城市河道整治工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

林 瀟，陸雍容，徐 嵐

（上海勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，上海 200434）

城市河道的治理長(zhǎng)期以來多以滿足行洪、排澇、保證兩岸人民的安全為主要目的，之后隨著河道受工業(yè)生活污染的加劇，河道治理的目的又轉(zhuǎn)變?yōu)橄拥篮诔?、治理污染，還河水清澈。隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的進(jìn)一步提高，對(duì)于河道治理提出新的要求，不能只考慮行洪、排澇等安全問題，更要注重人與自然的親近和諧。

流經(jīng)上海寶山區(qū)的狄涇河和沙浦河緊鄰商業(yè)廣場(chǎng)，為美化周邊環(huán)境，提升商業(yè)廣場(chǎng)品質(zhì)，對(duì)該兩段河段進(jìn)行了沿線建筑景觀方案改造設(shè)計(jì)。為滿足建筑景觀設(shè)計(jì)方案的要求，對(duì)上述兩條河的岸坡護(hù)岸進(jìn)行相應(yīng)的結(jié)構(gòu)改造設(shè)計(jì)。

1 設(shè)計(jì)基本條件

商業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)沿荻涇河及沙浦河布置有大小不一、錯(cuò)落有致的點(diǎn)式商業(yè)及民用建筑，建筑物及岸坡之間布設(shè)景觀帶及交通道路。親水平臺(tái)及生物景觀主要布設(shè)在堤坡上，為節(jié)省空間，親水平臺(tái)為外挑式，沿線間斷布設(shè)，生物景觀則結(jié)合護(hù)坡采用草皮及灌木。

荻涇河及沙浦河道整治工程等別均為Ⅲ等，建筑物級(jí)別為3級(jí)。地震基本烈度為Ⅶ度，地震動(dòng)峰值加速度0.1g。荻涇河規(guī)劃河底寬度為23 m，上口寬38 m，設(shè)計(jì)坡比為1∶2.5；設(shè)計(jì)高水位為3.9 m，常水位為2.5～2.6 m，設(shè)計(jì)低水位為2.0 m；規(guī)劃河底高程為-1.0 m。荻涇河道有通航要求，為內(nèi)河Ⅶ級(jí)航道，通行50 t級(jí)內(nèi)河船只，通航最高水位3.50 m，通航最低水位2.30 m。沙浦河規(guī)劃河底寬度為6 m，上口寬24 m，設(shè)計(jì)坡比為1∶2.5；設(shè)計(jì)高水位為3.9 m，常水位為2.5～2.6 m，設(shè)計(jì)低水位為2.0 m；規(guī)劃河底高程為0.0 m。

座落在岸坡頂部及鄰近的商、民用建筑物荷載由自身基礎(chǔ)承擔(dān)，在荷載分析中不必考慮。因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要考慮的荷載主要有交通車輛、人群荷載、景觀平臺(tái)及其基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)自重。

2 方案設(shè)計(jì)

一期商業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)部高程約為5.50 m，荻涇河道護(hù)岸坡頂現(xiàn)狀高程為4.50 m。根據(jù)建筑景觀設(shè)計(jì)，河岸坡頂需加高至5.35～5.45 m高程。該段堤岸土體多為粉質(zhì)粘土及淤泥質(zhì)粘土，經(jīng)復(fù)核，如堤頂采用直接填土加高，河道邊坡不滿足整體穩(wěn)定要求。為減小荷載，同時(shí)加高岸坡，該工程采用換填擠塑聚苯乙烯板方案。擠塑板換填區(qū)位于岸邊地面以下，寬約7.3 m，厚0.8 m，3.90～4.70 m高程之間，擠塑板上覆厚約35 cm粘土，再鋪混凝土路面地坪，為分散地表面的車輛荷載及人群荷載對(duì)擠塑板局部擠壓破壞。為減輕地下水對(duì)擠塑板的浸泡，在擠塑板底部設(shè)置厚10 cm的粗砂墊層，采用φ100 mmPVC排水管將墊層中積水引入河道中。

外挑式親水平臺(tái)高程為4.25 m，采用灌注樁基承擔(dān)其平臺(tái)荷載。典型布置方式主要為2種：1）毗鄰廣場(chǎng)為換有擠塑板的交通道路，臨河依次為獨(dú)立基礎(chǔ)的觀景平臺(tái)（平臺(tái)下為堤岸坡面）、設(shè)有獨(dú)立基礎(chǔ)的鋼筋混凝土導(dǎo)梁及低于常水位的堤坡；2）毗鄰廣場(chǎng)為換有擠塑板的交通道路，臨河依次為采用生態(tài)綠化的坡面、人行步道、生態(tài)防護(hù)的堤坡、設(shè)有獨(dú)立基礎(chǔ)的鋼筋混凝土導(dǎo)梁及低于常水位的堤坡。

商業(yè)廣場(chǎng)二期內(nèi)部地面高程約為6.50 m，沙浦河及狄涇河岸坡頂現(xiàn)狀高程為4.3～4.50 m，需加高至6.40 m高程，采用增加L型擋墻，墻后填土的直立加高結(jié)構(gòu)方案。為滿足河道邊坡整體穩(wěn)定，需對(duì)河岸的粉質(zhì)粘土及淤泥質(zhì)粘土采用加固、減載等措施進(jìn)行處理。經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定采用水泥攪拌樁加固堤身及堤基方案。在河道邊坡常水位至廣場(chǎng)建筑物外邊緣之間寬約12 m范圍內(nèi)均勻分布水泥攪拌樁，單樁直徑0.6 m，樁心間距1.2 m，置換率約為20%。樁底穿過淤泥質(zhì)粘土層1 m。

親水休閑平臺(tái)高程為4.80～5.40 m，平臺(tái)板厚40 cm，采用灌注樁作為基礎(chǔ)。沿狄涇河典型布置方式主要為3種：1）毗鄰廣場(chǎng)為原地面高程以下采用水泥攪拌樁加固基礎(chǔ)的交通道路，臨河依次為直立混凝土矮墻、生態(tài)綠化的坡面、獨(dú)立基礎(chǔ)的觀景平臺(tái)（平臺(tái)下為堤岸坡面）、設(shè)有獨(dú)立基礎(chǔ)的鋼筋混凝土導(dǎo)梁及低于常水位的堤坡；2）毗鄰廣場(chǎng)為原地面高程以下采用水泥攪拌樁加固基礎(chǔ)的交通道路，臨河依次為L(zhǎng)型墻、生態(tài)綠化的坡面、獨(dú)立基礎(chǔ)的觀景平臺(tái)（平臺(tái)下為堤岸坡面）、設(shè)有獨(dú)立基礎(chǔ)的鋼筋混凝土導(dǎo)梁及低于常水位的堤坡；3）毗鄰廣場(chǎng)為原地面高程以下采用水泥攪拌樁加固基礎(chǔ)的交通道路，臨河依次為與獨(dú)立基礎(chǔ)的觀景平臺(tái)剛性連接的混凝土擋墻、觀景平臺(tái)（平臺(tái)下為堤岸坡面）、設(shè)有獨(dú)立基礎(chǔ)的鋼筋混凝土導(dǎo)梁及低于常水位的堤坡。

沿沙浦河典型布置方式主要為2種：1）毗鄰廣場(chǎng)為交通道路，臨河依次為獨(dú)立基礎(chǔ)的觀景平臺(tái)（平臺(tái)下為綠化帶）、生態(tài)綠化的坡面、漿砌石導(dǎo)墻及低于常水位的堤坡；2）毗鄰廣場(chǎng)為原地面高程以下采用水泥攪拌樁加固基礎(chǔ)的交通道路，臨河依次為L(zhǎng)型墻、生態(tài)綠化的坡面、漿砌石導(dǎo)墻及低于常水位的堤坡。

3 護(hù)岸結(jié)構(gòu)穩(wěn)定安全復(fù)核

3.1 邊坡穩(wěn)定復(fù)核分析

岸坡整體穩(wěn)定計(jì)算采用傳統(tǒng)的瑞典條分法，按圓弧滑動(dòng)計(jì)算。計(jì)算工況選擇基本組合和特殊（地震）組合，基本組合選擇設(shè)計(jì)低水位2.0 m情況為控制工況，地震工況組合時(shí)水位取2.3 m。

設(shè)計(jì)荷載主要為堤頂?shù)缆泛奢d，根據(jù)所在位置不同堤頂?shù)缆贩譃橐话愕缆泛拖劳ǖ?，一般道路荷載取5 kN/m2，消防通道荷載按12 kN/m2計(jì)取，花壇荷載按2 kN/m2計(jì)取，親水平臺(tái)荷載按3.5 kN/m2計(jì)取。

所計(jì)算的滑動(dòng)面通過水泥攪拌樁及灌注樁樁身且在滑動(dòng)面上下的長(zhǎng)度均大于5倍樁徑，穩(wěn)定分析計(jì)算時(shí)考慮樁的抗滑作用，抗滑力提高10%。

邊坡整體穩(wěn)定復(fù)核表明，一期護(hù)岸經(jīng)采用輕質(zhì)材料擠塑板換填減載，二期護(hù)岸經(jīng)堤身堤基攪拌樁加固后，抗滑穩(wěn)定全部滿足規(guī)范要求?；窘M合工況時(shí)安全系數(shù)在1.30～1.65之間，特殊組合工況時(shí)安全系數(shù)在1.13～1.44之間。

3.2 擋墻結(jié)構(gòu)穩(wěn)定復(fù)核

該工程一期護(hù)岸斷面中鋼筋混凝土擋墻墻后回填大部分為輕質(zhì)材料擠塑板，密度僅為一般土的1/40，擠塑板為塊狀結(jié)構(gòu)，具有自穩(wěn)性能，對(duì)墻體產(chǎn)生的水平推力極小，同時(shí)擠塑板上覆土及路面結(jié)構(gòu)厚度較小，產(chǎn)生水平推力有限，因此擋墻按照構(gòu)造設(shè)計(jì)，抗滑穩(wěn)定、抗傾穩(wěn)定及基地應(yīng)力均可滿足使用要求。

二期護(hù)岸斷面鋼筋混凝土擋墻后填筑一般土料，其抗滑、抗傾穩(wěn)定及基底應(yīng)力計(jì)算結(jié)果見表1，均滿足規(guī)范要求。其余景觀平臺(tái)兼作擋土墻，采用樁基，滿足相應(yīng)結(jié)構(gòu)要求。

表1 二期護(hù)岸斷面擋墻結(jié)構(gòu)計(jì)算成果表

4 結(jié) 語

1）該工程護(hù)岸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮到與景觀、環(huán)境條件相適應(yīng)，給商業(yè)廣場(chǎng)提供了極佳的臨水場(chǎng)地，使商業(yè)、休閑、娛樂得到有機(jī)融合。

2）該工程地質(zhì)條件相對(duì)較差，同時(shí)為與場(chǎng)內(nèi)高程相協(xié)調(diào)，對(duì)堤岸進(jìn)行水泥攪拌樁加固、擠塑板換填等措施。最終取得了較好的效果，既保證結(jié)構(gòu)安全，又能使河道景觀與商業(yè)廣場(chǎng)建筑景觀相協(xié)調(diào)。

3）該工程河道的流速較小，常水位以下采用人工修整后的土坡，利于河道自然生物的生長(zhǎng)。上部采用植草，栽植灌木美化環(huán)境，讓人不僅能親水，更能置身于大自然的綠色中。流動(dòng)的水體、堅(jiān)固的堤岸、飄香的花木、悠閑的人們有機(jī)結(jié)合，構(gòu)成了一幅美妙、和諧的畫卷。