生态仿木桩护岸在河道建设工程中的应用

彭星凯

上海宏波工程咨询管理有限公司

摘要：护岸结构型式及布置力求做到“安全、生态、景观”，使之既能与周围现状协调一致，又能适应地区发展的需要。规划芦沟浜北起航西港、南至航西港，规划长度513m，是航头镇沈庄片区重要的规划水体，其正常运行对保障区域排涝安全起着重要作用，对周边河道水质的影响也至关重要。为帮助航头镇“四个一批”重点项目提供有效“水票”，本次拟对芦沟浜（航西港~航西港）按规划规模进行实施。生态仿木桩护岸具有生态景观性好，与周边环境融合性较强的优点，在保证河道岸坡稳定及河道过水断面的前提下，能够做到既生态、又安全。

关键词：河道整治；水票；生态；仿木桩

中图分类号：TV861       文献标识码：B

1.工程背景

为支持政府投资重大工程建设，完善推进政府性投资项目协同机制，同时加强地区防汛除涝安全保障及水环境保护，进一步提高填河审批行政效率，市、区水务部门开展执行“水票制度”（试行），即通过年度河道（湖泊）报告认定的新增河湖面积产生水票，用于支持政府投资重大工程涉及填堵河道且无法先行实施补偿的。为航头镇“四个一批”重点项目提供有效“水票”，航头镇对全镇范围内的水系情况进行了调查排摸。经调查，规划边界内按蓝线实施的河道大部分涉及动迁户较多，部分节点尚不具备实施条件。规划芦沟浜（航西港~航西港）范围内不涉及A类基本农田，且动迁量少，可实施性较高。

芦沟浜是航头镇沈庄片区重要的规划水体，其正常运行对保障区域排涝安全起着重要作用，对周边河道水质的影响也至关重要。本次拟对芦沟浜（航西港~航西港）按规划规模进行实施。

2.工程概况

2.1.河道现状

芦沟浜河道呈“I型”走向，北起航西港，南至航西港，现状全长425m。现状河口宽约12~16m，河底高程约1.6~2.0m，河道两侧岸坡大多为自然土坡，北岸岸后地面高程约3.9~4.3m，南岸岸后地面高程约3.9~4.2m，岸后大部分岸段为农田和大棚，部分岸段岸后为树木及果林。河道沿线共有1座现状桥梁，位于沈庄22组村宅路；现状桥梁梁底高程约4.20m，桥跨约16m，桥宽约5.6m。

河道规划河口宽15m、规划河底宽2m，规划）河底高程0.50m，陆域控制范围均为两侧各6m。

2.2.气象

本工程位于中纬度沿海，属北亚热带南缘，东亚风盛行，受冷暖空气交替影响和海洋性气候调节，四季分明，气候温和，雨量充沛。多年平均气温为15.6°C，年内气温以7月份最高，多年平均为27.4°C；以1月份最低，多年平均为3.6°C。多年平均降水量为1207.3mm。7-9月热带气旋活动影响频繁，平均每年2-3次。

2.3.水文

本工程属于上海市水利分片中的“浦东片”，口门排水受潮汐影响较大。由于浦东片沿江沿海均有水闸控制、调度，内河水位基本处于人为控制状态，最高水位为3.75m（上海吴淞高程，下同），常水位为2.50～2.80m，预降水位为2.00m。

2.4.地质

拟建工程位于上海市浦东新区航头镇，工程场地属滨海平原地貌类型。

拟建场地现状主要为空地、桥梁、河道等，勘察期间实测的勘察点孔口地面标在4.42m～4.76m之间，高差0.34m，河道水面标高3.01m，场地地形起伏不大。

本工程河道护岸设计拟采用桩式护岸，护岸承受岸边水土荷载和河水冲刷，主要起抗滑移、抗冲刷、防渗（保持水土）等作用。对于本工程河道护岸结构而言，因其上部结构荷载不大，且桩基主要起抗滑稳定作用，桩端可视滑动面深度而定。根据本地区类同工程经验，桩端可置于③及④层土中。

第③层淤泥质粉质粘土：普遍分布，层顶标高为2.44m～-1.98m，层厚为1.40m～2.10m，平均为1.76m。该层在满足抗滑、抗倾覆等稳定性要求的前提下，可作为河道桩式护岸的桩端持力层，桩端入土深度约7.5m。可施工250mm×250mm的预制方桩。

第④层淤泥质粘土：普遍分布，层顶标高为-2.86m～-3.54m，层厚为8.00m～8.40m，平均为8.14m。该层在满足抗滑、抗倾覆等稳定性要求的前提下，可作为河道桩式护岸的桩端持力层，桩端入土深度约10.0m左右。可施工300mm×300mm的预制方桩。根据场地工程地质条件，采用上述桩基方案时，沉桩一般无困难,但需注意地下障碍物的影响。

根据本工程勘察成果，设计应根据护岸工程抗滑稳定性、抗倾覆稳定性等要求选择合适的桩长和基底桩间距。

3.护岸选择

3.1.护岸结构选择

本次河道断面设计主要考虑满足河道规划规模，在保证河道岸坡稳定及河道过水断面的前提下，使河道有较好的生态绿化景观。

本工程河道断面设计综合考虑安全、造价、地区性、生态、亲水及施工难度等因素，尽量避免和减少动拆迁，尽量结合现有地形，避免大量的土方填筑或开挖。

3.1.1河道断面型式比选

根据上海市工程经验，常用的河道断面型式通常有三种：矩形断面、梯形断面、复式断面，而在本工程周边主要为农田和林地，矩形断面的适用性较差，因此本次主要针对梯形断面和复式断面进行比选，以下为各种断面优缺点比较：

（1）梯形断面

根据河道边坡稳定安全，从河底到堤顶采用斜坡型式，边坡根据实际情况进行护砌、绿化护坡，确保边坡整体及局部稳定。梯形断面一般适用于河道较宽的岸段，对于河道成坡要求较高，因边坡的单一和水深的制约，能够生长水生植物的基底相对较少。

（2）复式断面

复式断面介于矩形断面与梯形断面之间，一般在一个较为合适的河滩高程处设置直立式结构，挡墙墙顶高程根据河道常水位设置，不直接达到防汛标高，挡墙后设置斜坡式土堤，堤顶高程达到防汛高程。改造断面型式一般适用于河道较窄的岸段，对于现状河床断面的要求较低，生态性佳，且能营造良好的水坏境，但相比于斜坡式护岸造价相对高一点。

梯形断面效果图复式断面效果图

图1 护岸结构典型断面图

（3）断面比选

斜坡式断面具有结构工程量小，结构工程费用低，生态及景观效果均比较好的特点，但护岸自身结构强度低，抗冲性较差，尤其考虑地区砂性土的特性，为保障边坡稳定，斜坡的坡比一般不低于1:3，因上述条件限制，一般需要河口较为宽阔的岸段并且无大面积回填土方的要求。

复合式均在临水侧设置挡土结构，结构安全可靠度高，复合式断面型式适当降低了护岸挡墙的高度，通过土堤绿化护坡达到防汛高程，在满足护岸结构安全的前提下，使岸线的亲水效果得到体现。

综上所述，本工程在河道宽度变化不大，结合岩土工程勘察报告显示的土层特性最终设计采用复合式护岸。

3.1.2护岸结构型式比选

针对本工程范围内的河道现状及存在的问题，考虑河道的生态建设及景观要求，根据以上原则并结合护岸所在河段沿岸土地利用规划要求，本工程提出2种护岸型式，各种结构断面形式介绍如下：

方案一：钢筋混凝土方桩+高强嵌锁砌块墙身结构

墙身为高强嵌锁砌块结构，上部设置500×250mmC30钢筋砼压顶，压顶顶高程为3.20m，墙后以1:2的坡度衔接至岸后地面高程4.20m，斜坡布置绿化植被，岸顶临水侧布置一排栏杆。压顶下部叠放7块400×300×150mm的高强嵌锁块，嵌锁块下方为C30钢筋砼底板，底板顶高程1.90m，厚300mm，宽1.50m，底板前趾处设置深200mm，宽200mm齿坎。底板下部布置两排250×250×6000mm@1200（梅花型布置），桩长6m的C30钢筋砼方桩。墙前设置0.5m宽的水生植物种植平台，高程为2.20m，平台外边缘开始以1:2.0斜坡延伸至河道底高程0.50m。

方案二：钢筋混凝土方桩+导梁+上部仿木桩结构护岸

钢筋混凝土方桩+导梁+上部仿木桩结构护岸基础采用6m长250×250mm钢筋混凝土方桩，桩间距2m，梅花型布置。桩顶采用1400×500mmC30钢筋混凝土导梁，导梁顶高程2.20m，墙前种植约0.5m的水生植物，导梁上安装DN200密排仿木桩，桩顶高程为3.0m，墙后1:2放坡至现状路面，现状路面不低于4.20m，墙前以1:2.0斜坡延伸至河道底高程0.50m。

方案一                                方案二

图2 护岸结构典型断面图

从现场踏勘和河道断面测量资料来看，河道岸后现状大多为自然土坡，局部岸坡有坍塌现象，河道淤积严重。本次河道断面设计在保证河道岸坡稳定及河道过水断面的前提下，采用生态景观性较好、与周边环境融合性较强的生态仿木桩护岸，保证河道既生态、又安全。

4.结语

1、护岸结构型式的选用需遵循因地制宜的原则，在保证结构简单、安全可靠的前提下，做到既满足防汛除涝、生态环境、水资源调度的要求，又与周边环境相协调。

2、本工程结合河道现状及岩土工程勘察报告，选用了生态仿木桩护岸，后续需根据护岸结构对其进行结构稳定验算，保证其合理性。

3、本工程采用的生态仿木桩护岸建成后，对增强防汛除涝能力、加强水土保持、改善水环境、没画河道生态景观效果均有积极作用。

参考文献

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