灌注桩。方案二横断面，如图5所示。在0.00 m高程布置马道，宽1.0 m；在一级马道位置布置混凝土抗滑桩，墙顶高程1.78 m。抗滑桩桩体采用C30混凝土灌注桩型式，直径600 mm，长8 m，间距6 m，顶部嵌入挡墙底部10 cm，桩顶纵向主筋锚入挡墙内。挡墙顶宽0.45 m，底宽1.3 m，趾宽0.2 m，踵宽0.2 m，趾高0.3 m，踵高0.3 m，迎水面直立，背水面边坡1∶0.253。

图5 方案二横断面

对2种方案进行经济技术比较，其工程量及投资额见表1。

表1 2种方案工程量和投资额比较 万元

由表1可知，方案二比方案一投资少73.91万元，同时结合施工场地及工期等综合考虑，推荐采用方案二。

4 堤身稳定计算

4.1 等效内摩擦角及等效黏聚力计算

根据《水电水利工程振冲法地基处理技术规范》（DL/T 5214-2005）5.0.5要求，复合土体的等效内摩擦角及等效黏聚力的计算公式为：

式中：φsp为复合土体的等效内摩擦角（°）；m为面积置换率；φp为桩体材料的内摩擦角（°），取35°；φs为桩体土体内摩擦角（°）；csp为复合土体的等效黏聚力（kPa）；cs为桩间土黏聚力（kPa）；μp为应力集中系数[5]。

等效内摩擦角及等效黏聚力计算成果，见表2。

表2 等效内摩擦角及等效黏聚力计算成果

4.2 堤身稳定计算

堤身稳定计算包括边坡抗滑稳定和渗流稳定两部分。本段水下边坡为1∶2.5，土质为淤泥质黏土；水上边坡为1∶3，土质为回填黏性土。堤身渗流稳定及边坡抗滑稳定计算利用河海大学水工结构有限元分析系统（AutoBANK V7.079）软件，采用瑞典圆弧法进行。工况1：常水位（1.3 m）时遭遇地震临水侧堤坡；工况2：建成无水临水侧堤坡。计算成果见表3，如图6所示。

表3 边坡抗滑及渗透稳定计算成果

图6 桩号2+800边坡抗滑稳定计算结果

根据计算结果，堤身边坡抗滑及渗透稳定均满足规范要求。

5 结语

通过振冲碎石桩对扰动土体进行挤密，达到了边坡稳定的效果。该工程实施后处理效果良好，为今后类似工程设计提供一定借鉴。

[1]马洪飞.天津市津南区双白引河辛庄镇项目区变更设计报告[R].河北：河北省水利水电勘测设计研究院，2015.

[2]GB50286-2013，堤防工程设计规范[S].

[3]JGJ94-2008，建筑桩基技术规范[S].

[4]JGJ79-2012，建筑地基处理技术规范[S]

[5]DL/T5214-2005，水电水利工程振冲法地基处理技术规范[S].

中国3处古代水利工程申报世界灌溉工程遗产成功

墨西哥时间10月10日上午10点（北京时间10月10日晚上11点）左右，在墨西哥城召开的世界灌排委员会执行大会上，宁夏引黄古灌区、陕西汉中三堰、福建黄鞠灌溉工程3处古代水利工程被确认成功申报世界灌溉工程遗产并授牌。

世界灌溉工程遗产与世界文化遗产、自然遗产、农业文化遗产等都称为世界遗产，是国际灌排委从2014年起开始评选的世界遗产项目。其遴选标准较为严格，必须满足建设年代在100 a以上的灌排工程，在工程设计、建设技术等方面领先于其时代等。目前，我国陕西郑国渠、四川东风堰等10处已成功申报，加上此次成功申报的3处，我国已有13处世界灌溉工程遗产。

（摘自2017年10月14日搜狐网）

TV85

A

1004-7328（2017）05-0027-03

10.3969/j.issn.1004-7328.2017.05.009

2017—06—15

马洪飞（1983—），女，高级工程师，主要从事水利工程设计工作。