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1、工程概況
杜家山河位于句容市經濟開發區，河道全長4.7公里，北至寧杭北路，南接黃金河，是穿越新城居住組團的城市內部河道，河道防洪標準20年一遇，堤防等級為4級。杜家山河河口寬度12～24m，河道周圍用地以居住區為主，河道兩側綠地較窄，現狀河道兩岸多為土坡，邊坡坡比較陡，坡腳受水流沖刷嚴重，已威脅到堤身及堤后建筑物的安全。
根據工程地質勘察報告，杜家山河勘探深度內共有七層地基土，自上而下分別為①層素填土（厚度：0.30～9.20m）、②層粉質黏土（厚度：0.60～7.00m）、③-1層粉質黏土（厚度：0.60～14.10m）、③-2層粉質黏土（厚度：0.50～7.50m）、③-3層含礫粉質黏土（厚度：0.40～2.70m）、④-1層強風化砂質泥巖（厚度：0.10～3.30m）、④-2層中風化砂質泥巖（最大揭露深度5.3m），根據杜家山河的斷面深度，選用③-1層粉質黏土作為擋墻基礎持力層，地基承載力fak=210kPa。
2、護岸方式對比
由于現有河道斷面面積較小，無法滿足20年一遇防洪標準，需對河道進行拓寬，而兩側可利用空間較小，無法采用自然放坡型式，故采用擋墻+放坡的復式斷面型式。常用傳統擋土墻型式主要有自嵌塊擋墻、格賓石籠擋墻、鋼筋混凝土擋墻、漿砌石擋墻及板樁式擋墻等，各擋墻優缺點主要如下表：
表2-1 各類擋墻優缺點
綜上所述，從生態性、景觀性、施工條件及工程投資等綜合考慮，選用生態框擋墻護岸型式。
3、生態框擋墻護岸設計
生態框擋墻墻高1.5m，墻頂寬1m，由三層生態框組合而成，框內填 充碎石土，采用土工布反包。相鄰生態框之間水平方向采用M20螺栓連 接，墻底設鋼筋砼混凝土基礎，寬1.5m，厚0.3m。墻頂與坡頂之間按1：3.5 坡比順接，坡上景觀綠化處理，為改善河道水質，墻底與河底之間設種 植水生植物平臺，平臺寬2m，河道典型斷面設計。
3.1 抗滑穩定安全計算
工程等別為Ⅳ等，生態框擋墻等主要建筑物級別為四級。生態 框擋墻主要依靠鋼筋砼生態框、框內填土及底板自重維持穩定性， 屬于重力式擋土墻中的一種，故按重力式擋墻計算結構穩定性。單 個生態框尺寸為2.0×1.0×0.5m（長×寬×高），鋼筋砼生態框及 底板重度取25kN/m3 ，填土重度取18 kN/m3 ，故生態框擋墻綜合重度 取22.5kN/m3。
《水工擋土墻設計規范》中規定，4級擋土墻在各類荷載組合下沿基底面的抗滑穩定安全系數如下表：
表3-1 土質地基上擋土墻抗滑穩定安全系數允許值
具體計算公式如下：
式中：Kc—抗滑穩定安全系數；f—擋墻基底與地基土之間的摩擦系數，根據地勘報告可取0.25；∑H—作用在擋墻上全部平行于基底面的荷載（kN）。
3.2抗傾覆穩定安全計算
《水工擋土墻設計規范》（SL379-2007）中規定，4級擋土墻在各類荷載組合下的抗傾覆穩定安全系數（如下表）：
表3-2 土質地基上擋土墻抗傾覆穩定安全系數允許值
具體計算公式如下：
式中：K0—抗傾覆穩定安全系數；∑MV—對擋墻基底前趾的抗傾覆力矩（kN·m）；∑MH—對擋墻基底前趾的傾覆力矩（kN·m）。
選用河道最不利斷面進行計算，各工況條件下抗滑、抗傾覆計算結果均能滿足要求，但正常運行工況及地震工況條件下，抗滑安全系數僅稍稍大于允許值，為增加抗滑安全系數富裕度，在上下相鄰兩層生態框之間鋪設雙向土工格柵，土工格柵前面與M20螺栓連接，后面伸入填土至開挖面，形成加筋土，可有效提升擋墻抗滑安全安全系數。
4、施工過程中存在的問題
杜家山河整治工程中河道兩側駁岸采用了大量的生態框擋墻，在工程施工階段，主要遇到了以下幾項較為突出的問題：（1）生態框為預制框格產品，雖然相鄰生態框之間有M20螺栓連接，但相鄰兩生態框之間仍有約6cm的空隙，尤其當生態框位于河道轉彎段時，若轉彎半徑較小，相鄰兩生態框之間轉角越大，空隙也就越大，墻后填土碾壓過程中部分容易從縫隙中流出，且洪水期容易受水流沖刷影響，影響邊坡穩定。（2）生態框尺寸為固定尺寸，單塊生態框長2m，而杜家山河沿線跨河橋梁較多，遇橋梁處生態框擋墻需與橋臺順接，而連接處長度往往不規則，不是2m的整數倍，故無法放置一塊完整的生態框，若鑿除部分生態框，則會影響結構的完整性，且框內填土更容易流失。
5、解決措施
針對以上問題，結合工程實踐經驗及工程設計原理，經過多番討論與研究，提出以下解決方案：（1）對于平順段河道，相鄰兩生態框之間空隙可用粒徑為4～6cm碎石將空隙填實，而針對彎曲段河道，由于空隙較大，則根據空隙具體尺寸采用相應較大粒徑的碎石進行填充。（2）生態框與現狀橋臺或擋墻銜接處，先盡可能鋪設生態框至生態框與現狀橋臺或擋墻距離小于2m，生態框與現狀橋臺或擋墻之間采用混凝土重力式擋墻進行銜接。
6、總結
杜家山河整治工程實施中，采用了大量的階梯式生態框擋墻作為生態護岸，采用預制產品作為河道護岸，縮短了工程工期，另外結合景觀措施及在河底種植水生植物，在滿足河道行洪安全及護岸穩定的基本條件下，也大大提高了河道的生態性及景觀性。本工程對生態框擋墻這種新型護岸的使用，為類似水環境綜合整治工程提供了一定的工程經驗，對生態框擋墻的廣泛推廣起了一定的積極作用。
