5.2 防洪堤防(墙)
5.2.1 本条基本沿用原《城市防洪工程设计规范》CJJ 50-92第5.2.1条的规定。堤防用料较多,因此,要根据当地土石料的种类、质量、数量、分布范围和开采运输条件选择堤型。堤防各段也可根据地形、地质、料场的具体条件和建堤场地分别采用不同堤型,但在堤型变化处,应设置渐变段平顺衔接。当有足够筑堤土料和建堤场地时,应优先采用均质土堤,因地制宜,符合自然生态规律,节省投资;土料不足时,也可采用其他堤型。
5.2.2 本条是参照现行国家标准《堤防工程设计规范》GB 50286-1998第6.2.5条、第6.2.6条制定的。主要是保证土堤有足够的抗剪强度和较小的压缩性,避免产生土堤裂缝和大量不均匀变形,满足渗流控制要求。
黏性土填筑设计压实度定义为:
式中:Pds——设计压实度;
ρds——设计压实干密度(kN/m3);
ρd.max——标准击实试验最大干密度(kN/m3)。
标准击实试验按现行国家标准《土工试验方法标准》GB/T 50123-1999中规定的轻型击实试验方法进行。
无黏性土填筑设计压实相对密度定义为:
式中:Dr.ds——设计压实相对密度;
eds——设计压实孔隙比;
emax、emin——试验最大、最小孔隙比。
相对密度试验按现行国家标准《土工试验方法标准》GB/T 50123-1999中规定的方法进行。
5.2.3 本条基本沿用原《城市防洪工程设计规范》CJJ 50-92第5.2.4 条的规定。堤顶宽度过窄往往造成汛期抢险运料、堆料困难,为了保证堤身的稳定和便于防洪抢险,规定了堤顶最小宽度为3m。
5.2.4 本条基本沿用原《城市防洪工程设计规范》CJJ 50-92第5.2.5 条的规定。设戗台(马道)主要是增加堤基和护坡的稳定性,便于抢修、观测和有利通行等,如堤坡坡度有变化,一般戗台(马道)没在坡度变化处,如结合施工上堤道路的需要,也可设置斜戗台(马道)。
5.2.5 本条基本沿用原《城市防洪工程设计规范》CJJ 50-92第5.2.6条的规定。控制逸出点在堤防坡脚以下,目的是控制堤外附近地下水位,避免由于地下水位抬高而对堤外建筑物产生的不利影响。
5.2.6 本条基本沿用原《城市防洪工程设计规范》CJJ 50-92第 5.2.7条的规定,参照现行国家标准《堤防工程设汁规范》GB 50286-1998第8.2.4条制定的。对于均质土堤、厚斜墙土堤和厚心墙土堤可采用不计条块间作用力的瑞典圆弧法。堤坡抗滑稳定安全系数,见《堤防工程设计规范》GB 50286-1998。
5.2.7 本条基本沿用原《城市防洪工程设计规范》CJJ 50-92第5. 2.8条的规定。
5.2.8 本条基本沿用原《城市防洪工程设计规范》CJJ 50-92第5.2.9条的规定。护坡可有效防止土堤堤坡的冲刷、冻融破坏,保护堤坡稳定,减少水土流失。迎水坡需做护坡段一般采用硬护坡,非迎流顶冲、受风浪影响较小的堤坡可采用生态护坡。背水堤坡宜优先考虑生态护坡,满足城市生态环境的要求。
5.2.9 本条基本沿用原《城市防洪工程设计规范》CJJ 50-92第5.2.10条的规定。补充“当计算护脚埋深较大时,可采取减小护脚埋深的防护措施”的规定内容。
5.2.10 本条基本沿用原《城市防洪工程设计规范》CJJ 50-92第5.2.11条的规定。在场地受限制或取土困难的条件下,修防浪墙往往是经济合理的。新建防浪墙需在堤身沉降基本完成后进行。防浪墙应设置在稳定的堤身上,以防止防浪墙倾覆。由于防浪墙是修建在填方土堤上,考虑温度应力和不均匀沉陷影响,防浪墙应设置变形缝。
5.2.11 本条基本沿用原《城市防洪工程设计规范》CJJ 50-92第5.2.12条的规定。石堤具有强度高、杭冲刷力强、维修工程量小的优点,当越浪对堤防背水侧无危害时,还可降低堤顶高程允许越浪。土石堤用石料作为堤防外壳,以保持较高强度和稳定性,采用土料作为防渗心墙或斜墙,防渗土料压实后,应具有足够的防渗性能和一定的抗剪强度。在防渗体与堤壳之间,应设过渡层及反滤层,以满足渗流控制的要求,一般应在靠近心墙处填筑透水性较小、颗粒较细的土料,靠近壳体处,填筑透水性较大、颗粒较粗的土石料,并应满足被保护土不发生渗透变形的要求。
5.2.12 本条基本沿用原《城市防洪工程设计规范》CJJ 50-92第5.3.1 条的规定。增加“防洪墙结构形式应根据城市规划要求、地质条件、建筑材料、施工条件等因素确定”的内容。城市中心区地方狭窄,土地昂贵,可不修建体积庞大的土堤,而防洪墙具有体积小、占地少、拆迁量小、结构坚固、抗冲击能力强的优点,因此在城市堤防建设中被广泛采用。哈尔滨市城市堤防选用防洪墙结合活动钢闸板形式,满足人们亲水性要求和城市景观要求;芜湖市选用空箱式防洪墙,既节约用地又发展经济;其他城市采用连拱式、加筋板式或混合式防洪墙,多是为适应城市用地紧张、安全、美观、经济要求。因此,防洪墙结构形式应根据城市规划要求、地质条件、建筑材料、施工条件等因素综合比较选定。
5.2.13 本条基本沿用原《城市防洪工程设计规范》CJJ 50-92第5.3.2条、第5.3.3条的规定。在防洪墙的设计中,要特别注意满足抗滑、抗倾覆稳定的要求,同时,地基应力、地基渗透也应满足要求,地基应力必须小于地基允许承载能力,且底板不产生拉应力,即合力作用点应在底板三分点之内。
5.2.14 本条基本沿用原《城市防洪工程设计规范》CJJ 50-92第5.3.4条的规定。防洪墙基础埋置深度应满足冲刷深度要求,在季节性冻土地区,还应满足冻结深度要求,目的是保证防洪墙的稳定。
5.2.15 本条基本沿用原《城市防洪工程设计规范》CJJ 50-92第5.3.5条的规定。防洪墙变形缝的设置是考虑温度应力和不均匀沉陷影响。
5.2.16 对堤防(防洪墙)加固、改建或扩建工程的规定。堤防扩建是指对原有堤防的加高帮宽。土堤或防洪墙的扩建在考虑堤身或墙体自身断面加高帮宽的同时,还需满足抗滑、抗倾覆以及渗透稳定要求,往往需要同时采取加固措施。
城市防洪墙的加固,需结合城市的交通道路、航运码头、园林建设等统筹安排,并进行技术经济比较,确定工程设计方案。我国堤防多为历史形成,在某些堤段堤线布局往往不尽合理,需要进行适当的调整。堤线的裁弯取直、退堤或进堤均属局部堤段的改建。由于城镇发展需要,可清除原有土堤重建防洪墙,或者老防洪墙年久损坏严重,难以加固,亦可拆除重建。堤防(防洪墙)的改建应综合考虑,经分析论证确定。
土堤常用的扩建方式主要有以下两种:
1 填土加高帮宽,在有充分土源的条件下,是一种施工简便、投资较省的扩建方式。填土加高又可分为三种形式:①临河侧加高帮宽,可少占耕地,运土距离较近,对多泥沙河流易于淤积还土,一般土方造价较低,所以在设计时应优先考虑采用。填筑土料的防渗性能应不低于原堤身土料。②背水侧帮宽加高,当临水侧堤坡修有护坡、丁坝等防护工程,或临水无滩可取土时,可采用背水侧帮宽加高。③ 骑跨式帮宽加高,即在原堤身临、背水两侧堤坡和堤顶同时帮宽加高,这种形式施工较复杂,帮宽加高部分与原堤身接触面大,新旧结合面质量不易控制,且两侧取土,故很少采用。
2 堤顶增建防洪墙加高堤防。当堤防地处城镇或工矿区、地价昂贵或帮宽堤防需拆迁大量房屋或重要设施,投资大且对市政建设有较大影响时,采用在土堤顶临水侧增建防洪墙的方法较为经济合理。防洪墙主要有两种形式:①I字形墙适用于墙的高度不高时。墙的下部嵌入堤身,靠被动土压力保持其稳定。②⊥形墙适用于墙的高度较高时,靠基底两侧上部填土压力提高墙的稳定性。
各地不同时期建造的防洪墙,其防洪标准和结构形式差别较大。在新的设计条件下进行加高时,首先要对其进行稳定和强度验算,本着充分利用原有结构的原则,针对墙体或基础存在的不足方面,采取相应的加高加固措施,达到技术经济合理的要求。
在堤与各类防洪墙加高时,做好新旧断面的牢固结合以及堤与穿堤建筑物的连接处理十分重要,设计中要提出具体措施。在防洪墙的加固设计中,对新旧墙体的结合面要进行处理,采取可靠的锚固连接措施,保证二者整体工作。变形缝止水破坏的要修复,保证可靠工作。堤岸防护工程旨在保护所在堤段的稳定和安全,由于防洪标准提高,在堤防进行加高扩建的同时,也需对堤前的防护工程进行复核,如不满足要求,也需加高扩建。