堆土超載引起的河道邊坡失穩分析與治理

尹曉明

（上海勘測設計研究院有限公司，上海200335）

1 概述

某河道位于上海市青浦區朱家角鎮，根據河道沿線地形、地貌分布，結合相關規劃，河道按照規劃規模整治，設計底高程0.00 m，底寬14.4～45.1 m，邊坡1.0∶2.5。河道斷面設計為斜坡式復式斷面，設計堤頂高程為4.30 m，河道護岸等級為3 級水工建筑物，堤頂設計荷載運行期為5 kN/m2，施工期為10 kN/m2，設計典型斷面如圖1所示。

工程實施過程中，河道西岸沿河200 m 堆土造假山段出現滑坡，滑坡岸段長度約50 m 為整體滑坡，涌土超過河道中心線，涌土高度約2 m，堤身變形較大，已經超出了規范允許的范圍。

根據測量成果，堆土造假山土方量總計約69 130 m3，堆土范圍侵占到河道陸域控制線以內5～8 m，堆土高度最高處高程約10.2 m，堆土已滑坡測量斷面如圖2 所示。

圖1 河道設計典型斷面圖

圖2 堆土測量斷面圖（已滑斷面）

2 岸坡滑動分析

堆土后，邊界條件發生變化，涉及河道沿線范圍約200 m，堆土最大高程為10.2 m，荷載過大，遠超過設計荷載，造成岸坡不穩，局部出現滑坡，未滑坡岸段也存在滑坡的風險。選取已滑坡岸段和未滑坡岸段的典型斷面進行穩定復核，河道中的泥面按照設計斷面計算，堤頂陸域控制范圍內按卸載至4.30 m 高程計算，計算工況分為施工期和運行期。

根據GB50286-2013《堤防工程設計規范》的規定，該段堤防的抗滑穩定性分析采用瑞典圓弧法[1]，應用《理正巖土6.5PB4》進行計算。滑坡段土層參數考慮滑坡破壞影響，土層靈敏度St 按2.0取值[2，3]，具體指標見表1，計算結果如表2 所示。

表1 土層地質指標

表2 整體穩定復核計算結果匯總表

根據計算結果，要求將土方卸載至河道路與控制范圍線位置后，河道邊坡整體穩定不滿足規范要求，已滑坡岸段的抗滑穩定安全系數遠小于規范要求值，存在較大安全風險，需要采取針對性處理措施。

由于堆土最大高程為10.2 m，沿河分布，且堆土位置處未做任何地基處理，堆載過大是造成河道整體滑坡的主要原因。為保證河道安全穩定，根據復核計算成果及現場實際情況，分別對已滑動岸段和未滑動岸段進行針對性處理

3 加固處理方案

加固處理原則為確保河道在施工期、運行期的安全穩定；處理后不影響河道的日常維護與管理；節約投資，易于實施。建議處理方案：

3.1 鄰滑動岸段處理方案

根據實際測量成果和穩定復核計算成果，并考慮處理方案經濟性，未滑坡岸段主要采用卸載方案。具體為：將陸域控制范圍以外5 m 范圍內的土方卸載，5 m 范圍以外的堆土坡度按不陡于1∶3 控制，卸載后的堤頂高程為4.3 m。典型斷面圖如圖3所示，卸載后整體穩定復核計算結果見表2。

圖3 鄰滑動岸段處理方案典型斷面圖

表2 鄰滑動岸段（斷面3）處理方案整體穩定復核計算結果

3.2 已滑動岸段處理方案

同未滑動岸段處理方案——卸載方案，其中局部高程可高于4.3 m，卸載后整體穩定計算結果見表3。

表3 已滑動岸段（斷面1）處理方案整體穩定復核計算結果

根據表3 可知，卸載后滑坡段整體穩定仍不滿足規范要求，在滑坡治理工程中，抗滑樁作為一種支擋抗滑結構物而廣泛應用于滑坡及邊坡的穩定性治理中[4]，不滿足部分的荷載考慮采用抗滑樁來承擔。

根據類似河道工程設計經驗，受征地、場地、交通等影響，一般采用木樁阻滑樁、水泥攪拌樁、預制方樁或鉆孔灌注樁提高河道邊坡穩定性[5，6]。鑒于木樁耐久性差、水泥攪拌樁樁身抗剪強度低、預制樁施工產生會較大震動影響，推薦采用灌注樁進行加固。根據計算結果單米斷面還需85 kN 的剪力由灌注樁承擔，設計采用灌注樁直徑600 mm，樁長12 m，雙排矩形布置，縱橫向間距3.0 m，樁頂通過800 mm×500 mm 的導梁連接為一體。典型斷面圖如圖4 所示。

圖4 已滑動岸段處理方案典型斷面圖

4 結論

河道整治工程中施工擾動、水位降落、棄土堆土等對邊坡穩定不利，該工程岸坡出現滑移的主要原因是岸邊堆載遠超設計荷載。因此，河道開挖或疏浚工程中，為保證基坑邊坡穩定，嚴禁在設計預計的滑裂面范圍內堆載。該工程岸坡滑移岸段采用卸荷和鉆孔灌注樁抗滑相結合的工程措施，有效控制了邊坡的進一步滑動，保障了邊坡的安全，可為類似河道邊坡抗滑設計提供參考。