预制混凝土U型板桩在城市排涝工程中的应用

刘占军，张新荣，程 振

（中水东北勘测设计研究有限责任公司，吉林长春130021）

1 概况

哈尔滨市松北灌排体系及水生态环境建设工程总体布局为“两纵、四横、十八湖”，是将金河和银河“两纵”，发生渠、长盈渠、白藏渠和玄英渠“四横”，景星湖、天玑湖等“十八湖”以及双口面、集乐、银水湾等3条支渠组织起来共同形成宏大的河网体系。集乐支渠是灌排体系中末级的排涝支渠之一，起点与集乐泵站相接，终点与发生渠相接，位于哈尔滨市松北区中心位置，从上游至下游流经保利小区、华远小区、商业大学等人口密集的区域，渠道全长4.512km。近年来，随着两岸水岸住宅规模越来越大，小区内均已建成良好的河道景观，河道景观工程改变了原有河道的面貌，改变了河道走向，抬高了渠底高程，束窄了渠道宽度。目前需对现状河道进行拓宽改建，在满足过流能力的同时尽量不破坏岸边房屋建筑及树木，提出合理的拓建设计方案。

2 渠道拓建方案

哈尔滨商业大学始建于1952年，校园内景色优美、树木茂密。集乐支渠桩号K0+465.77～K1+715.78段贯穿商大校园A区、B区，现状渠道断面大致呈倒梯形，淤积严重，渠底高程约为115m，渠顶为疏林地。满足排涝能力需求，该段渠道设计底高程为112.00～112.35m，设计底宽10.00m，若按梯形典型断面开挖将对岸顶疏林地、道路、景观绿化带造成一定程度的破坏。

为确保岸顶疏林地、道路、景观不被破坏，考虑采用占地面积较小的直立型护岸结构型式，常见的有灌注排桩、挡土墙、预制板桩等。灌注桩施工工期较长，造价高，施工泥浆对周边环境容易造成影响；挡土墙造价较低，需干地施工条件，施工时需布置导流围堰，施工过程中需开挖临时断面，本质上与梯形典型开挖断面没有区别，都会造成林地破坏；预应力混凝土U型板桩是类似于钢板桩的一种混凝土构件，施工快速，无需围堰，可水上作业，U型断面加大了桩土接触面积，能承受更大的弯矩。经综合分析，U型板桩更适用于该工程。

3 板桩设计选型

预应力混凝土U型板桩的设计断面型式详见图1。

根据地质资料，该段渠道地面高程为113.70～119.50m，地势较平缓，部分地段为缓坡和洼地。揭露的地层为第四系，细砂：土黄色，松散状态，分布连续；局部见粉质粘土，土黄色，可塑，透镜状分布。地下水属第四系孔隙潜水，埋深0.50～5.50m，分布高程为114.60～112.61m，受大气降水补给，向松花江排泄。含水层主要为细砂，物理力学参数详见表1。

图1 预应力混凝土U型板桩典型断面图

表1 物理力学参数指标表

根据JGJ120-2012《建筑基坑支护技术规程》中有关要求，进行深基坑支护设计。采用北京理正软件股份有限公司编制的理正深基坑程序进行整体稳定分析、抗倾覆稳定验算、抗管涌验算。基坑深4.0m，地下水位低于原地面2.0m，经计算嵌固深度为7.8m。计算结果见表2。根据厂家提供的技术指标，选用U-CS-450-Ⅱ-12预应力混凝土U型板桩，单桩长12m，能够满足安全稳定要求。

表2 稳定安全系数表

4 结论

集乐支渠位于哈尔滨市松北区中心位置，从上游至下游流经保利小区、华远小区、商业大学等人口密集的区域，两岸建筑密集，岸顶为疏林地，预应力混凝土U型板桩方案施工用地小，有效地缓解了排涝渠道拓建与城市布局之间的矛盾，同时具有施工效率高、质量可靠、效果美观等优点，在城市排涝工程中具有一定的推广价值。