某软土堤基堤防加高工程断面型式设计

储锡君，侯先明，张策

（浙江省钱塘江管理局勘测设计院，浙江 杭州 310016）

1 工程背景

平阳县水头镇受地形及水系等自然因素限制，同时由于防洪工程建设相对滞后，历年每次台风暴雨都会造成很大的经济损失，该区域薄弱的防洪减灾能力与其社会经济发展地位不相适应，严重阻碍了地区经济的发展。

本工程的建设是区域防洪安全的需要，是促进区域经济发展的需要，是防洪规划工程的具体落实。工程的主要任务是防洪，使鳌江干流水头段防洪工程形成闭合，提升水头镇区域防洪能力，促进当地经济社会和城镇的可持续发展。主要工程内容为大湾至显桥水闸新建堤防总长度955.4 m。工程等别属ⅠV 等，水头段防洪标准为20 年一遇。

本工程地勘成果显示，工程沿线除表层杂填土、深层岩层外，下部土层主要为淤泥夹砂和淤泥土等软土，压缩性高，强度较低，性质较差。软土具有高压缩性，在荷载作用下，软土层易产生沉降变形。同时软土抗剪强度低，灵敏度较高，当软土受到扰动（比如施工机械振动、地震等）后，软土的原状结构就会遭到破坏，其抗剪强度将大大降低。在构筑物受到外侧高潮海水产生的较高水平推力时，易引起构筑物滑动破坏[1]。

现状地面高程约为5.00 m（1985 国家高程基准，下同），同时根据水文模型计算，工程沿线20 年一遇设计洪水位约为10.00 m，并考虑安全超高和波浪爬高等，设计堤顶高程取为10.40 m。堤防整体抬高5.40 m，抬升高度大。

基于此，如何在现有较差的软土堤基上极大抬升堤防高度，同时保证堤防稳定运行、减少工程占地和后续沉降，结合工程实际情况选择合适的断面结构型式是工程的重中之重，也是难点所在。本次方案结合本标准堤现状堤防结构及周边类似已建工程，根据堤段所在的地理位置、筑堤材料等因素，结合上下游、交叉建筑物布置，进行多方案的比较分析。

2 断面结构型式比选

2.1 A 型轻型空箱型式

本方案采用轻型空箱式结构，堤防结构型式采用C30 钢筋砼轻型空箱结构，顶高程为9.70 m，临河侧设挡浪墙兼作栏杆，其挡水高程为10.40 m，满足20 年一遇洪水标准。堤顶道路宽3.80 m，厚30 cm，路面坡度为2%向内侧倾斜，以利于堤顶路面排水。空箱结构底板厚50 cm，基础采用C30Φ80 cm 钻孔灌注桩进行处理，共布置2 排，临水侧灌注桩间距1.0 m，背水侧桩距4.0 m。为了防止空箱式底板与地基土间发生脱空，在空箱底板处设塑钢板桩防渗，塑钢板桩长6 m，以延长渗径。为了增加空箱结构自重，以利抗浮，减少工程弃渣，在空箱内回填土方。考虑到后续工程会对带溪进行清淤，为了防止清淤对本堤防工程的影响，在堤防外侧打设Φ80 cm 水泥搅拌桩，间距0.9 m，对堤防外侧滩地进行预加固。

空箱式堤防内侧布置一条宽4.00 m 的沥青防汛道路，路面顶高程为8.50 m，背坡采用1∶3 坡度与现状地面进行衔接，坡脚设置干砌块石挡墙，外设砖砌排水沟。在巡查道路与空箱式挡墙间设置植乔灌木混合的景观绿化带，宽1.50 m。A 型轻型空箱型式的结构型式如图1 所示。

图1 A 型轻型空箱型式

2.2 B 型轻型空箱+组合式移动防洪墙型式

为了降低堤防的高度，提升区域的景观效果，在A 型结构基础上，降低空箱结构的顶高程，堤防自身按5 年一遇防洪标准设计，汛期在堤防上部加装移动防洪墙，墙顶高程达到20 年一遇防洪标准。移动防洪墙是一种可拆卸、可移动的防洪墙体，主要由挡水板、立柱、压紧装置及预埋件等部分组成[2]，具有方便、快捷、安全系数高等特点。其工作原理为：当遭遇洪水时，可通过在立柱的卡槽中快速叠加挡水板以满足挡水需求；当无洪涝灾害时期，可将各部件拆卸并做好标记放置指定仓库，以备下次使用[3]。

降低后的空箱结构顶高程为8.80 m，路面宽度3.80 m，厚30 cm，空箱结构顶面预埋移动防洪墙的埋件，在汛期防洪期间安装上移动防洪墙，墙高1.60 m。基础处理及防汛道路的设置等同A 型轻型空箱型式。B 型轻型空箱+组合式移动防洪墙型式如图2 所示。

图2 B 型轻型空箱+组合式移动防洪墙型式

2.3 C 型立墙结构型式

堤防结构型式采用C30 钢筋砼立墙结构，墙顶高程为10.40 m，满足20 年一遇洪水标准。在防洪墙外侧和墙顶设置景观绿化，以减少圬工结构的硬度。

基础处理及防汛道路的设置等同A 型轻型空箱型式。C 型立墙结构型式如图3 所示。

图3 C 型立墙结构型式

2.4 D 型复合式土石堤型式

复合式土石堤型堤身采用土堤结构，堤顶净宽5.00 m，堤顶高程为10.40 m，堤顶路面为C30 砼结构。河道侧上级边坡坡比1∶3，采用C25 砼梁格+植草护坡，坡脚5.0 m 高程处设3.0 m 宽平台，铺透水砖步行道，平台临水侧设置浆砌块石重力式挡墙。基础采用灌注桩加固处理，外侧设预制桩+干砌块石防冲护底。

背水坡采用三维土工网植草护坡，坡度为1∶2.5。坡脚设C30 砼大方脚。D 型复合式土石堤型式如图4所示。

2.5 各方案比较

对上述4 种堤防加高断面结构型式进行技术经济比选，具体如表1 所示。

通过对上述4 个方案的优缺点进行比较得出，虽然A 型轻型空箱型式在投资造价上价格较高，但在施工速度、政策处理、自身稳定、后期运行维护等方面均具有一定的优势，因此推荐采用A 型轻型空箱型式设计。

3 结束语

堤防加高断面结构型式的选择，直接影响防洪安全、工程造价、施工难度、后期运维等，选择合适的断面结构型式能够使工程发挥最大的功能效益。本工程目前已经完工且已取得较好的效果，可为后续软土堤基上的堤防加高工程提供思路和参考。