框架堤在鰲江標準堤中的應用及影響

摘 要：平陽縣鰲江標準堤（鎮區段）加固工程是鰲江防洪、防潮的重要項目，本工程在安全評估結論中定性為“三類塘”，因而，本工程的加固是十分必要、十分迫切的。本文介紹了框架堤在本工程中的應用及對鰲江行洪的影響，設計成果既能滿足防洪、擋潮、防滲等水利基本功能要求，又能與沿線景觀綠化、市政道路、碼頭、人民群眾休閑休憩場所有機結合，為今后海塘加固改造設計提供了借鑒和參考。

關鍵詞：框架堤；鉆孔灌注樁；海塘

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.12.083

1 工程概況

鰲江鎮，溫州市五大鎮之一，浙江省27個中心鎮小城市培育試點之一，浙江省唯一具備“水，公，鐵”交通網的鄉鎮，溫州南部交通樞紐之一，平陽縣經濟中心、交通中心。

平陽縣鰲江標準堤（鎮區段）加固工程是鰲江防洪、防潮的重要項目，鎮區段標準堤在現有堤防外側緊貼堤防新建框架堤2425m、現有框架堤加高854m、土石堤加高405m。

根據本工程的規模和防護對象，考慮到平陽縣屬于沿海經濟發達地區，根據《海堤工程設計規范》（SL435-2008），并按現行國家標準《防洪標準》（GB50201-2014）、《堤防工程設計規范》（GB50286-2013）等標準及規范，確定本工程等別為Ⅲ等，主要建筑物標準堤3級，相應防潮標準為五十年一遇。

2 工程地質條件

本次勘察所揭露地層，除了雜填土、堤身填土外，主要為第四系海相沉積軟土層。根據野外鉆探、室內土工試驗成果，將鉆探深度范圍內場地土劃分為6 層（含透鏡體），現將其自上而下分述如下：

第①層：雜填土，灰黃色，松散，主要由粘性土、碎石、礫石、砂粒及少量建筑垃圾組成。

第②層：碎石土（堤身填土），褐黃色，稍密，主要由碎石、粉粘粒、砂粒、礫石等組成。

第③層：粘土（堤身填土），灰黃色，可塑～軟塑，濕，高壓縮性。夾少量粉細砂。

第④層：含粉砂淤泥，灰、青灰色，流塑，飽和，高壓縮性。粉、細砂含量分布不均勻，夾少量貝殼碎屑和黑色腐殖質。

T：粉砂混淤泥，夾層，灰色，稍密，搖振反應快，夾少量貝殼碎屑。

第⑤層：淤泥，青灰色，流塑，飽和，高壓縮性，夾少量貝殼碎屑和黑色腐殖質，夾少量粉、細砂極薄層。

第⑥層：淤泥質粘土，未鉆穿，灰色，流塑，飽和，高壓縮性，高韌性，夾少量貝殼碎屑和黑色腐殖質，局部夾少量粉、細砂。

說明：（1）[……]值為參考相關規范，結合地區經驗提出的參考值；

（2）第②層、第④層提供變形模量參考值。

3 外移框架堤總體設計

3.1 外移框架堤地基處理方案比選

外移框架堤結構設計主要考慮減少堤身斷面和增強景觀性，地基處理考慮采用樁基法進行地基處理。

本次設計就樁基處理法而言，對鉆孔灌注樁、預制樁和PHC樁三方案進行技術經濟比較。不同類型的樁由于截面、配筋或成樁工藝及構造不同，自身剛度、彈性模量往往不同，樁基規范也明確提出同一結構單元下避免同時設置不同類型的樁基，如同一基礎下既設灌注樁又設預制樁，因此本次設計不考慮不同類型樁基聯合使用的處理方案。各方案優缺點比較見表2。

本工程外移框架堤沿線軟土地基土層深度一般為40～50m，較深厚，若采用預制樁和PHC樁需接樁，施工難度較大，施工噪音大且造價較高，因此，外移框架堤樁基礎推薦采用砼鉆孔灌注樁方案。

3.2 外移框架堤設計

（1）框架堤尺寸擬定?？蚣艿虇卧侄伍L度16m，堤面總寬8.50m

，堤頂高程5.76m，堤身布置2排C25直徑80cm鉆孔灌注樁，前后排各4根樁，前后排樁距4m，前排每2根樁在高程1.70m形成承臺，承臺平面尺寸3.6×1.2×1.2m（長×寬×高），以增加承臺節點的慣矩及剛度。承臺中心線距離為10m，以減小堤頂梁兩端懸臂的長度。在高程1.70m及堤頂布置縱橫梁格。具體框架堤設計方案如下：圖1 外移框架堤橫斷面圖；圖2 框架堤外立面圖。

（2）框架堤荷載及工況。①新建框架堤建于現有堤防的外江側，兩者在結構上脫離，相互不傳遞水平力或豎向力。②本框架堤屬輕型框架結構，水平荷載為堤前波浪對每結構段的8根樁的力，經計算，該力很小，可忽略不計。豎向荷載由堤頂人行荷載及結構自重組成。人行活荷載為6KN/m2。

（3）框架堤結構計算原則。本框架堤是支承在鉆孔灌注樁基礎上的框架結構，樁基地層土屬淤泥及淤泥質土，河床面基土高程1.0m，持力層埋深大，樁屬摩擦樁，樁主要承受豎向力。樁上部的鋼筋砼結構為超靜定結構，可按結構力學計算。

（4）樁基豎向承載力驗算。樁基設計根據《建筑樁基技術規范》（JGJ94-2008），單樁豎向極限承載力標準值計算公式如下：

4 框架堤樁基對鰲江行洪的影響

4.1 框架堤阻水面積與過流斷面比例

在設計潮位情況下，過流斷面積約2500m2，阻水面積為1.44m2，

因而，阻水面積百分比為0.6%。滿足《浙江省涉河碼頭水利許可技術規定》阻水面積百分比不宜大于4%的規定。

4.2 最大雍水高度計算

根據《浙江省涉河碼頭水利許可技術規定》第4.2條，樁柱引起的最大雍水高度不得超過8cm。按附錄A 碼頭雍水計算公式。

根據《鰲江流域綜合規劃報告2011-2030年》20年一遇洪峰流量4767m3/s過流面積2500m2，流速1.91m/s，計算得局部水位雍高值1cm。滿足小于8cm的要求。

4.3 框架堤樁基對鰲江行洪的影響的結論

經計算復核，阻水面積百分比小于4%，水位雍高小于8cm，框架堤樁基對鰲江行洪的影響很小，滿足《浙江省涉河碼頭水利許可技術規定》的要求。

5 結束語

本次對海塘的進一步加固、提標改造是我省眾多老海塘加固改造的一個縮影。傳統的土石結構海塘在保護人民生命和財產安全取得成績的同時，在長期運行和加固改造過程中逐步暴露出諸多不足。本工程采用框架堤結構很好的解決了，土石堤自身工后沉降偏大或難以控制，易造成堤頂高程逐年降低、堤身結構開裂破損的問題。本次設計突破傳統和常規，在滿足防洪（潮）等水利基本功能的前提下，與景觀、道路、商業配套等完美結合。

參考文獻：

[1]SL435-2008，海堤工程設計規范[S].

[2]GB50286-2013，堤防工程設計規范[S].

[3]GB50007-2011，建筑地基基礎設計規范[S].

[4]JGJ94-2008，建筑樁基技術規范[S].

作者簡介：潘根孝（1986-），男，水利工程設計師。