城區河道岸坡加固方案優化設計

甄樹鋒，郝 曄，郝紅漫

（山東黃河工程集團有限公司，山東 濟南 250000）

在水利、公路、鐵路等行業的邊坡工程施工中，若存在軟弱土層，極易發生側滑失穩破壞。為防止此類災害的發生及滿足現代工程建設安全的需要，邊坡穩定分析和加固方法研究已成為工程建設中不可回避的課題。特別是在城區河道邊坡改造工程中，由于其內多埋設有若干管線，因此在其改造方案設計過程中不僅需要滿足本工程的安全需要，同時應滿足其他構造物的布設需求。本文針對濟南市小清河河道改造工程，對其部分典型斷面的邊坡穩定及改造方案進行了論證分析，對類似工程的設計工作具有一定的借鑒意義。

1 工程概況

小清河是山東省泄洪、排澇、通航、灌溉、排污等綜合性大型人工河道，同時也是濟南市主城區唯一排水入口。近年來由于工業和生活廢水的大量排入，其生態環境遭到嚴重破壞。為改善現狀，對其進行了綜合治理。在設計過程中，經勘探發現部分河段岸坡處分布有厚度不等的軟土層，該層抗剪強度指標低、安全系數低，需加固處理；且該地段的一定距離范圍內（水平距離一般為6~13 m）有污水管道（圬工管），一旦岸坡出現較大的滑移量，極易遭到破壞。

2 穩定性分析

考慮到岸坡上部構筑物及圬工管的重要性，采用理正軟件中的瑞典條分法對其典型斷面進行了計算分析，以確定岸坡的安全系數和最危險滑裂面與污水管道的相對位置（見表1）。

表1中計算參數分別為平均值和最小值。按照抗剪強度的平均值和最小值計算時，其安全系數均不能滿足要求，且最危險滑裂面通過污水管道，若不進行加固處理，岸堤及污水管道的穩定性無法得到保障。

表1 典型斷面分析計算參數及結果

3 方案設計及對比

3.1 方案簡介

在計算分析的基礎上，根據污水管道距離岸坡擋土墻的距離、安全系數大小和地質條件的不同提出了分段治理的技術思路。根據岸坡加固所需不平衡力大小進行了方案設計。

1）方案一：鋼管樁+錨桿聯合加固。在設計擋土墻墻趾處設置一排鋼管樁和斜向錨桿，并在其頂部設置一道聯系梁。鋼管樁間距1.0 m，鋼管深度9 m。錨桿水平間距1.5 m，錨桿與水平夾角30°，錨桿長度15 m。聯系梁為C20鋼筋混凝土，梁內鋼筋與錨桿、鋼管焊接在一起，鋼管內灌注C20混凝土（見圖1）。

2）方案二：鋼筋混凝土抗滑樁加固。鋼筋混凝土抗滑樁間距1.2 m，樁徑0.8 m，在其頂部設置C30鋼筋混凝土冠梁。對于土層較厚河段，樁長取15 m；對于基巖埋深較淺河段，保證樁身入巖（中風化）1.5 m即可（見圖 2）。

3）方案三：強夯置換碎石墩加固。由于表層為淤泥質軟土可采用強夯置換，利用夯擊能將碎石、礦渣等材料強力擠入地基，在地基中形成碎石墩，并與墩間土形成碎石墩復合地基，提高地基承載力、增加其抗滑穩定性。加固范圍為：自擋土墻底邊向河床1～3 m平臺內，梅花形布設；碎石墩的樁徑1.0 m，樁距2.0 m，樁深度8.0 m；樁頂設置1 m厚的碎石墊層。碎石墩材料采用20～50 cm的塊石，最大粒徑不宜大于80 cm（見圖3）。

3.2 方案對比

綜合考慮3種方案的加固效果、工程造價、施工難易程度以及對周圍建筑物的影響等方面因素，對比分析如表2示。由此可知：方案選擇時可結合工程特點，根據對比結果進行分段加固方案設計，如：對于需抗滑力大的重點加固區段可適當選取方案一和方案二；對于需抗滑力較小的遠離市區河段可選取方案三。

表2 方案簡要對比表

4 結語

對于分布有軟土層的城區河道岸坡，可使用瑞典條分法對其進行穩定性分析，確定安全系數大小和最危險滑裂面位置；同時考慮邊坡內部構筑物與最危險滑裂面的相對位置，根據計算剩余推力大小對邊坡進行加固方案優化設計；然后綜合考慮設計方案的加固效果、工程造價、施工難易程度以及對周圍建筑物的影響等方面因素合理確定最優方案。