框架堤在鰲江標(biāo)準(zhǔn)堤中的應(yīng)用及影響

摘 要：平陽縣鰲江標(biāo)準(zhǔn)堤（鎮(zhèn)區(qū)段）加固工程是鰲江防洪、防潮的重要項(xiàng)目，本工程在安全評估結(jié)論中定性為“三類塘”，因而，本工程的加固是十分必要、十分迫切的。本文介紹了框架堤在本工程中的應(yīng)用及對鰲江行洪的影響，設(shè)計成果既能滿足防洪、擋潮、防滲等水利基本功能要求，又能與沿線景觀綠化、市政道路、碼頭、人民群眾休閑休憩場所有機(jī)結(jié)合，為今后海塘加固改造設(shè)計提供了借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：框架堤；鉆孔灌注樁；海塘

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.12.083

1 工程概況

鰲江鎮(zhèn)，溫州市五大鎮(zhèn)之一，浙江省27個中心鎮(zhèn)小城市培育試點(diǎn)之一，浙江省唯一具備“水，公，鐵”交通網(wǎng)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，溫州南部交通樞紐之一，平陽縣經(jīng)濟(jì)中心、交通中心。

平陽縣鰲江標(biāo)準(zhǔn)堤（鎮(zhèn)區(qū)段）加固工程是鰲江防洪、防潮的重要項(xiàng)目，鎮(zhèn)區(qū)段標(biāo)準(zhǔn)堤在現(xiàn)有堤防外側(cè)緊貼堤防新建框架堤2425m、現(xiàn)有框架堤加高854m、土石堤加高405m。

根據(jù)本工程的規(guī)模和防護(hù)對象，考慮到平陽縣屬于沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，根據(jù)《海堤工程設(shè)計規(guī)范》（SL435-2008），并按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201-2014）、《堤防工程設(shè)計規(guī)范》（GB50286-2013）等標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范，確定本工程等別為Ⅲ等，主要建筑物標(biāo)準(zhǔn)堤3級，相應(yīng)防潮標(biāo)準(zhǔn)為五十年一遇。

2 工程地質(zhì)條件

本次勘察所揭露地層，除了雜填土、堤身填土外，主要為第四系海相沉積軟土層。根據(jù)野外鉆探、室內(nèi)土工試驗(yàn)成果，將鉆探深度范圍內(nèi)場地土劃分為6 層（含透鏡體），現(xiàn)將其自上而下分述如下：

第①層：雜填土，灰黃色，松散，主要由粘性土、碎石、礫石、砂粒及少量建筑垃圾組成。

第②層：碎石土（堤身填土），褐黃色，稍密，主要由碎石、粉粘粒、砂粒、礫石等組成。

第③層：粘土（堤身填土），灰黃色，可塑～軟塑，濕，高壓縮性。夾少量粉細(xì)砂。

第④層：含粉砂淤泥，灰、青灰色，流塑，飽和，高壓縮性。粉、細(xì)砂含量分布不均勻，夾少量貝殼碎屑和黑色腐殖質(zhì)。

T：粉砂混淤泥，夾層，灰色，稍密，搖振反應(yīng)快，夾少量貝殼碎屑。

第⑤層：淤泥，青灰色，流塑，飽和，高壓縮性，夾少量貝殼碎屑和黑色腐殖質(zhì)，夾少量粉、細(xì)砂極薄層。

第⑥層：淤泥質(zhì)粘土，未鉆穿，灰色，流塑，飽和，高壓縮性，高韌性，夾少量貝殼碎屑和黑色腐殖質(zhì)，局部夾少量粉、細(xì)砂。

說明：（1）[……]值為參考相關(guān)規(guī)范，結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗(yàn)提出的參考值；

（2）第②層、第④層提供變形模量參考值。

3 外移框架堤總體設(shè)計

3.1 外移框架堤地基處理方案比選

外移框架堤結(jié)構(gòu)設(shè)計主要考慮減少堤身斷面和增強(qiáng)景觀性，地基處理考慮采用樁基法進(jìn)行地基處理。

本次設(shè)計就樁基處理法而言，對鉆孔灌注樁、預(yù)制樁和PHC樁三方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。不同類型的樁由于截面、配筋或成樁工藝及構(gòu)造不同，自身剛度、彈性模量往往不同，樁基規(guī)范也明確提出同一結(jié)構(gòu)單元下避免同時設(shè)置不同類型的樁基，如同一基礎(chǔ)下既設(shè)灌注樁又設(shè)預(yù)制樁，因此本次設(shè)計不考慮不同類型樁基聯(lián)合使用的處理方案。各方案優(yōu)缺點(diǎn)比較見表2。

本工程外移框架堤沿線軟土地基土層深度一般為40～50m，較深厚，若采用預(yù)制樁和PHC樁需接樁，施工難度較大，施工噪音大且造價較高，因此，外移框架堤樁基礎(chǔ)推薦采用砼鉆孔灌注樁方案。

3.2 外移框架堤設(shè)計

（1）框架堤尺寸擬定。框架堤單元分段長度16m，堤面總寬8.50m

，堤頂高程5.76m，堤身布置2排C25直徑80cm鉆孔灌注樁，前后排各4根樁，前后排樁距4m，前排每2根樁在高程1.70m形成承臺，承臺平面尺寸3.6×1.2×1.2m（長×寬×高），以增加承臺節(jié)點(diǎn)的慣矩及剛度。承臺中心線距離為10m，以減小堤頂梁兩端懸臂的長度。在高程1.70m及堤頂布置縱橫梁格。具體框架堤設(shè)計方案如下：圖1 外移框架堤橫斷面圖；圖2 框架堤外立面圖。

（2）框架堤荷載及工況。①新建框架堤建于現(xiàn)有堤防的外江側(cè)，兩者在結(jié)構(gòu)上脫離，相互不傳遞水平力或豎向力。②本框架堤屬輕型框架結(jié)構(gòu)，水平荷載為堤前波浪對每結(jié)構(gòu)段的8根樁的力，經(jīng)計算，該力很小，可忽略不計。豎向荷載由堤頂人行荷載及結(jié)構(gòu)自重組成。人行活荷載為6KN/m2。

（3）框架堤結(jié)構(gòu)計算原則。本框架堤是支承在鉆孔灌注樁基礎(chǔ)上的框架結(jié)構(gòu)，樁基地層土屬淤泥及淤泥質(zhì)土，河床面基土高程1.0m，持力層埋深大，樁屬摩擦樁，樁主要承受豎向力。樁上部的鋼筋砼結(jié)構(gòu)為超靜定結(jié)構(gòu)，可按結(jié)構(gòu)力學(xué)計算。

（4）樁基豎向承載力驗(yàn)算。樁基設(shè)計根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-2008），單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值計算公式如下：

4 框架堤樁基對鰲江行洪的影響

4.1 框架堤阻水面積與過流斷面比例

在設(shè)計潮位情況下，過流斷面積約2500m2，阻水面積為1.44m2，

因而，阻水面積百分比為0.6%。滿足《浙江省涉河碼頭水利許可技術(shù)規(guī)定》阻水面積百分比不宜大于4%的規(guī)定。

4.2 最大雍水高度計算

根據(jù)《浙江省涉河碼頭水利許可技術(shù)規(guī)定》第4.2條，樁柱引起的最大雍水高度不得超過8cm。按附錄A 碼頭雍水計算公式。

根據(jù)《鰲江流域綜合規(guī)劃報告2011-2030年》20年一遇洪峰流量4767m3/s過流面積2500m2，流速1.91m/s，計算得局部水位雍高值1cm。滿足小于8cm的要求。

4.3 框架堤樁基對鰲江行洪的影響的結(jié)論

經(jīng)計算復(fù)核，阻水面積百分比小于4%，水位雍高小于8cm，框架堤樁基對鰲江行洪的影響很小，滿足《浙江省涉河碼頭水利許可技術(shù)規(guī)定》的要求。

5 結(jié)束語

本次對海塘的進(jìn)一步加固、提標(biāo)改造是我省眾多老海塘加固改造的一個縮影。傳統(tǒng)的土石結(jié)構(gòu)海塘在保護(hù)人民生命和財產(chǎn)安全取得成績的同時，在長期運(yùn)行和加固改造過程中逐步暴露出諸多不足。本工程采用框架堤結(jié)構(gòu)很好的解決了，土石堤自身工后沉降偏大或難以控制，易造成堤頂高程逐年降低、堤身結(jié)構(gòu)開裂破損的問題。本次設(shè)計突破傳統(tǒng)和常規(guī)，在滿足防洪（潮）等水利基本功能的前提下，與景觀、道路、商業(yè)配套等完美結(jié)合。

參考文獻(xiàn)：

[1]SL435-2008，海堤工程設(shè)計規(guī)范[S].

[2]GB50286-2013，堤防工程設(shè)計規(guī)范[S].

[3]GB50007-2011，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范[S].

[4]JGJ94-2008，建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].

作者簡介：潘根孝（1986-），男，水利工程設(shè)計師。