浅谈滨海傍河路堤灾病害处治技术.pdf

浙江建筑，第33卷，第1期，2016年1月ZhejiangConstruction，Vo1．33，No．1，Jan．2016浅谈滨海傍河路堤灾病害处治技术BriefDiscussiononDisposalTechnologyoftheDamDisasteroftheRiverRoadneartheBoardontheSea缪克棋，徐盛帅MIAOKeqi，XUShengshuai(1．路港集团有限公司，浙江温州325000；2．浙江浙峰工程咨询有限公司，浙江杭州310003)摘要：滨海傍河路堤工程具有易滑移、受冲刷、不均匀沉降等特点，在此对浙江滨海公路路侧改河工程的岸坡支护方案进行总结与分析，并通过geo—slope软件对傍河软土路堤进行稳定性分析，进而提出了合理的技术方案，以供今后类似滨海傍河路堤灾病害处治借鉴。关键词：滨海软土地区；路堤灾病害；路基处理；稳定性分析中图分类号：U416．12文献标志码：B文章编号：1008—3707(2016)O1—0018—05随着浙江省经济的发展以及海洋强省战略的实为傍河路堤坡脚留出足够的平台，以满足冲刷防护施，浙江省港口城市得到了快速的发展，各城市间联和稳定加固要求，并有利于水土保持。系更加紧密，因此发展临港基础配套设施尤其是滨海傍河公路的建设、改建及拓宽显得尤为迫切。本文对滨海傍河公路工程的路堤病害、支护方案及稳定性进行总结与分析，以供相关单位借鉴和参考。1滨海傍河路堤工程特点及病害公路路堤工程特点及病害与其所处地区的地形地貌及水文地质条件密切相关，滨海软土地区傍河路堤工程因其特殊的工程环境，其工程特点及常见病害主要有以下几个方面：1．1路堤易滑移失稳滨海傍河公路受沿线河道洪水水位控制，路堤图1傍河路堤滑移现象填筑高度一般较高，并且滨海地区地基土软弱、水位随季节不断变化，因此路堤填筑加载经常会引起路1．2路堤易受冲刷基失稳，产生滑移变形(图1)。在傍河公路工程设滨海区域江河流域河口，枯水时淤积，洪峰时冲计中，我们需要考虑傍河路堤临空面的滑移稳定性，刷的特点较为明显，在洪峰期，水流的动力冲刷和侵选线上要尽量满足“不占河，不近河，慎改河”的原蚀作用往往会不断地掏蚀路堤坡脚，产生严重的安则；同时，需要注意临河一侧路堤的安全襟边宽度，全隐患(图2)。因此，傍河路堤的冲刷防护是影响收稿日期：2015—10—16作者简介：缪克棋(1976一)，男，浙江温州人，高级工程师，从事公路工程施工技术研究工作。 第1期缪克棋等：浅谈滨海傍河路堤灾病害处治技术19路堤安全的关键因素之一，傍河路堤应考虑足够安直径薄壁筒桩及其他(复合)桩型等。桩式路堤法全衣襟，并进行有效的冲刷防护，如挡墙、护面、抛主要是指采用刚性桩的复合地基法，即在软土地基石、打桩等措施都十分必要。中按一定间距打设刚性桩，在桩顶端设置相应尺寸的桩帽，并在桩帽顶面铺设土工合成材料加筋垫层，然后填筑形成的桩承式加筋路堤。其在提高软基承载力、减少总沉降量方面有着较好的处理效果。桩型的选择取决于土质条件(如需要考虑桩体施工是否会引起路基土液化)，在傍河软土路堤加固中，预应力管桩的运用较为常见。预应力管桩具有以下特点：工厂化规模生产，桩体质量可靠，桩身耐打性好，穿透能力强；单桩承载力高，单位承载力价格便宜，耐久性好；设计选用范围广，易布桩，对桩端持力层起伏变化大的地质条件图2河水对路堤冲刷侵蚀现象和不同沉桩工艺适应性强；施工速度快、工期短。2．2抛石反压防护1．3路基不均匀沉降抛石反压防护(图3)一般适用于滨海较为开阔滨海河流区域地质条件复杂，路堤影响范围内且地势相对平缓的路堤临河路段。由于滨海地区地地基承载力存在较大差异，路堤堆载易引起路堤的基软土较深厚，沿线河流水位较高，且有一定的冲刷差异沉降变形，同时，在公路拓宽工程中，因拓宽路深度，汛期时地基土有被冲淤掏空的风险，为确保路堤加载而产生的附加应力，不仅易引起拓宽范围内堤填筑施工安全，可采用抛填块石反压护坡方案。路基的快速沉降，而且也给老路带来新的沉降，两者水位以下抛填块石粒径一般不小于200mm，待围堰的沉降差可能导致新路堤建成后纵向开裂。超出施工水位一定高度后，应采用重型夯压至堰顶2滨海傍河路堤灾病害处治技术沉陷相对稳定。对于路堤施工作业区内，则应先疏2．1桩式路堤法干地表水，后填埋素土或黏土至地表标高，并铺设在软土地区地基加固中复合地基处理方法是较300—500mm碎石或砂砾垫层整平，再按设计方案为常见的地基处理技术，其常用的竖向加固体有碎进行地基处理，如塑料排水板降水、预制管桩等，从石桩、挤密沙桩、石灰桩、深层搅拌桩、预制管桩、大而实现滨海傍河路堤堆载及防护。图3傍河抛石防护图3所示方案应用于温州乐清湾港区疏港公路过抛石反压提高路堤的抗滑力，从而降低发生路堤的路堤防护，该方案在路堤外侧抛石重型夯压，其目沉陷及滑移等病害的风险。的是防止潮水或洪水经常地季节性灌人路堤，并通 浙江建筑2016年第33卷2．3轻质路堤法而，当不可避免地造成破坏时也应尽快恢复植被。泡沫混凝土工程特点如下：1)强度可调节性，对于稳定性较差的坡岸、冲蚀较严重的地段，单纯种通过调整水泥的种类、掺量和气泡含有率，其强度可植植被达不到生态防护效果，因此需要结合工程措根据实际施工要求一般在0．5—1．5NPa范围内调施，形成人工生态护岸。办法是可以采用天然石材、节；2)轻质性，一般施工容重采用5—8kN／m；3)高木材等护底，以增强堤岸抗洪能力或在坡脚采用石流动性，可通过管道泵送，最大水平输送距离达笼、木桩、浆砌石块护底，其上筑一定坡度的土堤，斜500m(加中继泵可输送更远)，最大垂直泵送高度坡种植植被，实行乔灌草相结合固堤护岸(图5)。可达30m；4)易施工性，泡沫混凝土制备机械施工占地小，较打桩机轻便，且制作点和浇注点分离，无须机械碾压及振捣；5)低渗透性(渗透系数10一～10一em／s)，固化后具自立性、耐久性及强抗油污性，并具有良好的环保性。根据泡沫混凝土的工程特性，将其应用于滨海软土地区的道路工程施工，不仅能降低路基荷载，提高路堤稳定性，减少路堤放坡范围，还能减少桥头高填方路堤沉降，减少桥头跳车病害。同时，在傍河路堤拓宽工程中，也能在保持交通畅通且不挤占河道的情况下完成道路拓宽施工，但在应用过程中须注意其配合比控制，并注意其抗浮安全。图5拓宽后生态护坡效果3滨海傍河路堤灾病害处治典型案例3．1项目概况浙江三门县某一级公路，KI2+926～K13+030、K13+111一K13+154、K13+583～K13+666．5和K18十330～K18+468为傍河路段，需要改河处图4泡沫混凝土轻质傍河路堤理，整体式路基宽24．5m，傍河段路堤填高3m。在2．4生态岸坡技术路基堆载填筑的过程中，沿线改河路段出现滑坡，新传统的傍河路堤防护设计，主要强调护坡工程建改河挡墙开裂等问题。的耐久性，一般采取刚性护岸的结构形式的工程防3．2原因分析及支护方案护，侧重于支护结构设计，在保持路堤的稳定性、防经过现场踏勘分析，改河路堤滑移失稳的主要止水土流失等方面起到了一定的作用，但较少考虑原因是路堤堆载和改河开挖支护的施工组织顺序不护岸与周边生态环境及人文环境的统一，带来了严对，现场施工时改河开挖在路堤填筑之后，改河开挖重的生态危机。随着人们环保意识的增强，采用生过程中坡脚卸载，且坡脚至河道边净距小于安全净态护岸措施成为必然之举。距要求，路堤抗滑承载力下降，致使路基开裂、滑移。生态护岸采用自然材料，形成一种“可渗透性”滨海傍河路堤灾病害处治方法很多，应合理选的界面，起到滞洪补枯、调节水位的作用。主要形式用路基处治加固及路堤填筑方案。总的来说，要根有：单纯植被防护，植被与改土措施相结合的防护，据上部结构要求、工程地质条件、施工条件、施工工植被与工程措施相结合的防护。期、环保要求以及工程造价等因素综合考虑，做到技在滨海傍河道路工程中，应尽量减少对沿河自术先进、经济合理、安全实用、满足工期要求并确保然环境的破坏，以形成自然原型的生态防护带；然质量。各方案技术经济比较见表1。 第1期缪克棋等：浅谈滨海傍河路堤灾病害处治技术2l根据上述原因分析及方案的技术经济比较，支进行卸载，然后在土路肩外侧至坡脚范围打设管桩，护处理方案采用：采用局部卸载+管桩加固的处理其后进行改河开挖施工并设置挡土墙加固，最后再方案(图6)，首先对已填筑的路堤路肩至坡脚部位填筑路堤。表1各方案技术经济比较圈6傍河路堤滑移处治方案3．3稳定性分析根据计算结果分析及现场施工情况反馈，在预根据边坡的坡高、地层结构特征及坡脚管桩加应力管桩加固处理前，路堤稳定性较差，路堤稳定性固，通过工程类比分析与极限平衡分析相结合，选择安全系数接近1．0，仅为1．027(图7)，施工过程中典型横断面结合BISHOP法对边坡的稳定性进行定出现了路堤开裂滑移、挡墙倾覆和河床隆起现象，而量分析，分析软件主要采用GEOSLOPE软件。地质预应力管桩加固后，改渠段路基稳定性良好，路堤稳资料岩土力学参数由地质报告(表2)结合塑料排水定性安全储备较大，安全系数为1．318(图8)。板处理后地基固结经验系数取得。表2岩土力学参数经验值列表图7管桩加固前路堤稳定性计算结果(／q=1．027) 22浙江建筑2016年第33卷在冲淤有效影响范围之下。3)对于滨海傍河改河型路堤，应编制针对性的施工组织方案，合理控制施工作业顺序，原则上宜河道开挖先行，然后在防护工程的基础上进行路堤堆载，并应严格控制堆载速度。4)傍河软土路堤稳定性分析表明：在软土地区通过预应力管桩加固傍河路堤具有十分显著的效果，并通过监测表明，加固后路基抗变形能力显著提高。参考文献图8管桩加固后路堤稳定性分析计算(=1．318)[1]胡尊涛，翁玉峰，刘俊奇．预应力管桩在软基处理中的应用4结语[J]．中外公路，2012，32(9)：42—43．[2]朱益军，毛斌，杨少华，等．傍河软土高路堤工程病害及对策1)滨海地区软土层深厚，路基稳定性较差，易滑[J]．公路，2011(8)：144—147．移，因此选线时需尽量避开河流等地质不利因素，当无[3]张靖，朱益军，荆伟伟．滨海深厚软土区傍河路堤拓建技术方法避开河道时，需合理控制安全襟边和有效填筑高度。案研究及实践[J]．浙江建筑，2014，31(5)：36—41．2)滨海路堤的冲刷防护较为重要，抛石反压防[4]于航波，吕锡岭，姜天鹤，等．泡沫混凝土在软基地区高速公路护应置于地基处理范围之外，其埋设深度应尽可能拓宽工程的应用[J]．城市道桥与防洪，2010(10)：144—147．(上接第l7页)表4桁架杆件弯矩次应力影响对比析中未考虑中间节与两端节连接节点两侧腹杆未交于一点，可能是引起弯矩误差的主要原因；3)据P—u对比曲线分析，试验桁架的跨中挠度值最大超过桁架跨中挠度理论值42％，超过刚架跨中挠度理论值35％，差异较大。这与试验桁架支80座安装的紧密程度、试件的制作精度、焊接残余应力70及应力集中等因素有关。实际桁架制作时宜起拱10mm，以确保桁架挠度不会超过跨度的1／1000。605O3结语耄4o根据试验研究和有限元分析，可得以下结论：301)本文所设计模板支撑桁架承载力满足施工荷载的要求，可用于钢框架结构浇筑混凝土楼板。202)理论分析中未考虑钢材的初始力学和几何10缺陷等因素，且简化节点计算，从而导致理论值与试O0123456789l0验值存在一定差异。两者对比分析表明，支撑桁架v／mm计算按节点铰接是可行的。图6支撑桁架试验及理论跨中挠度值曲线3)支撑桁架可通过制作起拱将最大挠度控制分析表3、表4和图6可知：在跨度的1／1000以内。1)桁架杆件应力试验值与有限元刚架模型理4)由于节点焊接的刚性及桁架中间节与两端论值更为接近，而有限元桁架模型理论值均大于试节连接节点两侧腹杆未交于一点，支撑桁架杆件中验值，即杆件应力分析中，以节点铰接简化计算桁架存在弯矩次应力，但数值不大。承载力偏保守；参考文献2)杆件弯矩次应力的试验值及理论值均较小，[1]沈阳建筑大学．JGJ162-2008建筑施工模板安全技术规范表明在支撑桁架中，杆件主要承受轴力作用，理论分[s]．北京：中国建筑工业出版社，2008．