紧邻河道的道路工程加固措施分析

张和凤

(福州新南建设开发有限公司，福建 福州 350000)

0 引言

随着城市空间开发的推进，新建工程对邻近建筑物必然会产生影响，如果对其影响处理不当，极易造成重大安全事故[1-2]。软土地基由于土体强度参数差，基坑工程容易产生位移过大甚至变形失稳等问题，或者因地基不均匀沉降导致相邻构筑物破坏，需要采取适当的支护措施予以解决。福州市生物医药和机电产业园江滨路道路工程，其路面高程明显高于紧邻加固河道底高程，加之软土地基持力层承载能力不足，抗剪强度低，土坡安全储备明显不足，需针对各路段实际情况采取相应加固措施确保两工程顺利施工。

1 工程概况

福州市生物医药和机电产业园江滨路道路工程位于闽江南港南岸闽侯县南屿镇境内，江滨路长4.952 km，宽度为25 m，具体详见图1。江滨路修建宽度为25 m，为城市次干路，道路标准横断面如下:2.5 m(非机动车道)+0.5 m(分隔栏杆)+7.5 m(机动车道)+7.5 m(机动车道)+0.5 m(分隔栏杆)+2.5 m(非机动车道)+1.5 m(树池)+2.5 m(人行道)=25 m。相邻河道与江滨路相对位置及布置情况见图2～图4。

图1 道路总平面布置图

图2 起点～6 号路与河道工程示意图

图4 1 号路～终点与河道工程示意图

图3 6 号路～1 号路与河道工程示意图

2 支护措施

江滨路起点～终点可分为五个典型区段的5 个剖面，其中苏尧溪与道路对应关系为:河道桩号SY0+0 m 对应道路桩号K0+838 m;其中苏尧溪SY0+0 m～SY2+026 m 及SY2+679 m～SY2+910 m(道路桩号:K0+838 m～2+864 m 及K3+517～3748 m)河道侧采用三排水泥搅拌桩+格栅加固。

2.1 起点～K1+986 及K4+412～K4+580

该区域根据现场条件选择K0+500 m(回填0.3 m)、K0+580 m(回填0 m)K0+720 m(回填1.0 m)、K0+960 m(回填1.8 m)、K1+011 m(回填5.4 m)、K1+300 m(回填3.4 m)断面进行分析。该段采用水泥搅拌桩进行地基处理，桩长13 m，三角形布置，间距1.2 m/1.5 m，回填砂性土，路面高程约7.0 m～8.7 m，河道侧采用三排水泥搅拌桩，直径600 m，桩长10 m，格栅状布置。

2.2 K1+986～6 号路(K2+660 m 段)

该段采用水泥搅拌桩+管桩进行地基处理，其中水泥搅拌桩长为13 m，5 排PTC 管桩进入卵石层，表层回填砂性土，该段路面高程约7.2 m～9.2 m。河道侧采用三排水泥搅拌桩，直径600 m，桩长10 m，格栅状布置。

2.3 6 号路(K2+660)～K2+940 m 段及K3+300 m～1 号路(K3+600 m)段

该段采用水泥搅拌桩+桩承扶壁式挡墙，其中水泥搅拌桩桩长为13 m，扶壁式下方灌注桩桩底进入卵石层，回填砂性土，该段路面高程约9.2 m～10.4 m。

2.4 K2+940～K3+300 m 段

该段水泥搅拌桩+桩承扶壁式挡墙+回填泡沫混凝土，其中水泥搅拌桩桩长为13 m，扶壁式下方灌注桩桩底进入卵石层，该段路面高程约9.2 m～11.2 m。

2.5 1 号路(K3+600 m)～K4+412 m 段

该段采用水泥搅拌桩+管桩+外侧双排灌注桩进行地基处理和加固，其中水泥搅拌桩长为13 m，管桩和灌注桩进入卵石层，回填砂性土，该段路面高程约8.3 m～10.5 m。

2.6 K4+580～终点段

管桩型号为PTC 400*60 高强度预应力薄壁型号，混凝土强度C60，正方形布置，间距2.3 m×2.3 m 或2.5 m×2.3 m;水泥搅拌桩直径500 mm，梅花型布置，间距1.5 m×1.5 m，长度13 m。灌注桩为直径1.0 m，水平间距1.2 m 布置。

普通放坡河道断面:靠近扶壁式挡墙段设计为放坡，坡率为1∶4，河道开挖至高程2.5 m，河道底部采用抛石处理。邻接扶壁式或桩+板河道断面:靠近扶壁式挡墙段以扶壁式挡墙为河道的左岸，河道宽36 m，河道开挖至高程2.5 m，河道底部采用抛石处理。

3 计算分析

由于道路顶高程与河道底高程高差约10 m，因此工程施工工序安排为先进行河道开挖与施工，然后进行道路的填方施工，分析最不利工况，道路填筑完成后场地的整体稳定性系数。工程按照典型断面及施工工况进行分析，特别是需考虑施工工况(即考虑岩土体参数为不排水不固结快剪强度指标)下的道路边坡整体稳定性。

3.1 计算参数

水泥搅拌桩单桩直径50 cm 的水泥桩，搅拌桩采用32.5普通硅酸盐水泥，水泥掺入比60 kg/m，水灰比0.45～0.55，要求28 天龄期抗压强度大于1.0 MPa，单桩承载力80 kN，间距1.5 m 范围复合地基承载力70 kPa，间距1.2 m 范围复合地基承载力90 kpa。管桩采用PTC-400(60)预应力管桩，桩身设计强度为C60 混凝土，按正方形布置。碎石砂垫层要求碎石粒径1.5 cm～4 cm，碎石含量70%，砂含量30%。土工格栅应均匀张拉，张拉力控制在20 kN/m。格栅张拉紧后用U 形钢钉定位，间距为1.5 m，U 形钉用Φ8 钢筋制作。土工格栅自由段应回折2.0 m 锚固。

3.2 稳定性标准

采用瑞典条分法中的新有效固结应力法，考虑土体的固结，由于道路工程和堤防工程对边坡稳定性要求不同，综合两种工程，按照就高不就低的原则，确定该毗邻工程，整体稳定性系数要为:在施工期(不考虑固结)时稳定性要求为1.1，运行期(考虑固结)时稳定性要求为1.2。

3.3 计算结果

3.3.1各区段典型断面分析

江滨路起点～终点可分为五个典型区段的5 个剖面:A 区 间:起 点～K1+986 m 及K4+412～终 点 段、B 区 间:K1+986～6 号路(K2+660 m 段)、C 区间:6 号路(K2+660)～K2+940 m 段、D 区 间:K2+940～K3+300 m 段、E 区 间:1号路～K4+412 m 段。

图5 K0+500 断面河道侧布置水泥搅拌桩

图6 K0+500 断面河道侧未布置水泥搅拌桩

图7 K0+720 m(回填1.0 m)

图8 K1+011 m(回填5.4 m)

图9 K1+300 m 水泥搅拌桩位于道路正下方

图10 K1+300 m 延伸搅拌桩分布范围后

B 区间K1+986 m 典型断面计算结果见图11～图13。

图11 沿着底部深层滑动(施工工况)

图12 沿河道侧浅层滑动(施工工况)

图13 全局最危险滑面(运行工况-考虑固结)

C 区间典型断面计算结果见图14，D 区间典型断面计算结果见图15，E 区间典型断面计算结果见图16。

图14 K2+855 m 典型断面

图15 K2+855 m 典型断面

图16 K3+600 m 典型断面

3.3.2结果分析

(1)上述各段在现有施工工况条件下，河道左侧放坡1∶4，河道底开挖至2.5 m，不向下继续开挖且河道侧进行水泥搅拌桩搅拌加固时，稳定性系数均大于1.050，满足规范要求的1.05值。

(2)K1+986～6 号路(K2+660 m 段)由于布置管桩位于道路正下方，施工工况下整体稳定性系数小于1.05，建议延伸加固范围，其或增设加固措施;运行工况下整体稳定性满足规范要求。

(3)起点～K1+986(K4+412～终点段)、6 号路(K2+660)～K2+940 m 段局部进行加强处理特别是K0+960 m 附近填方大于1 m 区域。

4 结语

水泥搅拌桩适用于富含软塑粉的粘土和流塑淤泥的软土地基，相较于其他支护形式，水泥搅拌桩对位移的控制强弱与自身墙体强度有关外，还与基坑开挖深度、环境条件及区域土质条件有关。软弱地基的特点决定了其在工程施工过程中容易发生塑性流动，且不易固结。因不均匀沉降导致的基坑边坡滑移失稳、上部结构倾斜开裂、过量隆起等较为常见，给工程建设带来了极大安全隐患，造成了重大经济损失，相邻工程的扰动更会加大这种安全隐患。因此，文章针对此种情况提出了相邻工程施工的地基稳定性分析判别方法，为类似工程基坑治理提供新的思路。