臨河道路擴寬改造支擋結(jié)構(gòu)方案比選

田陽輝 徐小林

(中交第二公路勘察設計研究院有限公司 武漢 430056)

安慶市中山大道與G206共線改造段遠期屬于中心城快速交通系統(tǒng)，近期按城市主干路標準進行改造，橫向聯(lián)系集賢北路、中興大道等，同時兼具國道過境通道功能，該道路不僅作為城市主干路聯(lián)系城區(qū)北部，同時也可作為國道經(jīng)過市區(qū)外圍的聯(lián)接線。中山大道設計標準為城市主干路，設計車速60 km/h，道路全長3 966.227 m，道路規(guī)劃紅線寬度60 m，現(xiàn)狀道路寬度28 m[1]。

1 路段現(xiàn)狀及道路設計斷面

在K2+753-K2+950改造段，道路右側(cè)(南側(cè))為泄洪通道(寬度10 m)，泄洪道床底部距離岸坡頂部高差為7.14 m(含河床1.7 m淤泥)。

泄洪道左、右側(cè)兩側(cè)岸坡均采用一級放坡+二級擋墻進行邊坡支擋防護，支擋措施沿河道兩側(cè)對稱布置，邊坡高度、坡率及支擋防護型式完全一致。一級邊坡高度2.32 m，坡率為1∶1.72，植草防護；二級邊坡高度1.12 m，采用直立漿砌片石擋墻支擋；一、二級擋墻之間設置3 m寬安全平臺(含墻頂寬0.6 m)；三級邊坡高度3.7 m(含淤泥)，采用直立漿砌片石擋墻支擋；二、三級邊坡之間設置1.5 m寬安全平臺(含墻頂寬0.6 m)。

泄洪道北側(cè)為現(xiàn)狀中山大道(G206)，距離坡頂最近為3.8 m?，F(xiàn)有道路路緣帶旁沿著道路縱向布置一條給水管，管徑1 000 mm，鑄鐵材質(zhì)。泄洪道南側(cè)坡頂為單層至二層廠房，廠房最近位置緊貼斜坡頂部。

道路設計半幅橫斷面為15.5 m機動車道+5.5 m綠化帶+4.5 m非機動車道+4.5 m人行道組成?，F(xiàn)狀地形地貌和道路半幅橫斷面組成見圖1。

圖1 現(xiàn)狀地形地貌典型斷面和道路設計半幅橫斷面示意圖(單位：高程，m；尺寸，cm)

2 改造段道路設計概況

改造段道路右半幅路基寬度30 m，綠化帶寬1.6 m、非機動車道寬4.5 m和人行道寬4.5 m落在泄洪道的南側(cè)邊坡及泄洪道內(nèi)，侵占泄洪道2.1 m寬。經(jīng)本項目業(yè)主與水利部門協(xié)商，水利部門同意本道路占用部分泄洪道。

3 工程地質(zhì)條件

改造段右側(cè)約25 m處，呈東低西高，黃海高程在12.5～15.5 m之間，地貌單元屬長江II級階地。地層依次為①1填土(Qml)，主要由黏性土夾碎石和少量生活垃圾等，該層層厚0.70～1.20 m；①2填土(Qml)，主要由黏性土為主，夾少量的碎石等組成，該層層厚1.10～2.40 m；②粉質(zhì)黏土(Q3al)，硬可塑-硬塑狀，含灰白色黏土團塊或少量黑色鐵錳質(zhì)結(jié)核，該層層厚9.60～10.10 m。各層物理力學參數(shù)見表1。

表1 各層物理力學參數(shù)表

4 方案擬定

從項目周邊環(huán)境、工程地質(zhì)情況、施工條件和可操作性等方面出發(fā)，提出以下3種方案進行比較，具體為扶壁式鋼筋混凝土擋土墻、衡重式漿砌片石擋土墻和小跨徑樁板橋，擇優(yōu)選取[2-3]。

4.1 方案一。扶壁式鋼筋混凝土擋土墻

在河道中，沿道路邊線設置扶壁式鋼筋混凝土擋土墻，擋墻最高達8.5 m，擋墻埋深1.4 m，基礎底面設置0.6 m厚碎石墊層增加基底抗滑能力，見圖2。

圖2 扶壁式鋼筋混凝土擋土墻方案斷面圖(單位：高程：m；尺寸，cm)

此方案中，需開挖擋墻基礎，在擋墻第一破裂角范圍內(nèi)，需采用碎石回填。

泄洪河道北側(cè)開挖邊坡角為60°，開挖最大高度為9.1 m，邊坡屬于臨時邊坡，邊坡工程安全等級屬于二級邊坡，計算出其穩(wěn)定性系數(shù)為1.255，大于其安全系數(shù)1.2，故開挖過程中，北側(cè)邊坡穩(wěn)定。邊坡開挖邊線距離給水管最近為3.97 m[4-6]。

泄洪道南側(cè)開挖邊線距離南側(cè)坡腳4.65 m，開挖邊坡角為45°，在河道內(nèi)開挖高度為1.96 m，邊坡屬于臨時邊坡，邊坡工程安全等級屬于二級邊坡，對南側(cè)坡頂廠房無影響。

4.2 方案二。衡重式漿砌片石擋土墻

在河道中，沿道路邊線設置漿砌片石衡重式擋土墻。擋墻最高達8.5 m，擋墻埋深1.4 m，墻頂寬1 m，墻底寬3.23 m，基礎底面設置1 m厚碎石墊層增加基底抗滑能力，見圖3。

圖3 衡重式漿砌片石擋土墻方案斷面圖(單位：高程，m；尺寸，cm)

泄洪河道北側(cè)開挖邊坡角為60°，開挖最大高度為6.18 m，總體邊坡高度為9.1 m(含原有未動邊坡)，邊坡屬于臨時邊坡，邊坡工程安全等級屬于二級，計算出其穩(wěn)定性系數(shù)為1.366，大于其安全系數(shù)1.2，故開挖過程中，北側(cè)邊坡穩(wěn)定。

泄洪道南側(cè)開挖邊線距離南側(cè)坡腳3.21 m，開挖邊坡角為45°，在河道內(nèi)開挖高度為2.36 m，邊坡屬于臨時邊坡，邊坡工程安全等級屬于二級邊坡。取廠房荷載為50 kPa，計算開挖后的邊坡整體穩(wěn)定系數(shù)為1.502，大于其安全系數(shù)1.2，故在開挖過程中，南側(cè)邊坡穩(wěn)定。

4.3 方案三。小跨徑樁板橋

此橋內(nèi)側(cè)距坡頂自來水管外側(cè)2.9 m，外側(cè)沿河道修建。全橋長238.34 m，橋?qū)?1.5 m。上部結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土實心板，簡支結(jié)構(gòu)，共29跨，組合跨徑為27×8 m+2×10.75 m。橋墩采用雙柱式橋墩，樁基礎。橋臺采用柱式橋臺，樁基礎。小跨徑樁板橋橫斷面布置見圖4。

圖4 小跨徑樁板橋方案斷面圖(單位：高程：m；尺寸，cm)

5 處理方案論證

5.1 各方案主要工程量和經(jīng)濟性比選

各方案主要工程量及造價估算分析見表2。

表2 具體設計參數(shù)和經(jīng)濟性比選表

從經(jīng)濟性比選結(jié)果可看出，采用方案二處理費用最低，方案三費用最高。

5.2 技術比選

從施工難易程度、可操作性及現(xiàn)場實際情況進行技術比較分析，見表3。

表3 技術比選表

技術比較中，發(fā)現(xiàn)各方案均有優(yōu)缺點，應該結(jié)合工期、河道能否侵占、結(jié)構(gòu)美觀、質(zhì)量控制傾向等因素綜合考慮，選擇最合適的技術方案。

5.3 推薦方案

考慮到本項目侵占部分河道，需縮短工期，充分考慮經(jīng)濟性，最終推薦采用漿砌片石衡重式擋土墻方案。該方案需侵占河道寬度最大2.8 m，侵占了泄洪面積的32.8%，對泄洪會造成一定的影響；但根據(jù)多年雨季期間觀察，該泄洪道儲備了較大的泄洪能力，采用該方案不會造成水流溢出。

6 施工注意事項

1) 施工過程中，設置觀測邊樁，加強穩(wěn)定和位移觀測，建立預警機制；應封閉半幅車道，以確保施工及行車安全。

2) 分段開挖施工擋墻。

3) 做好坡面臨時防、排水措施。

4) 邊坡開挖時，應及時進行觀測，如有邊坡變形較大或失穩(wěn)，須及時停止開挖并作回填處理，并聯(lián)系業(yè)主、監(jiān)理及設計單位。

5) 施工中注意避免損傷道路中給水管。

7 結(jié)語

臨河拓寬改造道路支擋結(jié)構(gòu)方案選擇應充分結(jié)合項目自身特點、施工條件、工期要求、可操作性、經(jīng)濟合理等多角度進行考慮，應進行多方案比選，選擇符合項目特點的工程方案，使得工程順利推進。同時，本文提供的比選方案可供同類項目借鑒，以滿足不同工程需求。

[1] 城市道路設計規(guī)范：CJJ 37-2012[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012.

[2] 城市道路路基設計規(guī)范：CJJ 194-2013[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2013.

[3] 公路橋涵設計通用規(guī)范：JTG D60-2015[S].北京：人民交通出版社股份有限公司，2015.

[4] 建筑邊坡工程技術規(guī)范：GB 50330-2013[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2013.

[5] 中交第二公路勘察設計研究院有限公司.公路擋土墻設計與施工技術細則[M].北京：人民交通出版社,2008.

[6] 王大群,田陽輝.扶壁式擋墻變形加固處理設計[J].交通科技，2015(3)：91-93.