堆土超载引起的河道边坡失稳分析与治理

尹晓明

（上海勘测设计研究院有限公司，上海200335）

1 概述

某河道位于上海市青浦区朱家角镇，根据河道沿线地形、地貌分布，结合相关规划，河道按照规划规模整治，设计底高程0.00 m，底宽14.4～45.1 m，边坡1.0∶2.5。河道断面设计为斜坡式复式断面，设计堤顶高程为4.30 m，河道护岸等级为3 级水工建筑物，堤顶设计荷载运行期为5 kN/m2，施工期为10 kN/m2，设计典型断面如图1所示。

工程实施过程中，河道西岸沿河200 m 堆土造假山段出现滑坡，滑坡岸段长度约50 m 为整体滑坡，涌土超过河道中心线，涌土高度约2 m，堤身变形较大，已经超出了规范允许的范围。

根据测量成果，堆土造假山土方量总计约69 130 m3，堆土范围侵占到河道陆域控制线以内5～8 m，堆土高度最高处高程约10.2 m，堆土已滑坡测量断面如图2 所示。

图1 河道设计典型断面图

图2 堆土测量断面图（已滑断面）

2 岸坡滑动分析

堆土后，边界条件发生变化，涉及河道沿线范围约200 m，堆土最大高程为10.2 m，荷载过大，远超过设计荷载，造成岸坡不稳，局部出现滑坡，未滑坡岸段也存在滑坡的风险。选取已滑坡岸段和未滑坡岸段的典型断面进行稳定复核，河道中的泥面按照设计断面计算，堤顶陆域控制范围内按卸载至4.30 m 高程计算，计算工况分为施工期和运行期。

根据GB50286-2013《堤防工程设计规范》的规定，该段堤防的抗滑稳定性分析采用瑞典圆弧法[1]，应用《理正岩土6.5PB4》进行计算。滑坡段土层参数考虑滑坡破坏影响，土层灵敏度St 按2.0取值[2，3]，具体指标见表1，计算结果如表2 所示。

表1 土层地质指标

表2 整体稳定复核计算结果汇总表

根据计算结果，要求将土方卸载至河道路与控制范围线位置后，河道边坡整体稳定不满足规范要求，已滑坡岸段的抗滑稳定安全系数远小于规范要求值，存在较大安全风险，需要采取针对性处理措施。

由于堆土最大高程为10.2 m，沿河分布，且堆土位置处未做任何地基处理，堆载过大是造成河道整体滑坡的主要原因。为保证河道安全稳定，根据复核计算成果及现场实际情况，分别对已滑动岸段和未滑动岸段进行针对性处理

3 加固处理方案

加固处理原则为确保河道在施工期、运行期的安全稳定；处理后不影响河道的日常维护与管理；节约投资，易于实施。建议处理方案：

3.1 邻滑动岸段处理方案

根据实际测量成果和稳定复核计算成果，并考虑处理方案经济性，未滑坡岸段主要采用卸载方案。具体为：将陆域控制范围以外5 m 范围内的土方卸载，5 m 范围以外的堆土坡度按不陡于1∶3 控制，卸载后的堤顶高程为4.3 m。典型断面图如图3所示，卸载后整体稳定复核计算结果见表2。

图3 邻滑动岸段处理方案典型断面图

表2 邻滑动岸段（断面3）处理方案整体稳定复核计算结果

3.2 已滑动岸段处理方案

同未滑动岸段处理方案——卸载方案，其中局部高程可高于4.3 m，卸载后整体稳定计算结果见表3。

表3 已滑动岸段（断面1）处理方案整体稳定复核计算结果

根据表3 可知，卸载后滑坡段整体稳定仍不满足规范要求，在滑坡治理工程中，抗滑桩作为一种支挡抗滑结构物而广泛应用于滑坡及边坡的稳定性治理中[4]，不满足部分的荷载考虑采用抗滑桩来承担。

根据类似河道工程设计经验，受征地、场地、交通等影响，一般采用木桩阻滑桩、水泥搅拌桩、预制方桩或钻孔灌注桩提高河道边坡稳定性[5，6]。鉴于木桩耐久性差、水泥搅拌桩桩身抗剪强度低、预制桩施工产生会较大震动影响，推荐采用灌注桩进行加固。根据计算结果单米断面还需85 kN 的剪力由灌注桩承担，设计采用灌注桩直径600 mm，桩长12 m，双排矩形布置，纵横向间距3.0 m，桩顶通过800 mm×500 mm 的导梁连接为一体。典型断面图如图4 所示。

图4 已滑动岸段处理方案典型断面图

4 结论

河道整治工程中施工扰动、水位降落、弃土堆土等对边坡稳定不利，该工程岸坡出现滑移的主要原因是岸边堆载远超设计荷载。因此，河道开挖或疏浚工程中，为保证基坑边坡稳定，严禁在设计预计的滑裂面范围内堆载。该工程岸坡滑移岸段采用卸荷和钻孔灌注桩抗滑相结合的工程措施，有效控制了边坡的进一步滑动，保障了边坡的安全，可为类似河道边坡抗滑设计提供参考。