四会市水利水电工程质量监督站 广东四会 526200
摘要：本文以四会市新城区防洪达标工程仓丰围堤围加固工程软土地基堤防失稳边坡为研究对象，从土体触变形分析、打桩振动、岸线调整、地下水腐蚀等方面，对软土地基堤防失稳边坡失稳因素进行了简单的分析。并结合软土地基堤防失稳边坡特点，提出了几点软土地基堤防失稳边坡加固措施。以及为软土地基堤防失稳边坡加固作业顺利进行提供有效的参考。
关键词：软土地基；堤防；边坡失稳
前 言：
水利堤防在施工阶段对地基具有较高的要求。在堤坝运行年限不断增长的过程中，由于堤围边坡脚线受农田耕作及鱼塘种养的侵蚀，堤防结构稳定性也不断丧失。上述问题出现的根本原因为水利堤防基础施工失误。但是由于我国现阶段地基处理技术较滞后，软土地基堤防边坡失稳因素较多。因此，为保证软土地基堤防边坡稳定，对软土地基地方边坡失稳因素进行适当分析具有非常重要的意义。
一、软土地基堤防失稳边坡概述
1、工程概况
仓丰围是四会市万亩堤围之一，是捍卫四会城区人民生命与财产安全的一道屏障，堤线总长20.9公里，捍卫面积3.05万亩，捍卫人口1.29万人。虽然经多年的培修加固，但目前在强度方面未能达到二十年一遇的防洪能力，存在堤内临塘、堤坡塌卸、背水坡砂喷及渗漏严重，堤防边坡失稳严重地威胁着堤防的安全，必须对其进行彻底的有效治理，使其达到五十年一遇的防洪标准，从而提高城区堤防的防洪能力，并从一定程度上改善有关河道的行洪条件。
2、水文条件
仓丰围堤围工程位于绥江河中下游及龙江河出口两岸，地形似竖立的桑叶，由西北向东南倾斜，该区域属来热带季风气候，雨量充沛，气候温和，多年平均气温21.2℃，最高气温37.9℃，最低气温-1.2℃，多年平均降雨量1780毫米 [1]，最大年降水量2536毫米，降雨集中在3至9月，占全年的85%，常发生山洪，使沿江低塱地区涝灾，对两岸堤围防护极为不利。
3、场地状况
由现在地质资料可得，堤身地基都是冲积淤泥土层，层厚约20米，土质软弱，软塑~流塑状态，高压缩性，对堤基的抗滑稳定不利；堤基深部普遍存在透水性比较强的细砂、砾砂或中砂层，对堤基抗渗稳定不利；仓丰围堤围有部分堤段处于凹岸，防冲能力弱。该工程地基处理方式为超载预压+塑料排水管、开沟导渗、清淤换土模式。在工程初期施工阶段，施工企业在软土地基南侧设置了碎石、砾砂堆场，宽度在50m左右。
二、软土地基堤防失稳边坡失稳因素分析
表1 仓丰围软土地基堤防失稳边坡水平位移值（cm）
依据上述边坡位移勘察数据，可得出该岸段边坡浅层土具有较高的灵敏度。若工程施工人员在施工阶段没有对土体触变性进行深入分析，则会促使高灵敏度土体强度失控[2]。
在墙前密排装机施工阶段，需要进行打桩机、挖掘机同时施工。而两者的动力荷载叠加效应，不仅会扰动软土层，而且会影响土体强度指标。同时依据上述数据可得，滑坡发生前失稳边坡段岸坡水下泥面发生水平方向位移，整体稳定系数明显降低，处于危险状态。再加上船舶多次违法规定在墙前靠泊，导致水流频繁冲刷边坡，最终导致边坡失稳。
三、软土地基堤防失稳边坡加固对策
1、原位大挡墙与模袋混凝土护面结合
原位大挡墙与模袋混凝土护面结合方案主要以少占用地方用地为原则，在原有防汛墙的基础上，重新建设防汛墙[3]。新建防汛墙墙身厚度为380.0mm，墙顶高程9.22m。防汛墙底板底高程为6.60m，底板厚度及宽度分别为550.0mm、3.80m。同时考虑到该原位大挡墙临空面高度较大，可在原位大挡墙位置设置18.0m三排钻孔灌注桩。其中前两排可采用φ840mm密排灌注桩，最后一排采用φ840mm桩间距为1.60m的桩基。在这个基础上，设置护滩长度为40.0m的水下模袋混凝土护面。
2、退建大挡墙与模袋混凝土护面结合
退建大挡墙与模袋混凝土护面结合方案主要是在高桩承台前排钢板桩后排灌注桩设置的基础上，进行墙前简单防冲护面设置。同时采用L型钢筋混凝土防汛墙作为墙身。由于仓丰围堤段边坡已处于失稳状态。因此，在新建防汛墙柱基础施工过程中，施工技术人员应避免采用扰动大的预制混凝土板桩，而采用扰动较小的钻孔灌注桩。仓丰围堤段设计防汛墙厚度为380.0mm，底板高程为6.75m，墙顶高程为9.22m，底板厚450.0mm，宽度为3.85m；前排桩基施工主要依据边坡稳定计算结果。结合桩顶位移勘测数据，采用17.5m密排冷弯钢板桩；后排采用φ750.0mm灌注桩，桩左右间距为2.1m*3.1m；根据现有坡面特点，为保证护坡稳定性，施工技术人员可采用厚0.28m水下模袋混凝土护坡。
3、退建小挡墙与部分抛填护坡结合
退建小挡墙+部分抛填护坡结合模式主要是将堤防线后退，将水下充填袋装砂作为主要抛填材料。结合工程实践经验及稳定计算结果，设计工程坡比为1/2.8。随后采用一级平台复式斜坡结构，控制平台高程及宽度在9.5m、5.1m左右。同时控制水下模袋混凝土护面厚度在0.28m左右。需要注意的是，为保证重建堤防稳定性，施工技术人员可在堤顶设置厚度为0.38m、高程为9.22m的L型钢筋混凝土小挡墙。并控制底板底高程及厚度在9.22m、0.50m左右。结合1.0m*2.0m两排钢筋混凝土方桩（250.0mm*250.0mm）的设计，可保证边坡稳定性。
4、原位大挡墙与大抛填护坡结合
原位大挡墙与大抛填护坡结合方案主要采用水下抛填保滩的措施，在泥面恢复之后进行防汛墙建设，保证堤线一定。
原位大挡墙与大抛填护坡具有填方量大、袋装土造价高特点。据此，在实际施工阶段，为降低工程造价，施工技术人员可采用成本较低的水下充填袋装砂，进行主抛填施工。同时依据《堤防工程设计规范》GB502862013的相关要求，结合临水侧堤坡坡度形式及级别差异，设置坡比为1/3.0。并采用一级平台复式斜坡结构，结合厚度0.28m的水下模袋混凝土护面设置，可保证边坡稳定性。
其次，为保证边坡安全性，施工技术人员可在堤防脚设置镇脚+护脚结构。该结构主要材料为合金石笼棱体，高程为6.10m，顶部宽度为3.8m，坡比为1/1.45[4]。同时采用单重在82.0kg以上的块石，设置8.1m宽抛石护脚。
最后，考虑到软土地基不均匀沉降情况，施工技术人员可采用两排桩基础。即11.8m长OT26密排冷弯钢板桩+11.8m长φ580.0mm钻孔灌注桩结合模式。结合软土地基失稳边坡加固后表层机织布及分层回填夯实施工，可保证施工效果。
四、不同施工方案效益对比
表2 不同软土地基堤防失稳边坡加固方案对比表
依据上述分析结果，为保证软土地基堤防失稳边坡加固效果，施工技术人员可选择原位大挡墙与大抛填护坡结合模式。即在施工前期，将边坡失稳阶段钢管桩拔除，保留部分已打入方桩、板桩。同时采用临防措施，在边坡失稳后6*30天进行抢险施工，保证土体加固强度。此外，针对在建工程土层，在岸线周边埋设深层土体位移观测桩，定期进行深层土体位移观测。以保证土体位移变化的及时发现。
五、总结：
综上所述，在最短的时间内建立受力平衡体系，是边坡失稳后抢险的关键。因此，结合具体工程情况，边坡加固人员可综合考虑坡顶减重、阻滑桩设置、堤防退建、地表及地下水减排、堤防退建等措施，设置合理的软土地基堤防失稳边坡加固方案，保证软土地基堤防失稳边坡加固效果。
参考文献：
[1]潘茂太，刘同宦，杨昕光，等. 软土地基堤防险情成因与边坡稳定性分析[J]. 水利水电快报，2017，38（3）：20-22.
[2]黄王涛，李新安. 软基处理技术在水利堤防工程中的应用分析[J]. 科学与财富，2015（25）：148-148.
[3]王光宇. 浅析公路软土地基的加固与处理[J]. 科技视界，2015（11）：259-259.
[4]冯霞. 水利堤防工程软土地基处理环节的优化对策[J]. 低碳世界，2018，No.180（6）：58-59.
论文作者:薛观芳
论文发表刊物:《防护工程》2019年第1期
论文发表时间:2019/4/24
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