浅谈堤防设计中堤基设防深度

摘要：在防洪规划的堤防设计中，洪水的冲刷深度、堤岸的侵蚀、堆积形态、冬季的冻胀影响是堤基设计埋深和结构设计中的关键因素。采用不同的计算方法对侵蚀、堆积岸的冲刷深度进行计算论证，旨在找出山区河道冲刷的规律，为堤防设计服务。结合实际情况，分析了河流的现状，以期对堤防设计中地基设防深度有所借鉴。

关键词：堤防设计；堤基设防；设防深度

0 引言

堤防工程是常见的一种水利工程，堤防工程设计直接影响堤防工程的建设质量，因此做好堤防工程设计是十分重要的。堤基深度是堤防工程设计的重点，也是难点。不同堤防工程的实际情况不相同，堤防设防深度也不相同。本文里对堤防基础设防深度的设计进行了分析，为堤防设计工作提供参考。 1 工程概述

本文研究的该河位于某城市，由于堤防长期遭受水流侵蚀，防洪堤设施老化，威胁到城市居民的生命财产安全，因此对堤防进行修复设计是十分紧急的。调查分析表明，该河段河床相对狭窄。随着河流的流势，河床的侧向冲刷非常明显。由于河道流速较大，水流冲刷力较强。不同河流段的地质条件不同，在堤防设计中应考虑这些因素。河床侵蚀主要发生在河床表层。在堤防设计中，应首先考虑河水对河底的冲刷，其次考虑软弱层对堤防的影响。 2 A河的冲刷深度分析

2.1影响河道冲刷深度相关的因素

影响河流的冲刷效果的主要有两个因素，其中之一就是河流速度，而影响流速的重要因素是河流的纵坡，因此计算河道冲刷深度首先要确定河流的纵坡。影响河流冲刷效果的另外一个因素是河床本身的岩石类型。根据相关规范，不同类型的土层岩层对应的不冲流速不一样。因此，河道冲刷的关键因素是流速。 2.2冲刷深度的计算及分析

经过工作人员的调查与分析，很多学者都对细砾土进行了研究，但是缺乏对粗砾石的研究。本文介绍了2种计算方法，并进行验证，同时比较了2种方法的优势和缺点: 2.2.1方法一

依据《堤防工程设计规范》(GB50286)，附录D.2堤岸冲刷的计算公式：

从水面起算的冲刷深度为3.57m，河底的冲刷深度为0.57m。由以上数据可以看出，目前的计算公式的适用范围有限，对于山区河道粗砾底层而言，按照上述计算结果数值偏小。 2.2.2方法二

采用新旧对比的方式进行判定，可以通过对市中心流速较大的河堤和流速较小的河堤进行勘察，探查后及时回填。只有这样才能够保证河堤不受冲刷作用太大的影响，保证河堤正常发挥作用。

通过上述2种方法的比较，可以得出以下几个结论:在流速5m/s的情况下，该河流的最大冲刷深度为1.29m。不同河流的条件不同，这两种方法适用于不同类型和不同地区的河流，在选择时可以综合使用，也可以单独使用。

3 堤防软弱地基处理

根据规范取值，渠道的允许不冲流速从淤泥的0.19m/s~0.26m/s到砾石的4m/s，有着较大的差距。而根据《堤防工程设计规范》的冲刷深度计算公式，允许不冲流速对计算结果有着较大的影响。

珠江三角洲位于南海北部，面积约8600km2，在世界排行第十五，中国第二。洲内软土十分发育，主要由西江、北江、东江在珠江口受内海岸浪流及潮汐水动力作用逐渐淤积而成，属第四纪沉积物，土层多为含水丰富的淤泥、淤泥质粘土及粉细砂。由于其独特的地质、地理成因而形成的明显的区域性特性，使得珠江三角洲软土成为全国所报道过的工程中遇见的最软的软土，具有承载力低、受荷后变形大等特性。

由于区域特性，软土分布广泛，堤防工程中常遇淤泥等软土地基，合理的软土地基处理对工程效果有重要的影响。 常用的处理措施包括： 1.堤身自重挤淤法

该方法就是通过逐步加高的堤身自重将处于流塑态的淤泥或淤泥质土外挤，并在堤身自重作用下使淤泥或淤泥质土中的孔隙水压力充分消散而增加有效应力，从而提高地基的抗剪强度能力。在挤淤过程中为了不致产生不均匀沉陷，施工时应放缓堤坡、减慢堤身填筑速度，分期加高。该方法具有节约投资的优点和施工期长的缺点。适用于地基呈流塑态的淤泥或淤泥质土，且工期不太紧的情况。 2.抛石挤淤法

该方法就是把一定量和粒径的块石抛在需要进行处理的淤泥或淤泥质土地基中，将原基础处的淤泥或淤泥质土挤走，从而达到加固地基的目的。通常将不易风化的石料（尺寸一般不宜小于30cm）抛填于被处理堤基中，抛填方向根据软土下卧地层横坡而定。最后在上面铺设反滤层。这种方法施工技术简单、投资较省，常用于处理流塑态的淤泥或淤泥质土地基。 3．垫层法

垫层法就是把靠近堤防基底的不能满足设计要求的软土挖除，代以人工回填的砂、碎石、石渣等强度高、压缩性低、透水性好、易压实的材料作为持力层。其优点是可以就地取材、价格便宜、施工工艺比较简单。适用于软土埋深较浅、开挖方量不太大的场地。 4.旋喷法

旋喷法是利用旋喷机具造成旋喷桩以提高地基的承载能力，也可以作联锁桩施工或定向喷射成连续墙用于地基防渗。旋喷桩是将带有特殊喷嘴的注浆管置于土层预定深度后提升，喷嘴同时以一定速度旋转，高压喷射水泥固化浆液与土体混合并凝固硬化而成桩。所成桩与被加固土体相比，强度大、压缩性小。适用于冲填土、软黏土和粉细砂地基的加固。对有机质成分较高的地基土加固效果较差，宜慎重对待。而对于塘泥土、泥炭土等有机成分极高的土层应禁用。

从设计上来说，堤防地基进行处理后，堤基冲刷深度也会发生相应的变化，这就要求设计时在设计堤基深度时对这个问题进行具体分析，保证堤基深度能够抵御冲刷的影响。

在对其进行深入仔细的分析之后发现，不同流速条件下对堤基的影响不同，因此堤基设计深度可以根据流速及地基的双重影响效果进行计算，制定多种方案，通过科学合理的计算与验证，选择最适合该河流的堤基设计方案。 4 结语

综上所述，堤基深度问题一直是困扰堤防设计的难点之一，因此需要对实地进行考察，通过多种方法的论证选择合适的深度。堤防基础的设置深度: 1)要考虑河流的流向变化规律，预测河流流向的变化； 2)河流堤岸的岩石类型，及受到河流冲刷的影响程度；

只有将这几个方面进行综合考虑，堤基深度设计才会更加科学合理。 参考文献：

［1］郝伟.盛静茹.关于堤防道路功能分类的思考.南水北调与水利科技，2013. ［2］何宁刚.张玲玲.武昌选.城市堤防设计的一些特点及体会.民营科技，2016. ［3］何强.深圳市长岭皮水库加固及扩容工程质量管理.中国高新技术企业，2016.