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城市河道整治工程結(jié)構(gòu)設(shè)計

2011-06-30 05:07:10陸雍容
東北水利水電 2011年12期
關(guān)鍵詞:擠塑板堤坡護(hù)岸

林 瀟,陸雍容,徐 嵐

(上??睖y設(shè)計研究院,上海 200434)

城市河道的治理長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。隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的進(jìn)一步提高,對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,為美化周邊環(huán)境,提升商業(yè)廣場品質(zhì),對該兩段河段進(jìn)行了沿線建筑景觀方案改造設(shè)計。為滿足建筑景觀設(shè)計方案的要求,對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。

1 設(shè)計基本條件

商業(yè)廣場內(nèi)沿荻涇河及沙浦河布置有大小不一、錯落有致的點式商業(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。親水平臺及生物景觀主要布設(shè)在堤坡上,為節(jié)省空間,親水平臺為外挑式,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,建筑物級別為3級。地震基本烈度為Ⅶ度,地震動峰值加速度0.1g。荻涇河規(guī)劃河底寬度為23 m,上口寬38 m,設(shè)計坡比為1∶2.5;設(shè)計高水位為3.9 m,常水位為2.5~2.6 m,設(shè)計低水位為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級航道,通行50 t級內(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)計坡比為1∶2.5;設(shè)計高水位為3.9 m,常水位為2.5~2.6 m,設(shè)計低水位為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)計中要考慮的荷載主要有交通車輛、人群荷載、景觀平臺及其基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)自重。

2 方案設(shè)計

一期商業(yè)廣場內(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,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擠塑板局部擠壓破壞。為減輕地下水對擠塑板的浸泡,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。

外挑式親水平臺高程為4.25 m,采用灌注樁基承擔(dān)其平臺荷載。典型布置方式主要為2種:1)毗鄰廣場為換有擠塑板的交通道路,臨河依次為獨立基礎(chǔ)的觀景平臺(平臺下為堤岸坡面)、設(shè)有獨立基礎(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。

親水休閑平臺高程為4.80~5.40 m,平臺板厚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、獨立基礎(chǔ)的觀景平臺(平臺下為堤岸坡面)、設(shè)有獨立基礎(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型墻、生態(tài)綠化的坡面、獨立基礎(chǔ)的觀景平臺(平臺下為堤岸坡面)、設(shè)有獨立基礎(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,臨河依次為與獨立基礎(chǔ)的觀景平臺剛性連接的混凝土擋墻、觀景平臺(平臺下為堤岸坡面)、設(shè)有獨立基礎(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)毗鄰廣場為交通道路,臨河依次為獨立基礎(chǔ)的觀景平臺(平臺下為綠化帶)、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)定計算采用傳統(tǒng)的瑞典條分法,按圓弧滑動計算。計算工況選擇基本組合和特殊(地震)組合,基本組合選擇設(shè)計低水位2.0 m情況為控制工況,地震工況組合時水位取2.3 m。

設(shè)計荷載主要為堤頂?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計取,花壇荷載按2 kN/m2計取,親水平臺荷載按3.5 kN/m2計取。

所計算的滑動面通過水泥攪拌樁及灌注樁樁身且在滑動面上下的長度均大于5倍樁徑,穩(wěn)定分析計算時考慮樁的抗滑作用,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合工況時安全系數(shù)在1.30~1.65之間,特殊組合工況時安全系數(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,對墻體產(chǎn)生的水平推力極小,同時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,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)力計算結(jié)果見表1,均滿足規(guī)范要求。其余景觀平臺兼作擋土墻,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)計算成果表

4 結(jié) 語

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

2)該工程地質(zhì)條件相對較差,同時為與場內(nèi)高程相協(xié)調(diào),對堤岸進(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。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。流動的水體、堅固的堤岸、飄香的花木、悠閑的人們有機結(jié)合,構(gòu)成了一幅美妙、和諧的畫卷。

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