穿堤建筑对堤防稳定影响探讨

甘新枝 苏晓芸 莫凌

【摘要】本文通过分析穿堤建筑在施工阶段及工程完工运行期对堤防稳定影响的分析、研究，提出针对性的解决方案。

【关键词】穿堤建筑；堤防稳定影响；

0 前言

目前，位于市区内的工程项目，涉及横穿城市防洪堤的工程常有，而防洪堤是保护城市居民生命财产安全的重要保障。因此，穿堤建筑除要遵守有关法律法规外，在设计方案及施工期间均需对堤防的影响进行详细的评估，并采取切实有效的工程措施，确保堤防在设计标准内安全运行。

1 工程概况

南宁市竹排冲泵站穿堤出水箱涵位于，江北东堤竹排冲出口右岸，箱涵断面孔口尺寸为2×4.0×6.0m（宽×高），穿堤段全长47m，出口底高程为65.0m。江北东堤外侧出水箱涵出口处布置闸门、启闭设备及启闭房，出水管出口通过泄槽与消力池连接，最后排入邕江。

该段堤顶为江北大道路，双侧四车道布置，路面高程为80.50m，宽约45m；沿堤顶道路两侧埋设有着各种管线多 达28孔，并有DN600供水干管沿中间道路分隔带布置。

2 箱涵穿堤方案

本工程穿堤段箱涵擬采用双侧预制顶进的方案，即选择在枯水期，内、外江侧同时开挖顶进工作坑，预制好箱涵，两侧同时向往堤防对顶，最终实现箱涵穿堤贯通。

3箱涵穿堤对大堤稳定影响因素分析

（1）根据穿堤设计方案，箱涵在穿堤前需预先开挖顶进工作坑，并浇筑相关底板结构层。开挖的工作坑基底高程为64m，距堤外侧地面约为76.5m，堤顶高程为80.5m；工作坑开挖后将形成一个较大的临空面；同时堤顶江北大道过往车辆繁忙，过往重车较多，动荷载较大；以上因素均为穿堤施工期间影响大堤整体稳定的主要因素。

（2）在穿堤施工结束后，箱涵与堤防之间会存在渗漏通道，这也会影响堤防的渗透稳定安全。

4穿堤箱涵工作坑支护方案设计

只有确保箱涵顶进施工期间工作坑整体稳定，才能保证大堤的整体稳定，因此，在工作坑开挖之前务必先对工作坑作有效的支护措施。结合工程实际情况，推荐采用排桩支护的方案。

4.1 工程等别和标准

根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120—2012），本工程支护结构为施工期临时性支护，失效、土体过大变形对基坑周边环境或主体结构施工安全的影响较大，综合考虑本工程基坑周边环境和地质条件的复杂程度、基坑深度等因素，本工程支护结构的安全等级采用一级。

4.2支护结构设计

根据规范，常用支护结构类型有：锚拉式结构、支撑式结构、悬臂式结构、双排桩结构。相比悬臂式结构，锚拉式结构或支撑式结构均可有效缩短单根支护桩的长度。结合本工程实际情况，工作坑支护结构全部采用锚拉式结构。

支护桩成单排布置，桩间距1.6m，桩径1.2m，单根桩长23.6m，悬壁端长8～10m；为了使各护壁桩之间共同承受桩背的荷载，各护壁桩桩顶采用1.2×1m的钢筋砼冠梁相连接。结构布置见图1。

图1 工作坑支护结构

（3） 结构稳定性分析验算

① 锚拉式支挡结构嵌固稳定安全验算

计算公式： ；

——嵌固稳定安全系数；本工程基坑级别为二级，取不小于1.20；

、 ——分别为基坑外侧主动土压力、基坑内侧被动土压力标准值（KN）；

、 ——分别为基坑外侧主动土压力、基坑内侧被动土压力合力作用点至挡土构件底端的距离（KN）；

② 抗倾覆稳定性验算

计算公式：

——抗倾覆稳定安全系数，安全等级为二级的支挡结构 不应小于1.30。

Mp——被动土压力及支点力对桩底的弯矩， 对于内支撑支点力由内支撑抗压力决定；对于锚杆或锚索，支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值（KN.m）；

Ma——主动土压力对桩底的弯矩（KN.m）。

5穿堤箱涵防渗方案设计

为解决在穿堤施工结束后，箱涵与堤防之间会存在渗漏通道对堤防安全造成的安全隐患，推荐采用对箱涵周壁进行回填灌浆的方案能可能的渗漏通道进行封堵处理：

首先在预制箱涵时在箱涵周壁按2×2m的间距品字形预留灌浆孔。

在完成箱涵顶进后，对预留灌浆孔由内而外向进、出口两端进行灌浆，灌浆参数技术要求如下：

a）回填灌浆沿周壁布置，排距2m，品字型布置。

b）灌浆材料为纯水泥浆，水灰比0.5～1：1；浆液容重为16.5KN/m3。水泥采用普通硅酸盐水泥（强度等级为32.5）；

c）回填灌浆采用自下而上分段灌浆法施工，先灌1、3、5......孔序，再灌2、4、6......孔；

d）回填灌浆制浆要求采用专用机械制浆；浆液指标按设计要求控制；灌浆过程中，浆液容重和输浆量每小时测定一次。

e）回填灌浆灌浆压力为0.3MPa；

f）回填灌浆需深入箱涵壁以外土体1m。

6 总结

各种穿堤建筑物对堤防稳定安全的影响大至可从工程施期间及完工后两个阶段，结合工程所采用的施工工艺、方法进行分析，并在不同阶段针对性地采取相应措施，在保证主体工程施工安全的同时，确保堤防的稳定及有效防渗。

总之，各种穿堤建筑设计上除需重点考虑上述堤防的整体及防渗处理的问题外，仍要合理、有效地安排工期，采取可行的渡汛方案，方可在整个主体工程施工期间，保证大堤的安全。

作者简介：甘新枝，男，广西贵港人，主要从事水利水电工程规划、设计工作。