1、1水闸软土地基基础的处理方法摘要:软土地基在我省软土地基广泛分布着，这样就导致地基的承载力和稳定性不能满足工程的要求，因此，在此种地基上修筑水工建筑物就必须采取加固处理措施。本文结合笔者的经验，详细介绍了水闸软土地基基础的处理方法，其经验值得此类工程借鉴。 关键词:水闸；软土地基基础；钻孔灌注桩；应用 中图分类号：TU4 文献标识码：A 文章编号： 随着广东地区经济的高速发展，对水利基础设施的建设也加快了其中引排水的水闸建设是水工建筑物中数量最多的建筑物。湖相沉积、海相沉积和河相沉积的软弱淤泥粘土层在我省沿海地区广泛分布着。这种土质的特点是压缩性大、含水量高、透水性差、强度低，这样就导致地基的
2、承载力和稳定性不能满足工程的要求，因此，水闸建设中最主要的技术难题是软基处理问题，采用怎样的处理方法是工程建设成功与否的关键。 1 水闸工程地质概况 1.1 工程地质特点 软土在我省广泛分布着，存在压缩性大、含水量高、透水性差、强度低的特点，在这样的地基上建闸，在此种地基上修筑水工建筑物就必须采取加固处理措施。 1.2 软土基础上水闸的基本情况 2水闸基础大部分是软土地基，因此需进行处理。水闸软土基础经过粉喷桩加固处理后，仍然会有沉降现象出现。在笔者参与重建的十几个水闸中，水闸发生均匀沉降那是很正常的，但却有极个别水闸因设计者对软土地基考虑得不够全面，导致关键受力部位出现不均匀沉降和位移，对水
3、闸运行产生不良影响。如某水闸工程，闸室采用开敞式，共设 5 孔，每孔净宽 8m，采用三孔一联和两孔一联的布置方式，三孔联闸室布置在左岸，通航孔布置在三孔一联的中孔。闸室总宽度为 50m，顺水流方向长度为 18.0m。闸墩上部为检修平台、交通桥及启闭排架等。不均匀沉降和位移变形会对水闸运行产生影响。 1.3 水闸沉降变形的系统应用 在当前，水闸沉降变形监测预警系统，广泛应用于各种变形体安全监测的工业级远程变形监测预警系统中。该系统集测绘、GNSS 高精度数据处理、GIS、远程控制、数据通信、变形趋势分析和灾害预警等技术于一体，可对变形体的平面及高程位移变形量、速度、加速度和方位进行24h 连续不
4、间断监测或定期监测。 2 水闸沉降的地基处理方案 2.1 钻孔灌注桩施工常见事故及基本技术困境 (1)灌注桩地基缺乏保护 在不同的气候条件下，比如:南方地区的多雨，北方的干旱等，会出现地基的不同形式和问题。假设没有处理好地下水、凝土松散等难题，就会对地基建设带来危害；假设地基的基础缺乏充足的保护，如防水、排水对策不到位，就会造成地基进水，这样不但会造成地基基础施工困3难，并且会对地基的质量造成损害。 (2)灌注桩施工事故处理不及时 在混凝土钻孔灌注桩施工处理上，采用灌注桩基是一种理想的方式。由于机械设备、天气、土质结构等一些原因，在桩成孔后出现阻塞、松土、塌方等一些不良现象，尤其是有些施工单位
5、偷工减料，在质量要求上没有跟上来。桩成孔后，桩孔嵌入持力层深度不够、岩石强度不大、沉渣厚度很薄、桩孔垂直度太低等数据都不符合设计要求，并且没有及时处理，没有形成分析、解决的过程，造成很大的浪费。需细化混凝土钻孔灌注桩施工的技术参数，在对不同的地质特点等一些综合要素的掌握情况下，全面分析形成的综合性报告，采取相适应的基础处理技术和方法。尤其施工现场在埋设灌注桩护筒时，注意结合分析地坑和周围的含水量及土质情况，保持护筒安装垂直，在护筒的适当高度开孔，护筒内保持 1.01.5m 的水头高度。在施工前的地质情况勘测中，给出地下水的压力、出水量、水流方向等要素条件。 2.2 水泥搅拌桩方案施工的技术应用
6、 水泥搅拌桩复合地基承载力按建筑地基处理技术规范中复合地基承载力计算公式计算: 式中： fspk复合地基承载力特征值； m面积置换率； Ra单桩竖向承载力特征值； 4Ap桩底端横截面面积； 桩间土承载力折减系数； fsk处理后桩间土承载力特征值，宜按当地经验取值，如无经验时，可取天然地基承载力特征值。 某水闸设计闸室总宽度为 106. 8 m, 分 9 孔, 每孔净宽 10m, 过流净宽为 90m, 水闸沿水流方向长 18 m。 根据计算结果，当搅拌桩桩径 500mm、桩长 20m、桩距 1.0m 时，复合地基承载力特征值大于闸室地基最大反力，承载力可满足要求。但对于复合地基，在承载力满足要求
7、的情况下，还需验算沉降量及桩端下层土的承载力是否满足规范要求。经计算验算，沉降量及桩端下层土的承载力均满足规范要求。 2.3 预制混凝土管桩施工方案 (1)预制混凝土管桩施工优势的全力发挥 常用的预制桩有钢筋混凝土桩、木桩、钢桩等，用沉桩设备将桩打入、压入、振入土中。此处所指的是预制混凝土管桩。预制混凝土管桩有施工方便、施工进度快、水闸沉降小、造价适中的优点。缺点其一是施工设备比较重型，单桩水平向承载力小施工时容易对已施工的桩造成移位等影响；其二是预制混凝土管桩属于挤土桩，在高饱和度的流塑型软土中，闸基大面积、高密度的打进群桩，先打进桩会受后打进桩的挤出，影响桩基承载力。其优点：一是沉桩施工中
8、低噪音、无泥浆污染、无油污飞溅，对地基及邻近原有建筑物的振动影响很小，符合环境保护和文明施工的要求，可减少外界对施工的干扰；二是混凝土管桩是工厂5化生产，桩身的质量有保障；三是桩是预先制好的，沉桩施工后无混凝土养护的时间，即可进行上部结构的施工，可缩短建设工期；四是压桩过程直观，可以通过施工压桩力与压桩系数，对单桩竖向承载力做出判断，施工质量有保障。经计算，当采用 400 预制管桩，桩端至强风化砂岩时，桩数由单桩水平向承载力确定，均布于底板下，桩距1.4m1.4m，单桩平均长度 45m。 (2)复合地基形成法的技术提升 通过对被加固土体填充相应的材料，改变土体的结构，使土体被增强或被置换形成一
9、定的增强体。由增强体和周围地基土共同承载荷载，形成了复合地基的一些地基处理方法。如:振冲法、砂石桩法、CFG 桩法、水泥深层搅拌法、土和灰土挤密桩法、高压喷射注浆法等。在工程施工中，根据特殊地质条件对地基承载力的要求，选用不同的处理方法从而达到相应要求。通过填充砂和石料深入土体，被置换或挤密，从而达到提高承载力的目的；把水泥粉或水泥浆、粉煤灰或化学浆液充填进土体，通过这些填加料与土体产生化学反应，使土体凝聚、胶结、固化来提高承载力。在笔者最近接触的某大型泵站基础处理时，就曾采用了水泥深层搅拌法将水泥浆液充填进土体来提高承载力，经检测，达到预期效果。2.4 止水设施施工在水闸沉降方面的应用模式
10、(1)沉陷缝填料的施工 为了适应地基的不均匀沉降和伸缩变形，在水闸设计中均设置温度缝与沉陷缝，并常用沉陷缝代温度缝作用。缝有铅直和水平的两种，缝6宽一般为 1.02.5cm。缝中填料及止水设施，在施工中应按设计要求确保质量。沉陷缝的填充材料，常用的有沥青油毛毡、沥青杉木板及泡沫板等多种。其安装方法有以下两种: 将填充材料用铁钉固定在模板内侧后，再浇混凝土，这样拆模后填充材料即可贴在混凝土上，然后立沉陷缝的另一侧模板和浇混凝土；先在缝的一侧立模浇混凝土，并在模板内侧预先钉好安装填充材料的长铁钉数排，并使铁钉的 1/3 留在混凝土外面，然后安装填料、敲弯铁尖，使填料固定在混凝土面上，再立另一侧模板
11、和浇混凝土，具体过程见图 1图 2。 图 1 先装填料后浇混凝土的填料施工 注 1模板；2填料；3铁钉 图 2 先浇混凝土后装填料的填料施工 注 1模板；2填料；3铁钉 (2)止水缝部位的混凝土浇筑 止水缝部位混凝土浇筑的注意事项包括:水平止水片应在浇筑层的中间，在止水片高程处，不得设置施工缝；浇筑混凝土时，不得冲撞止水片，当混凝土将淹没止水片时，应再次清除其表面污垢；振捣器不得触及止水片；嵌固止水片的模板应适当推迟拆模时间。 3 总结 综上所述，水闸软土地基基础的处理，应首先要所处地质进行全面分析，确定处理的方法，进行加强施工过程的质量控制，确保工程顺利7完成。本文所介绍的软土地基处理方法，经实践表明是一个比较可行和经济的软土地基处理方案，可供类似工程中参考借鉴。 参考文献 1 张帆.珠三角地区水闸软土基础沉降处理案例分析J.西北水电.2007 年(02) 2 程晓航.沿海水闸软土地基基础的处理方法J.中国水运(下半月).2012 年(05)
