堤基沉降与滑动变形问题的优化解决方案

黄河下游堤防及水工建筑物存在的沉降及滑动问题还是不少的。引起地基沉降及滑动的原因很多，归纳起来主要有以下几种：地基存在淤泥质软土层；地基土层不均质或土的物理力学特性不同；地基存在老口门隐患；因渗流及地震的影响等都可引起地基沉降及滑动变形。

（一）淤泥质软土地基的变形

黄河下游分布的湖相、海相及沼泽相的淤泥及淤泥质粘性土，多处于软塑及流塑状态，土的抗剪强度低，压缩性大，属于软弱的不良土层，作为地基容易产生不均匀沉降及滑动。一般建筑在软土上的水工建筑物都进行了基础处理，例如林辛、石洼、渠村等泄洪闸，均采用了混凝土灌注桩的处理措施。梁山县东平湖流长河排水闸地基，将黑灰色淤泥质湖相粘土层挖除，置换为中砂；台前县张庄入黄闸的闸室地基，施工时将淤泥质软土挖除后，置换为素混凝土。据观测，上述地基的处理措施都取得了良好效果，如张庄入黄闸的闸基施工期沉降量为54mm，处理后自1963～1972年总沉降量仅有2～13mm，并有多次回弹现象。而张庄闸的岸墩部分，因没有进行基础处理，沉降量达550mm，导致岸墩开裂达25cm，止水被拉断。菏泽县刘庄引黄闸，位于大堤背河，未经大堤压密，1958年冬季施工，地基处理不好，产生了严重的不均匀沉降，导致涵洞止水全被拉裂。

（二）不均质地基的变形

临黄堤防建筑时间久远，一般超过130年，地基已经压实。但堤防在加高培厚时，部分加宽（加帮）的堤防，有时坐落在临河滩地。临河滩地的地层，是黄河新淤积的松软土层，密度小，多具高压缩性。因此在新老大堤的结合部位容易产生不均匀沉降，而出现顺堤裂缝。如：

（1）历城埝头堤段，1982年冬季在大堤桩号42+300～43+300m堤段的临河滩地上加高大堤（加帮）后，于6月份就因不均匀沉降产生了0.8～1m深的顺堤裂缝。

（2）利津县刘家夹河，1981年在桩号314+500～315+00m堤段，临河滩地加帮事，1985年凌汛期间黄河水漫滩偎堤，大堤受洪水浸泡蛰陷，发生顺堤裂缝。

（3）惠民县河套邢大堤，在桩号231+600～233+300m长达1700m的加帮堤段内，自1981～1985年间，在洪水消落及大雨过后，曾三次在大堤临河堤坡和堤肩产生顺堤裂缝，宽度分别为2～9cm及1～2cm。经4次处理，总共打锥探灌浆孔10630眼，灌入土方达800多m3，见表2-14。

上述3例，都是不均质地基沉降变形的结果。

表2-14　惠民县河套邢堤段裂缝情况

① 洪水过后，水深0.2～0.5m发生裂缝；
② 大雨后发生裂缝。(www.xing528.com)

（三）大堤隐患处的岸坡变形

堤基有老口门隐患的腐烂秸料及淤泥质软土，容易产生不均匀沉降及滑动。王家梨行险段10号浆砌石坝和8号、9号、11号护岸发生的滑坡就是一个典型的例子。事故发生后黄委会曾组织调查组前往调查，主要情况如下：

王家梨行1898年阴历6月24日曾发生决口，口门宽达1500m，口门的合龙处在9号、10号坝岸处，即滑坡的中心部位。该口门采用双坝合龙堵口方法，使用了大量的秸料，背河历年渗水严重。该段坝基高程为23.52m，坝高10～11m，以前在修石坝及护岸时，开挖到22.3m及24.3m高程处均见到黑泥及腐烂的秸料。坝基为黑色可塑状砂壤土、灰色壤土夹秸料及黄色、灰色的软塑状粘土。1981年9月14日上午在8号浆砌块石护岸顶部发现1条长25m宽8mm的顺堤裂缝；8号护岸上跨角有2条深2m，宽3～4mm的裂缝，后来裂缝停止发展。到11月17日，黄河水位消落到24.4m，背河放淤水位上升到32.2m，临背河水位差达7.8m，裂缝又再次发展，到11月21日裂缝延伸到11号护岸，长度达70m，缝宽有的达20mm，坝基断裂体顶面下陷18cm，裂缝又停止发展，12月13～25日进行处理，沿裂缝挖一个长70m，深2.5m，上口宽5m，下口宽1m的沟槽，然后进行填土夯实，12月25日下午竣工，当夜8号、9号、10号、11号四段坝岸突然滑塌破坏，滑塌体长81.6m，两端滑落0.4～0.6m，中间滑落最大6.5m，堤顶外移1～3m，坝体蛰裂破碎，见图2-7。

图2-7　历城王家梨行坝岸滑坡示意图（单位：m）

分析滑坡发生的原因主要有三点：①岸坡基础坐落在软塑状淤泥质的粘性土层及腐烂的秸料层上，这些层均属容易产生塑性变形工程地质条件不良的地基，它是产生滑坡的基本原因；②岸坡过陡，高11m的坝岸边坡达1∶0.35，而且背河放淤水位高于消落的河水位7.8m，使护岸的动水压力加大，均增加了护岸的下滑力，而洪水期根石被洪水淘刷部分走失，减小了坝岸边坡的抗滑力；③用填土夯实处理裂缝时的土压力及夯实时的震动力，又加大了破裂面以上滑坡体的动力荷载，对滑坡的发生起了诱发作用。

王家梨行7号坝，1983年在距坝肩8～13m处出现了1条长15m，宽15cm的顺河裂缝。1985年4月出现了1条长3m，宽3cm的竖向裂缝，经抛石900m3后，裂缝未再发展。30号及31号坝，1984年3月发现坝基有一条长24m，宽2～7cm的顺河裂缝，抛石250m3，1985年又抛石180m3，裂缝未再发展。

综上实例可知：①大堤虽然建筑时间长，一般基本达到稳定。但是，当大堤及护岸地基内分布有软土及腐烂秸料时；在临河漫滩新近沉积未压实的淤土上加高大堤时，均会产生不均匀沉陷及滑动问题。当黄河水位骤降动水压力加大、土层受浸变软强度降低及临河坝岸根石被淘刷抗滑力减小时，均有产生不均匀沉陷及裂缝的可能。②在处理堤坝的顺河裂缝时，加大了下滑力和增加动荷载等，对堤坝带来不良的影响。

（四）渗流引起的堤坡变形

洪水期，由于黄河水位上升，大堤两侧临、背河水位差增大，使大堤承受的渗透压力加大，在背河堤脚附近可产生严重渗水，有时还出现冒水翻沙等渗透变形，严重时部分堤段还发生脱坡滑塌。据不完全统计，历年来发生脱坡塌滑的堤段达24处，每处脱坡长度可达200～300m，高出堤脚0.5～1.5m。发生脱坡的堤段其堤基内约有半数分布有老口门，有70%发生过泉涌、沙沸等渗透变形，见表2-15。因此，可以肯定地说，大堤产生脱坡的原因主要是渗流冲刷大堤坡脚，使堤坡失稳造成的。

自1955年大堤普查以后，采用了抽槽换土、加修前后戗等处理措施，脱坡现象逐渐减少。