插板桩护岸桩顶位移过大原因探讨

徐 静，周庆连，李 强，苏 凯，苏叶平

（1.扬州市勘测设计研究院有限公司，江苏 扬州 225007；2.连云港市水利规划设计院有限公司，江苏 连云港 222006；3.南京河川建设工程有限公司，江苏 南京 211500；4.江苏省工程勘测研究院有限责任公司，江苏 扬州 225007；5.江苏省水利勘测设计研究院有限公司，江苏 扬州 225127）

现在平原区中小河流治理，由于河道两岸没有征地指标，大量采用插板桩护岸，必须统筹考虑岸坡防护及桩基稳定，淤土段尤其要考虑桩顶位移。水利工程中插板桩护岸即桩板式挡土墙具有稳定性强、施工简便、造价较低、美观实用及快速施工期短等优点，在河道整治工程中应用越来越广泛［1］。水利工程规范标准体系中并未有关桩板式挡土墙理论深入贯宣，给设计人员在插板桩护岸选择相关计算理论、计算模型等等时带来一定难度，尤其在河道深厚淤泥软土经验不足导致桩顶位移过大。

1 工程概况

为提高一条河道的引水灌溉能力以及排涝能力，亟需扩挖该河道断面。由于该河道整治范围内的河道宽度较窄，同时受到周边基本农田及行政区域边界的限制，则该河道整治不具备自然放坡的条件，因此河道整治两岸采用预制插板桩护岸结构型式。

该河道设计河道口宽7 m，河底高程17.0 m，河道浚深2 m左右。设计护岸顶高程19.0 m，方桩防护采用C30 预制混凝土方桩，桩长8.0 m，桩间距2 m，桩宽0.3 m，桩厚0.35 m，桩顶现浇C30 钢筋混凝土盖梁及仿石栏杆，桩后垂直铺设预制钢筋混凝土挡土板，为防止漏土，板底至盖梁顶后铺设一层无纺土工布，若桩后与预制板间有空隙用HXP8 聚乙烯闭孔泡沫板填充。插板桩护岸结构型式详见图1、图2。

图1 插板桩护岸结构剖面

图2 插板桩护岸平面

2 工程地质

场地地貌分区属徐淮黄泛平原区（Ⅱ），地貌类型属废黄河、淮河泛滥冲积低洼平原中的堤侧低洼平原（51），地面高程19.0~31.0 m，大多在21.0 m 左右。场地区域地质构造稳定性较差。工程区Ⅱ类场地时地震基本动峰值加速度为0.20 g，相应的地震烈度为Ⅷ度，属抗震不利地段。该场地分布有①层、④层淤软土，其中①层深厚淤泥质土接近5 m 厚；①′、②、④′层砂壤土液化土层；分布有承压水，且承压水对工程施工有一定的影响。依据SL704—2015《水闸与泵站工程地质勘察规范》附录A［2］，本工程场地复杂场地划分为较复杂场地。该河道最不利工程地质剖面图详见图3。

图3 最不利工程地质剖面（85高程单位：m）

3 工程后续评价

该河道插板桩护岸在施工后发现插板桩桩顶水平位移远超规范规定限值，整体倾向河中心，观感不佳，且插板桩有失稳风险。根据《铁路路基支挡结构设计规范》（TB10025—2019）条文14.2.9第3条规定：桩板式挡土墙桩顶水平总位移限制值可采用悬臂段长度的1/100 控制，且不宜大于100 mm［3］。该插板桩护岸最大桩顶水平位移不超过20 mm，实际观测水平位移已超过100 mm，远超相关规范规定值。

4 原因分析

4.1 地质剖面选择

地质剖面应选择最不利地质条件，即接近5 m厚①层深厚淤泥质土。根据《铁路工程特殊岩土勘察规程》（TB10038—2022）相关规定［4］，淤泥质土属于特殊岩土的软土类别，天然含水量高，天然孔隙比大，压缩性高，强度低，力学性能低。实际上该插板桩护岸方案设计时并未选择深厚淤泥质土的地质剖面进行稳定计算。

4.2 计算模型

插板桩护岸方案在设计时，按照《水工挡土墙设计规范》（SL379—2007）6.4.1 条文［5］复核抗倾覆稳定。计算模型又按照《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120—2012）相关规定［6］编写的程序，并将中间插板作为止水帷幕考虑计算，计算结果如表1所示。

表1 抗倾覆稳定计算成果

实际上《水工挡土墙设计规范》（SL379—2007）6.4.1 条文［5］只适合常规重力式挡土墙、扶壁式挡土墙、板桩式挡土墙、锚定墙及锚杆式挡土墙，且《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120—2012）土压力基于朗肯土压力理论［6］。由此可知，插板桩护岸设计方案选择的计算模型及理论极为混乱。

插板桩结构计算模型应按照桩板式挡土墙理论，参考《建筑边坡工程技术规范》（GB50330—2013）［7］、《铁路路基支挡结构设计规范》（TB10025—2019）［3］有关桩板式挡土墙计算公式，中间插板参与荷载计算。

4.3 计算参数

桩板式挡土墙内力及位移计算采用的弹性地基梁m法。m为土的抗力系数的比例系数，其取值大小尤为关键，对计算成果的可靠性影响很大。应参考《建筑边坡工程技术规范》（GB50330—2013）［7］、《建筑桩基技术规范》（JGJ120—2008）［8］、《铁路路基支挡结构设计规范》（TB10025—2019）［3］相关m建议值。见表2~4。

表2 《建筑边坡工程技术规范》m值范围

表3 《建筑边坡工程技术规范》m值范围

表4 《铁路路基支挡结构设计规范》m值范围

插板桩护岸方案在设计时，m值按《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120—2012）条文4.16 经验公式计算，有一定的局限性。实际上应按照以上相关规范的3个表取值，尤其①层深厚淤泥质土m取值应更慎重。

4.4 施工因素

在河道施工时，采用干法施工进行了部分清淤再插板桩护岸施工，由于河道无水，导致插板桩墙前压力减小。这也是导致插板桩桩顶水平位移过大的因素之一。

5 事后复核

按相关桩板式挡土墙理论，深厚淤泥质土m值取500 kN/m4，插板桩桩顶水平位移复核计算结果为94 mm，与观测桩顶水平位移实测值较为接近。

6 建 议

（1）对于存在深厚淤泥软土的河道整治工程，采用插板桩护岸时应按照相关桩板式挡土墙理论进行设计，淤泥软土m取值应慎重，取下限值进行一定降低为宜。

（2）对于深厚淤泥软土的河道整治工程，应采用拉锚结构插板桩护岸或者其他结构型式。

（3）设计人员应加强岩土理论学习。