- 咨询热线
- 19933355533
1、工程概况
杜家山河位于句容市经济开发区，河道全长4.7公里，北至宁杭北路，南接黄金河，是穿越新城居住组团的城市内部河道，河道防洪标准20年一遇，堤防等级为4级。杜家山河河口宽度12～24m，河道周围用地以居住区为主，河道两侧绿地较窄，现状河道两岸多为土坡，边坡坡比较陡，坡脚受水流冲刷严重，已威胁到堤身及堤后建筑物的安全。
根据工程地质勘察报告，杜家山河勘探深度内共有七层地基土，自上而下分别为①层素填土（厚度：0.30～9.20m）、②层粉质黏土（厚度：0.60～7.00m）、③-1层粉质黏土（厚度：0.60～14.10m）、③-2层粉质黏土（厚度：0.50～7.50m）、③-3层含砾粉质黏土（厚度：0.40～2.70m）、④-1层强风化砂质泥岩（厚度：0.10～3.30m）、④-2层中风化砂质泥岩（最大揭露深度5.3m），根据杜家山河的断面深度，选用③-1层粉质黏土作为挡墙基础持力层，地基承载力fak=210kPa。
2、护岸方式对比
由于现有河道断面面积较小，无法满足20年一遇防洪标准，需对河道进行拓宽，而两侧可利用空间较小，无法采用自然放坡型式，故采用挡墙+放坡的复式断面型式。常用传统挡土墙型式主要有自嵌块挡墙、格宾石笼挡墙、钢筋混凝土挡墙、浆砌石挡墙及板桩式挡墙等，各挡墙优缺点主要如下表：
表2-1 各类挡墙优缺点
综上所述，从生态性、景观性、施工条件及工程投资等综合考虑，选用生态框挡墙护岸型式。
3、生态框挡墙护岸设计
生态框挡墙墙高1.5m，墙顶宽1m，由三层生态框组合而成，框内填 充碎石土，采用土工布反包。相邻生态框之间水平方向采用M20螺栓连 接，墙底设钢筋砼混凝土基础，宽1.5m，厚0.3m。墙顶与坡顶之间按1：3.5 坡比顺接，坡上景观绿化处理，为改善河道水质，墙底与河底之间设种 植水生植物平台，平台宽2m，河道典型断面设计。
3.1 抗滑稳定安全计算
工程等别为Ⅳ等，生态框挡墙等主要建筑物级别为四级。生态 框挡墙主要依靠钢筋砼生态框、框内填土及底板自重维持稳定性， 属于重力式挡土墙中的一种，故按重力式挡墙计算结构稳定性。单 个生态框尺寸为2.0×1.0×0.5m（长×宽×高），钢筋砼生态框及 底板重度取25kN/m3 ，填土重度取18 kN/m3 ，故生态框挡墙综合重度 取22.5kN/m3。
《水工挡土墙设计规范》中规定，4级挡土墙在各类荷载组合下沿基底面的抗滑稳定安全系数如下表：
表3-1 土质地基上挡土墙抗滑稳定安全系数允许值
具体计算公式如下：
式中：Kc—抗滑稳定安全系数；f—挡墙基底与地基土之间的摩擦系数，根据地勘报告可取0.25；∑H—作用在挡墙上全部平行于基底面的荷载（kN）。
3.2抗倾覆稳定安全计算
《水工挡土墙设计规范》（SL379-2007）中规定，4级挡土墙在各类荷载组合下的抗倾覆稳定安全系数（如下表）：
表3-2 土质地基上挡土墙抗倾覆稳定安全系数允许值
具体计算公式如下：
式中：K0—抗倾覆稳定安全系数；∑MV—对挡墙基底前趾的抗倾覆力矩（kN·m）；∑MH—对挡墙基底前趾的倾覆力矩（kN·m）。
选用河道最不利断面进行计算，各工况条件下抗滑、抗倾覆计算结果均能满足要求，但正常运行工况及地震工况条件下，抗滑安全系数仅稍稍大于允许值，为增加抗滑安全系数富裕度，在上下相邻两层生态框之间铺设双向土工格栅，土工格栅前面与M20螺栓连接，后面伸入填土至开挖面，形成加筋土，可有效提升挡墙抗滑安全安全系数。
4、施工过程中存在的问题
杜家山河整治工程中河道两侧驳岸采用了大量的生态框挡墙，在工程施工阶段，主要遇到了以下几项较为突出的问题：（1）生态框为预制框格产品，虽然相邻生态框之间有M20螺栓连接，但相邻两生态框之间仍有约6cm的空隙，尤其当生态框位于河道转弯段时，若转弯半径较小，相邻两生态框之间转角越大，空隙也就越大，墙后填土碾压过程中部分容易从缝隙中流出，且洪水期容易受水流冲刷影响，影响边坡稳定。（2）生态框尺寸为固定尺寸，单块生态框长2m，而杜家山河沿线跨河桥梁较多，遇桥梁处生态框挡墙需与桥台顺接，而连接处长度往往不规则，不是2m的整数倍，故无法放置一块完整的生态框，若凿除部分生态框，则会影响结构的完整性，且框内填土更容易流失。
5、解决措施
针对以上问题，结合工程实践经验及工程设计原理，经过多番讨论与研究，提出以下解决方案：（1）对于平顺段河道，相邻两生态框之间空隙可用粒径为4～6cm碎石将空隙填实，而针对弯曲段河道，由于空隙较大，则根据空隙具体尺寸采用相应较大粒径的碎石进行填充。（2）生态框与现状桥台或挡墙衔接处，先尽可能铺设生态框至生态框与现状桥台或挡墙距离小于2m，生态框与现状桥台或挡墙之间采用混凝土重力式挡墙进行衔接。
6、总结
杜家山河整治工程实施中，采用了大量的阶梯式生态框挡墙作为生态护岸，采用预制产品作为河道护岸，缩短了工程工期，另外结合景观措施及在河底种植水生植物，在满足河道行洪安全及护岸稳定的基本条件下，也大大提高了河道的生态性及景观性。本工程对生态框挡墙这种新型护岸的使用，为类似水环境综合整治工程提供了一定的工程经验，对生态框挡墙的广泛推广起了一定的积极作用。
