浅谈滨海傍河路堤灾病害处治技术

缪克棋，徐盛帅

(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)



浅谈滨海傍河路堤灾病害处治技术

缪克棋1，徐盛帅2

(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)

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。

滨海软土地区；路堤灾病害；路基处理；稳定性分析

随着浙江省经济的发展以及海洋强省战略的实施，浙江省港口城市得到了快速的发展，各城市间联系更加紧密，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基失稳，产生滑移变形(图1)。在傍河公路工程设计中，我们需要考虑傍河路堤临空面的滑移稳定性，选线上要尽量满足“不占河，不近河，慎改河”的原则；同时，需要注意临河一侧路堤的安全襟边宽度，为傍河路堤坡脚留出足够的平台，以满足冲刷防护和稳定加固要求，并有利于水土保持。

图1　傍河路堤滑移现象

1.2路堤易受冲刷

滨海区域江河流域河口，枯水时淤积，洪峰时冲刷的特点较为明显，在洪峰期，水流的动力冲刷和侵蚀作用往往会不断地掏蚀路堤坡脚，产生严重的安全隐患(图2)。因此，傍河路堤的冲刷防护是影响路堤安全的关键因素之一，傍河路堤应考虑足够安全衣襟，并进行有效的冲刷防护，如挡墙、护面、抛石、打桩等措施都十分必要。

图2　河水对路堤冲刷侵蚀现象

1.3路基不均匀沉降

滨海河流区域地质条件复杂，路堤影响范围内地基承载力存在较大差异，路堤堆载易引起路堤的差异沉降变形，同时，在公路拓宽工程中，因拓宽路堤加载而产生的附加应力，不仅易引起拓宽范围内路基的快速沉降，而且也给老路带来新的沉降，两者的沉降差可能导致新路堤建成后纵向开裂。

2　滨海傍河路堤灾病害处治技术

2.1桩式路堤法

在软土地区地基加固中复合地基处理方法是较为常见的地基处理技术，其常用的竖向加固体有碎石桩、挤密沙桩、石灰桩、深层搅拌桩、预制管桩、大

直径薄壁筒桩及其他(复合)桩型等。桩式路堤法主要是指采用刚性桩的复合地基法，即在软土地基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[1]。

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

抛石反压防护(图3)一般适用于滨海较为开阔且地势相对平缓的路堤临河路段。由于滨海地区地基软土较深厚，沿线河流水位较高，且有一定的冲刷深度，汛期时地基土有被冲淤掏空的风险，为确保路堤填筑施工安全，可采用抛填块石反压护坡方案。水位以下抛填块石粒径一般不小于200 mm，待围堰超出施工水位一定高度后，应采用重型夯压至堰顶沉陷相对稳定。对于路堤施工作业区内，则应先疏干地表水，后填埋素土或黏土至地表标高，并铺设300～500 mm碎石或砂砾垫层整平，再按设计方案进行地基处理，如塑料排水板降水、预制管桩等，从而实现滨海傍河路堤堆载及防护[2]。

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的路堤防护，该方案在路堤外侧抛石重型夯压，其目的是防止潮水或洪水经常地季节性灌入路堤，并通过抛石反压提高路堤的抗滑力，从而降低发生路堤沉陷及滑移等病害的风险。

2.3轻质路堤法

泡沫混凝土工程特点如下：1)强度可调节性，通过调整水泥的种类、掺量和气泡含有率，其强度可根据实际施工要求一般在0.5～1.5 MPa范围内调节；2)轻质性，一般施工容重采用5～8 kN/m3；3)高流动性，可通过管道泵送，最大水平输送距离达500 m(加中继泵可输送更远)，最大垂直泵送高度可达30 m；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10-4～10-6cm/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[3-4]。

图4　泡沫混凝土轻质傍河路堤

2.4生态岸坡技术

传统的傍河路堤防护设计，主要强调护坡工程的耐久性，一般采取刚性护岸的结构形式的工程防护，侧重于支护结构设计，在保持路堤的稳定性、防止水土流失等方面起到了一定的作用，但较少考虑护岸与周边生态环境及人文环境的统一，带来了严重的生态危机。随着人们环保意识的增强，采用生态护岸措施成为必然之举。

生态护岸采用自然材料，形成一种“可渗透性”的界面，起到滞洪补枯、调节水位的作用。主要形式有：单纯植被防护，植被与改土措施相结合的防护，植被与工程措施相结合的防护。

在滨海傍河道路工程中，应尽量减少对沿河自然环境的破坏，以形成自然原型的生态防护带；然而，当不可避免地造成破坏时也应尽快恢复植被。对于稳定性较差的坡岸、冲蚀较严重的地段，单纯种植植被达不到生态防护效果，因此需要结合工程措施，形成人工生态护岸。办法是可以采用天然石材、木材等护底，以增强堤岸抗洪能力或在坡脚采用石笼、木桩、浆砌石块护底，其上筑一定坡度的土堤，斜坡种植植被，实行乔灌草相结合固堤护岸(图5)。

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，K12+926～K13+030、K13+111～K13+154、K13+583～K13+666.5和K18+330～K18+468为傍河路段，需要改河处理，整体式路基宽24.5 m，傍河段路堤填高3 m。在路基堆载填筑的过程中，沿线改河路段出现滑坡，新建改河挡墙开裂等问题。

3.2原因分析及支护方案

经过现场踏勘分析，改河路堤滑移失稳的主要原因是路堤堆载和改河开挖支护的施工组织顺序不对，现场施工时改河开挖在路堤填筑之后，改河开挖过程中坡脚卸载，且坡脚至河道边净距小于安全净距要求，路堤抗滑承载力下降，致使路基开裂、滑移。

滨海傍河路堤灾病害处治方法很多，应合理选用路基处治加固及路堤填筑方案。总的来说，要根据上部结构要求、工程地质条件、施工条件、施工工期、环保要求以及工程造价等因素综合考虑，做到技术先进、经济合理、安全实用、满足工期要求并确保质量。各方案技术经济比较见表1。

根据上述原因分析及方案的技术经济比较，支护处理方案采用：采用局部卸载+管桩加固的处理方案(图6)，首先对已填筑的路堤路肩至坡脚部位进行卸载，然后在土路肩外侧至坡脚范围打设管桩，其后进行改河开挖施工并设置挡土墙加固，最后再填筑路堤。

表1　各方案技术经济比较

图6　傍河路堤滑移处治方案

3.3稳定性分析

根据边坡的坡高、地层结构特征及坡脚管桩加固，通过工程类比分析与极限平衡分析相结合，选择典型横断面结合BISHOP法对边坡的稳定性进行定量分析，分析软件主要采用GEOSLOPE软件。地质资料岩土力学参数由地质报告(表2)结合塑料排水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

根据计算结果分析及现场施工情况反馈，在预应力管桩加固处理前，路堤稳定性较差，路堤稳定性安全系数接近1.0，仅为1.027(图7)，施工过程中出现了路堤开裂滑移、挡墙倾覆和河床隆起现象，而预应力管桩加固后，改渠段路基稳定性良好，路堤稳定性安全储备较大，安全系数为1.318(图8)。

图7　管桩加固前路堤稳定性计算结果(K0=1.027)

图8　管桩加固后路堤稳定性分析计算(K0=1.318)

4　结　语

1)滨海地区软土层深厚，路基稳定性较差，易滑移，因此选线时需尽量避开河流等地质不利因素，当无法避开河道时，需合理控制安全襟边和有效填筑高度。

2)滨海路堤的冲刷防护较为重要，抛石反压防护应置于地基处理范围之外，其埋设深度应尽可能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。

[1]胡尊涛，翁玉峰，刘俊奇.预应力管桩在软基处理中的应用[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[J].公路,2011(8):144-147.

[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案研究及实践[J].浙江建筑,2014,31(5):36-41.

[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拓宽工程的应用[J].城市道桥与防洪,2010(10):144-147.

Brief Discussion on Disposal Technology of the Dam Disasterof the River Road near the Board on the Sea

MIAO Keqi1, XU Shengshuai2

1008-3707(2016)01-0018-05

2015-10-16

缪克棋(1976—)，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。

U416.1+2

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