復(fù)雜地基水閘基礎(chǔ)處理設(shè)計(jì)方案的探討

1、<p>　　復(fù)雜地基水閘基礎(chǔ)處理設(shè)計(jì)方案的探討</p><p>　　摘要：本文根據(jù)工程實(shí)例，以工程地質(zhì)情況為依據(jù)，并綜合考慮了工期以及進(jìn)度方面的要求，在此基礎(chǔ)上，針對水閘基礎(chǔ)處理方案開展了探討，以便盡量符合工程質(zhì)量以及工程進(jìn)度的相關(guān)要求。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：復(fù)雜地基；水閘；基礎(chǔ)處理；設(shè)計(jì)方案 </p><p>　　中圖分類號：S611 文獻(xiàn)標(biāo)識

2、碼：A 文章編號： </p><p><b>　　1實(shí)例簡介 </b></p><p>　　某一工程，有181 m長度的攔河閘，合計(jì)有12個(gè)孔，其單孔的純粹寬度是12 m。閘室的結(jié)構(gòu)屬于整體式平底板，一個(gè)結(jié)構(gòu)單元是一個(gè)孔，閘室上下游的距離為16m。閘墩材料主要由C30W4F50的混凝土構(gòu)成，其具有1.5m的厚度。在閘室上游部位的一側(cè)安裝了一檢修閘門，順著檢修閘門向下是

3、工作門。河流轉(zhuǎn)彎部位是閘址所在地，河谷的形狀是一個(gè)較寬的“U”字，其具有490 m寬度的谷底，在其右岸部位設(shè)計(jì)了寬度大概是150 m,深度為5～12 m的深水槽。兩岸有46°～48°的山坡，地勢較為陡峭。 </p><p>　　2 閘址位置的工程地質(zhì)條件 </p><p>　　（1）閘址位置的砂礫卵石層里有或薄或厚的軟弱土層例如淤泥以及含礫石淤泥等，淤泥水分很大，要是存

4、在臨空面的話，在外力的影響下順著軟弱土層進(jìn)行移動，給閘室在抗滑穩(wěn)定方面造成很不好的影響；同時(shí)，這些軟弱土層由于其壓縮模量不大，在上面壓力的影響下很容易出現(xiàn)嚴(yán)重的沉降；關(guān)于淤泥以及含礫淤泥，其透鏡體具有很復(fù)雜的空間分布，且其厚度不等，此外，還會出現(xiàn)不均衡的沉降；所以，對閘室的穩(wěn)定和沉降問題以及不均衡沉降來說，淤泥以及含礫石淤泥等是具有控制作用的土層，所以通過軟弱夾層發(fā)育而成的淺部砂礫卵石層對閘室而言，不適合做其地基持力層。（2）關(guān)于閘址位

5、置的含泥砂礫卵石層，總的來說很密實(shí)，且具有較大的承載力，比較適合做閘基樁基的持力層；如果碰到那些砂礫石層中包含有很多泥的情況，在一定程度上可以加深以便穿越該層，并在含泥砂卵石層表面放置樁端。關(guān)于含泥砂礫卵石層，它在承載力方面的標(biāo)準(zhǔn)值即fk為200～250 kPa,含泥砂礫卵石層在壓縮模量方面即Es的值是30MPa;而J允的值是0.3～0.4。 </p><p><b>　　3基礎(chǔ)處理方案 </b&

6、gt;</p><p>　　3.1基礎(chǔ)整體置換的設(shè)計(jì) </p><p>　　該措施通過基礎(chǔ)開挖置換來開展閘基處理，也就是將閘基下部位置的淤泥透鏡體挖出來，通過5%比例的水泥砂礫石料進(jìn)行置換回填。 </p><p>　　以地質(zhì)勘探給出的地層資料為依據(jù)，可以得出，閘基置換措施比較有深度，開挖最深處高程約為-8.0 m,開挖深度在5～8 m之間，基坑防滲及排水難度很大，尤

7、其是右岸深槽基坑內(nèi)最低置換點(diǎn)在-8.0 m高程以下，而圍堰上游水位在3m高程以上，屆時(shí)基坑擋水高度達(dá)11m以上，對基坑安全及排水都提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)；并且該工程閘基置換處理范圍廣，開挖深度大，施工基坑很難滿足施工開挖和擋水的要求，因此，對攔河閘基進(jìn)行大范圍的基礎(chǔ)置換實(shí)施條件非常困難，致使施工不易操作。同時(shí)，因?yàn)榈貙右话愫軓?fù)雜，在上部位置不是很深的地方，在進(jìn)行基坑開挖的時(shí)候，常常對砂礫卵石層下部位置存不存在淤泥層并相應(yīng)的厚度無法明確，開挖一

8、般很盲目而且缺乏有效的預(yù)測，因此不利于對工程的完全置換進(jìn)行控制。 </p><p>　　由于這些因素，不管是對質(zhì)量控制而言還是對施工而言，基礎(chǔ)整體置換措施都不滿足要求。 </p><p>　　3.2 通過水泥高壓旋噴樁進(jìn)行的加固設(shè)計(jì) </p><p>　　3.2.1通過高壓旋噴樁進(jìn)行的加固設(shè)計(jì) </p><p>　　該措施通過高壓水泥旋噴樁，

9、針對地基實(shí)施加固，通過專門制造的PVC套管進(jìn)行固壁以及潛孔鉆下套管進(jìn)行造孔，然后再開展高壓旋噴灌漿，關(guān)于灌漿孔深的確定，當(dāng)進(jìn)入全部軟弱地層并達(dá)到下臥砂礫卵石層內(nèi)部的1 m最為合適，預(yù)計(jì)孔底有-10m的高程。按照我國關(guān)于淤泥高壓旋噴在施工方面的參數(shù)，可以得出，在淤泥層中的漿液，其具有0.3 m的切割擴(kuò)散半徑，給水泥土賦予1.5MPa的抗壓強(qiáng)度值。 </p><p>　　在對水泥高壓旋噴進(jìn)行加固后，其地基將根據(jù)復(fù)合地

10、基來看待。因?yàn)榈貙由蠈儆谏暗[卵石層，借助旋噴進(jìn)行加固后，其承載力能符合標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)于其樁體加固密度的控制，一般是在加固結(jié)束后由復(fù)合地基的實(shí)際沉降變形負(fù)責(zé)。為了符合加固結(jié)束后沉降控制的標(biāo)準(zhǔn)，關(guān)于閘室的淤泥質(zhì)土層，其在復(fù)合壓縮模量方面要超過15MPa,對沉降的最大值最好控制在大概8 cm。 </p><p>　　以土工檢測試驗(yàn)為依據(jù)，可以得出，淤泥層在壓縮模量方面的平均值是1. 9MPa,而賦予其樁身100MPa的壓縮模

11、量,這樣的話，算出閘室的樁體有0.134的置換率為下圖是關(guān)于旋噴樁樁位的具體布置圖。 </p><p>　　圖1水泥高壓旋噴樁平面布置圖 </p><p>　　3.2.2施工操作的條件 </p><p>　　關(guān)于圍堰工程，針對高壓旋噴，對其施工參數(shù)實(shí)施了分析，高噴設(shè)備的組成主要包括一套灌漿機(jī)以及三臺潛孔鉆，每套高噴設(shè)備具有400kW的用電負(fù)荷。每天實(shí)現(xiàn)的地基處理大概

12、是60m每延米樁長，以兩套高噴設(shè)備進(jìn)行施工為依據(jù)，標(biāo)準(zhǔn)閘底板具有11 d的施工時(shí)間。 </p><p>　　通過水泥高壓旋噴樁對基礎(chǔ)進(jìn)行加固，不僅對上游部位的混凝土防滲墻沒有較大的作用，而且能直接借助已有設(shè)備。 </p><p>　　3.3關(guān)于混凝土在灌注樁樁基方面的設(shè)計(jì) </p><p>　　3.3.1關(guān)于挖孔混凝土在灌注樁樁基方面的加固設(shè)計(jì) </p>

13、<p>　　以前的沖擊鉆成孔作為施工工藝來說，已經(jīng)很成熟，可是成孔施工太慢。由于該工程工期較短，通過以前的沖擊鉆成樁措施是不符合工期標(biāo)準(zhǔn)的，因此就忽略不計(jì)。液壓抓斗成槽機(jī)，其具有80 cm的壁厚，現(xiàn)今技術(shù)已經(jīng)成熟，在成孔速度方面與以前沖擊鉆相比，是其10倍還多，符合本工程的施工標(biāo)準(zhǔn)。 </p><p>　　關(guān)于液壓抓斗挖孔混凝土，針對其灌注樁樁基進(jìn)行的處理，主要是通過液壓抓斗成孔設(shè)備并聯(lián)合沖擊鉆，在

14、一定的區(qū)域里在水下進(jìn)行2.8 m×0.8矩形形狀的混凝土灌注樁的安置，樁體要穿越軟土層，這樣的話，有利于上部壓力可以有效的傳遞給下部位置的砂礫樁端持力層，以降低基礎(chǔ)發(fā)生沉降。 </p><p>　　要把20根灌注樁安置在一結(jié)構(gòu)單元閘底板內(nèi)，其具體的寬度為29 m×16 m。 </p><p>　　關(guān)于樁體長邊的布置，要順著閘軸線進(jìn)行，保持5.8 m的間距,在水流方向上要

15、保持4.4 m的間距。其樁頂垂直荷載的最大值大概是600 ,其t樁底在砂礫石層內(nèi)部占到5 m長,樁長大概是15 m。 </p><p>　　將兩排混凝土灌注樁布置在上游部位的連接板里（寬度是29 m×9.2 m,也就是垂直水流方向與順?biāo)鞣较虻某朔e），關(guān)于樁體長邊的布置，是順著閘軸線方向進(jìn)行的，要保持5.8 m的間距,在順?biāo)鞣较蛏弦３?.8 m的間距。樁底端在砂礫石層里面的深度大概是1～2 m,而樁

16、長合計(jì)為11.5 m。 </p><p>　　圖2是混凝土灌注樁在平面上的布置圖。 </p><p>　　圖2混凝土灌注樁平面布置圖 </p><p>　　3.3.2施工操作的條件 </p><p>　　針對液壓抓斗成槽機(jī)，對其挖孔試驗(yàn)進(jìn)行了分析，其施工條件有泥漿固壁以及槽口梁支護(hù)等，在這個(gè)前提下，深度屬于15 m的灌注樁孔，其大概有2 h的

17、成孔時(shí)間。如果是液壓抓斗機(jī)進(jìn)行挖孔施工的話，大概要28 h（結(jié)合了時(shí)間富裕度因素），那么關(guān)于混凝土澆筑，需要35 h的時(shí)間進(jìn)行基礎(chǔ)處理施工。如果彼此不影響，并讓混凝土的澆筑與液壓抓斗機(jī)進(jìn)行造孔一起開展，那么標(biāo)準(zhǔn)閘底板大概需要2 d的施工時(shí)間。 </p><p>　　4 基礎(chǔ)處理方案的選擇 </p><p>　　4.1 基礎(chǔ)處理方案的可靠性 </p><p>　　就處

18、理粉質(zhì)土并砂礫石地基來說，水泥高壓旋噴加固屬于一種成熟的措施，不過該工程針對的是處于砂礫卵石層內(nèi)部的薄層淤泥。為了明確在該工程一些特殊地層內(nèi)部的高壓旋噴在加固方面的效果，在現(xiàn)場進(jìn)行了加固試驗(yàn)。根據(jù)試驗(yàn)后開挖揭示的情況發(fā)現(xiàn)：砂礫石料層中的水泥漿擴(kuò)散充分，加固效果較好，淤泥層中的水泥擴(kuò)散半徑很小，一般為30 cm左右，加固效果較差。分析其原因，主要是噴漿切割在淤泥質(zhì)土中擴(kuò)散比較差；另外，淤泥層較薄，且上下層均為強(qiáng)透水的砂礫石層，上下界面成為

19、噴漿壓力消散通道，噴漿壓力很難在淤泥層中產(chǎn)生效果。所以，該工程基礎(chǔ)通過水泥高壓旋噴，其最終效果不是很好，不易于對質(zhì)量進(jìn)行控制。 </p><p>　　4.2 施工的實(shí)際進(jìn)度 </p><p>　　兩種方案的進(jìn)度都符合工程進(jìn)度標(biāo)準(zhǔn)。但是水泥高壓旋噴與液壓抓斗成孔混凝土相比，速度較慢，后者通常需要3 h的時(shí)間,不管是施工工序還是供電要求都不高。所以，通過液壓抓斗成孔混凝土這一措施，可以加快進(jìn)度

20、。 </p><p>　　就基礎(chǔ)處理設(shè)計(jì)在可靠性以及進(jìn)度方面的要求而言，液壓抓斗成孔混凝土這一灌注樁措施優(yōu)勢較大。盡管該措施需要很多投資，不過為了使工程質(zhì)量更加可靠、能按時(shí)完工，那么采取這一措施是不錯(cuò)的選擇。 </p><p><b>　　5 結(jié)語 </b></p><p>　　關(guān)于該工程，其攔河閘閘基由于地質(zhì)情況較為復(fù)雜，再結(jié)合該工程地質(zhì)方面

21、的特殊性，并全面分析了基礎(chǔ)處理在可靠性以及施工工藝并進(jìn)度方面的要求，本工程最終通過了“液壓抓斗挖孔混凝土灌注樁樁基”這一措施，給工程的有效施工以及水閘的安全帶來了有力的保障，此外，還給其他同類工程的基礎(chǔ)處理設(shè)計(jì)一個(gè)參考。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1]陳仲策. 水閘基礎(chǔ)處理方法探討[J]. 中國防汛抗旱, 2010,(04

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