重庆主城区嘉陵江朝天门至洪崖洞段岸坡稳定性分析评价

2022-05-30雷云佩

建材与装饰 2022年15期

贺鑫，雷云佩

（重庆市市政设计研究院有限公司，重庆 400020）

1 岸坡结构特征

该段库岸为嘉陵江南岸凹向岸坡，该段岸坡在原始地形上呈上陡下缓，高程230m 以上为缓坡台地，现状建筑及道路密布，地形总体平缓；185~230m 范围主要为陡崖、陡坡、陡坎分布，该范围内洪崖洞、丽景国际、御景江山、东和湾等建筑物依山而建，在底部多采用桩基础架空；167~185m 范围主要为嘉滨路桥下空间和洪崖洞架空平台，地形上表现为陡坡，地面坡角30°~50°，其中180~185m 标高一带分布有现状人行步道、洪崖洞街道、绿化带、观景平台和凌乱分布的矮挡墙；160m 标高以下至155m，地形开始变缓，倾角一般20°~30°；155m 标高以下则进入江底地形平缓地段，坡角一般小于10°。

物质组成结构上，岸坡上部主要为松散至稍密状杂填土，历史资料显示，朝天门至洪崖洞一段的原始陡崖下方，生产生活垃圾随意倾倒，后由于洪崖洞、丽景国际、御景江山、东和湾等建筑物的修建，又在185m 标高以下堆填了大量填土，加之各个时期的其他工程建设，该区域杂填土成分复杂，碎块石、建筑垃圾等含量达60%以上，在来福士广场外侧，地表残留了部分钢板桩，还可见直径数米的混凝土块，洪崖洞一带生活垃圾随处可见；杂填土最大厚度19m。中部为残坡积粉质粘土，不稳定，厚度一般0~6m；部分地段杂填土和基岩面直接接触；下伏基岩为砂质泥岩、砂岩，岩土界面倾角上陡下缓，180m 高程以上陡倾，一般60°以上，160~180m 高程范围倾角一般 20°~40°，160m 高程以下一般小于 15°。

2 岸坡现状变形特征

目前嘉陵江一侧岸坡尚未出现明显的大规模滑移特征，岸坡的主要变形特征表现为坍塌、冲蚀剥蚀作用，但近年来，岸坡上构筑物的开裂变形迹象越来越明显，也出现了较多的坍塌现象。

2.1 冲蚀剥蚀

在水的冲蚀、浪蚀作用下，岸坡后退。一般发生在岩质岸坡强风化带或地形坡度较缓的土质岸坡，变化较慢，规模较小。现状岸坡上的部分建筑基础由于江水的冲蚀剥蚀作用，对基础有较大的影响，来福士广场外侧，筏板基础因江水掏蚀悬空，抗滑桩外露；嘉滨路下方排水箱涵架空桩基础和挡墙基础裸露悬空，安全风险较大。

2.2 坍塌

岸坡在水的作用下，基座软化或掏空，土体或被卸荷裂隙分割的岩体向江、河、水库坍（崩）塌。一般发生在地形坡度较陡的土质岸坡或基岩卸荷带岸坡，具突发性。若岩体中顺岸裂隙发育，突发性更强，规模也较大。洪水涨退来福士广场外侧岸坡、东和湾小区外侧岸坡均因为现状地面陡峭出现了明显的坍塌迹象。

3 岸坡滑移稳定性计算

为确定岸坡的破坏模式，首先需要对可能出现滑动的断面进行稳定性计算。针对该段岸坡的物质组成和结构特征，对可能出现折线形滑动的部位进行稳定性计算。计算原则如下：①现状桥梁、架空建筑桩基等对岸坡加载作用较小，不考虑其建筑荷载；浅基础构筑物考虑其建筑荷载。②根据收集的建筑资料显示，来福士、丽景国际等小区在靠岸边一侧均设置了抗滑桩，其抗滑桩设计均未考虑岸坡一侧的被动土压力作用，因此本项目在稳定性计算时，不再考虑抗滑桩以上的下滑力作用，以抗滑桩设计位置作为计算的后缘。③对未设置抗滑桩但采用桩基础的建筑物，应考虑建筑范围内土体的推力作用，但不考虑其建筑荷载。

基于以上原则，结合各条剖面按照不同工况对场地内岸坡进行整体稳定性计算。计算成果汇总如表1所示。

表1 岸坡滑移稳定性计算

成果显示，该段岸坡稳定性主要受汛期洪水影响大，在工况3 和工况4 作用下大多处于不稳定-基本稳定状态。受多种因素影响，岸坡目前并未表现出大规模滑移，如来福士广场，2019年才竣工，竣工时间不长，外侧岸坡滑移特征尚未完全表现出来，但其筏板基础已部分悬空，岸坡坡顶已有坍塌和沉降迹象；东和湾小区附近，岸坡杂填土堆积厚度很大，已出现明显坍塌。

该段岸坡目前未出现大规模滑移，主要受益于场地内的嘉滨路、建筑和架空管道大多采用架空桩基础，未形成坡面加载，同时密集分布的桩基础具有一定的横向抗滑作用。但通过基础调查发现，嘉滨路等项目桩基础嵌入基岩面一般仅为3m，而拟建构筑物大多位于岸坡后缘，因此总体上，岸坡无法保持长期稳定，风险很高。岸坡原始地形及岩土界面总体上上陡下缓，有利于推力传递，杂填土堆积，透水性较好，前缘受长江冲蚀剥蚀和洪水涨落影响，因此岸坡出现大规模滑移的条件很充分，前文所述的来福士岸坡变形和东和湾岸坡坍塌主要出现180m 标高左右的平台区域，该标高正是杂填土堆积厚度最大的区域，地表挡墙和步道已有明显的开裂变形迹象，因此对岸坡进行工程治理是十分必要的。

4 塌岸预测

岸坡塌岸范围预测，对于滑移型岸坡，塌岸范围一般以潜在滑面的后缘边界为界；而对于冲蚀剥蚀型库岸，最常用的是塌岸预测经验法，主要的预测方法包括：卡丘金法、佐洛塔廖夫法、平衡剖面法三种，它们的基本原理本质上是一致的，最常用的是卡丘金法。

考虑库水的迳流、冲刷作用以及175m 库水位线附近淘空、浪蚀、淘蚀作用影响，不同土石层的边坡稳定坡角与自然条件、类似情况下的岸坡稳定坡角进行类比，得到可靠的岸坡稳定坡角参数，然后，根据地形剖面，利用图解法进行库岸再造预测，据此即可量取库岸再造最终宽度和高程，如表2 所示。

表2 嘉陵江岸坡稳定坡角

根据以上方法，对滑移型库岸以外的剖面进行塌岸预测，预测的塌岸最小宽度为15.99m，最大宽度为90.54m。

5 整体稳定性问题及治理措施建议

根据前文稳定性计算及分析，岸坡物质组成均匀性差，表层以杂填土为主，整体稳定性较差，特别是受常年洪水位影响和50年一遇洪水位影响，岸坡稳定性较差。如前文所述，拟建场地淤积作用较明显，洪水过后，淤积的粘土、砂及淤泥等残留于岸坡高处，而岸坡低处临水位置又不断地承受冲刷和侵蚀，随着时间的积累，这一循环过程加上周边人类工程活动的堆填，导致岸坡上部覆盖层厚度越来越厚，而常水位以下的地形则长期保持相对平缓的状态，就形成了目前的岸坡上陡下缓的形态，稳定性逐渐恶化[1]。

如若在岸坡上进行工程建设，首要问题是解决岸坡的整体稳定性问题。根据目前岸坡的形态特征及地质条件，建议：由于洪崖洞段至朝天门段岸坡底部为该段嘉陵江河道水深最深的区段，主航道靠岸边较近，而岸坡地形总体较陡，因此该段岸坡要采用回填反压等措施则会侵占河道，难以实施，岸坡治理应以支挡为主[2]。由于岸坡土层厚度大，岩土界面陡，剩余下滑力大，建议采用抗滑桩进行支挡。建议在165m 标高、175m 标高和180m 标高附近结合设计情况设置支挡位置，可分级支挡。

6 岸坡治理及景观设计的难点及对策

岸坡治理及景观设计的难度主要体现在以下4 个方面。

（1）如前文所述，洪崖洞段至朝天门段岸坡底部为该段嘉陵江河道水深最深的区段，主航道靠岸边较近，而岸坡地形总体较陡，要进行回填等施工困难；而同时岸坡上部即170~185m 高程段地形总体较陡，该区域又大量分布桥墩、步道、挡墙、架空管道等已建构筑物[3]。这些构筑物普遍基础埋置深度小，即使是桥墩，入岩深度一般也只有3m 左右，而现有挡墙大多采用干砌条石直接放置于岸坡土体上，稳定性很差。这就导致岸坡上放坡开挖等施工困难。鉴于此，设计阶段应首先对场地既有构筑物进行清理和分类，明确哪些必须保护、哪些需要迁建，哪些可以废弃或重建，以针对性地采取工程措施。

（2）如构筑涉及桩基础，由于杂填土厚度大，由于该段岸坡地形较陡，又属于桥下空间，步道、斜坡等分布密集，大型旋挖钻机等无法施工，而人工开挖又存在很大的风险，主要表现为：杂填土孔壁坍塌；有毒有害气体；河水及地下水水量较大，涌入桩孔内的可能性很大；下部细砂层或卵石层顶部及填土底部淤积的软土可能会导致桩孔坍塌、缩孔、流沙等且不易支护[4]。总体上人工开挖的风险很高。因此设计阶段应考虑现场的施工条件和机械，合理设置桩位、桩径，考虑足够的桩孔护壁、止水措施，减少后期变更，建议枯水期施工。

（3）该段岸坡物质组成及结构复杂，上部主要为松散至稍密状杂填土，历史资料显示，朝天门至洪崖洞一段的原始陡崖下方，生产生活垃圾随意倾倒，后由于洪崖洞、丽景国际、御景江山、东和湾等建筑物的修建，又在185m 标高以下堆填了大量填土，加之各个时期的其他工程建设，该区域杂填土成分复杂，碎块石、建筑垃圾等含量达60%以上，在来福士广场外侧，地表残留了部分钢板桩，还可见直径数米的混凝土块，洪崖洞一带岸坡及江边的生活垃圾随处可见。这些残留于地表或埋设于地下的建筑垃圾或生活垃圾，会增加现场施工的费用和工期，同时桩孔等施工中遇到时会导致桩孔超挖、塌孔等现象，设计及施工中应做好相应的应急预案及措施[5]。

（4）污水渗漏问题。前文已有提及，该段库岸连同洪崖洞一带勘察期可见的生产生活污水渗漏点多达8处，渗漏点大多出露于180m 标高以下，特别是洪崖洞架空平台底部，几乎每一处入江管道位置均有污水流出。据附近居民介绍，江边的水下污水管线渗漏的情况十分常见。既有污水管线作为既有构筑物的一部分，此处单独提出，以引起的足够的重视，污水渗漏不但污染环境，重要的是污水对已建桥墩、支挡结构及本项目即将实施的构筑物等具有腐蚀性，影响结构耐久性，对拟建的两江四岸项目来说是一个不可回避的问题。建议应综合考虑区域内的污水排放问题，以确保本项目的建设质量。