跨海調(diào)蓄水庫主壩基礎(chǔ)優(yōu)化設(shè)計(jì)措施

□黃恩中（浙江省水電建筑安裝有限公司）

跨海調(diào)蓄水庫主壩基礎(chǔ)優(yōu)化設(shè)計(jì)措施

□黃恩中（浙江省水電建筑安裝有限公司）

針對某跨海調(diào)蓄水庫主壩建在弱風(fēng)化基巖上的特點(diǎn)，為提高地基承載力，減少建筑物的沉降，對主壩基礎(chǔ)設(shè)計(jì)進(jìn)行了優(yōu)化。大壩防滲墻底部采用灌注樁基，并節(jié)約了樁基處理工程量，同時加強(qiáng)了底板脫空后的處理措施，通過排水管的有效連接減少了揚(yáng)壓力。施工成果表明主壩基礎(chǔ)的優(yōu)化對于減少壩體不均勻沉降起到了重要作用，有效的預(yù)防了大壩底板脫空給壩基防滲帶來的危害。

灌漿；防滲墻；水庫；樁基

1.工程簡介

某跨海調(diào)蓄水庫，主要由主壩、副壩、溢洪道及放空洞等建筑物組成。壩型與結(jié)構(gòu)布置：主壩采用混凝土壩型（空箱扶壁式結(jié)構(gòu)），按《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL319-2005）計(jì)算，壩頂高程確定為11.5m，防浪頂墻高程12.5m。主壩壩頂長1265m，壩頂寬6.0m,壩基為涂面最低高程-2.0m,相應(yīng)最大壩高13.5m。上游壩坡在高程3.00m以上為直立,高程0.00～3.00m坡度為1∶0.5;下游壩坡在高程11.5m以下為1:0.80。上游側(cè)設(shè)C25W4F100混凝土防浪墻，墻頂高程12.5m,墻高1.0m,下游側(cè)設(shè)有欄桿,高1.0m。

2.防滲設(shè)計(jì)概述

大壩防滲系統(tǒng)主要由混凝土防滲墻、水平鋪蓋、混凝土底板及混凝土防滲立板組成?；炷练罎B墻位于大壩上游，為半封閉式混凝土防滲墻，其功能為防滲，防滲墻進(jìn)入V層含礫粉質(zhì)粘土以下約1.00m,防滲墻墻體采用C25W6F100混凝土結(jié)構(gòu),厚度80cm。大壩左右岸兩個壩段位于弱風(fēng)化基巖上，須進(jìn)行帷幕灌漿和固結(jié)灌漿。固結(jié)灌漿間距3.0m,孔深伸入基巖內(nèi)3.5m。同時在壩基上游部位樁號0+001.50m處設(shè)置了一道防滲帷幕,深入不透水線以下3.0～5.0m,孔距2.0m,防滲帷幕設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為5lu。

3.基礎(chǔ)處理優(yōu)化設(shè)計(jì)

壩基底部為深厚的淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土分布，為提高地基承載力，減少建筑物的沉降，以及各壩段之間的不均勻沉降，大壩基礎(chǔ)推薦采用C25F100鋼筋混凝土灌注樁處理，樁徑80cm。

3.1 設(shè)置防滲墻

由于部分壩段淤泥質(zhì)粘土層分布較薄,不滿足壩基防滲要求,故上游側(cè)設(shè)C25W6F100混凝土防滲墻,承擔(dān)防滲作用,墻厚80cm，墻頂高程0.0m,墻底要求同灌注樁處理。出于防滲墻底距5.0Lu相對不透水線尚差5.5～8.9m,考慮防滲需要,擬在墻底再布設(shè)一排帷幕灌漿,深入5.0Lu不透水線以下3.0～5.0m,灌漿孔間距為2.0m。

3.2 減少樁基處理工程量

為減少樁基處理工程量,擬考慮在滿足豎向承載力的前提下,考慮長、短樁結(jié)合，即大壩豎向荷載全部由長樁承擔(dān)，水平荷載全部由長、短樁平均承擔(dān)。一部分灌注樁樁端要求穿過V層含礫粉質(zhì)粘土、VI層粉質(zhì)粘土夾碎石，落在弱風(fēng)化基巖層上，樁底高程最深為-45.0m左右,最大樁長約為43.0m。此外，僅承擔(dān)水平向荷載的灌注樁樁端要求穿過IIsil層淤泥、II層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，落在III層粉質(zhì)粘土或V層含礫粉質(zhì)粘土上，樁底高程一般為-25.0m左右,最大樁長約為23.0m。該段壩址基礎(chǔ)淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、淤泥層連續(xù)分布較厚，且滲透系數(shù)較低，是壩基的天然防滲層，可滿足壩基防滲要求。但是，由于該壩段采用樁基處理后，大壩基礎(chǔ)將不存在沉降，而其壩基為深厚的淤泥質(zhì)粘土層、淤泥分布，將不可避免存在固結(jié)、沉降的問題，這將造成大壩底板與下部土層脫開，故在上游側(cè)設(shè)C25W4F100混凝土防滲墻，承擔(dān)防滲的作用，墻厚80cm，墻頂高程0.0m,墻底要求落在III層粉質(zhì)粘土或V層含礫粉質(zhì)粘土上,樁底高程一般為-25.0 m左右,最大墻高約為23.0m。

3.3 底板脫空后的處理措施

壩基為深厚的軟土地基，主要為欠固結(jié)土層，在自重固結(jié)作用下將發(fā)生固結(jié)、沉降，而灌注樁樁端落在弱風(fēng)化基巖上，不會發(fā)生沉降，故土層的壓縮變形將會引起大壩底板與地基土層的脫空。為預(yù)防大壩底板脫空給壩基防滲帶來危害，除保證首端的防滲墻與底板連接可靠外，擬在底板下部埋設(shè)土壓力計(jì)和測縫針，以監(jiān)測脫空情況，如監(jiān)測出脫空達(dá)到1cm時，利用預(yù)先埋設(shè)在大壩底板內(nèi)部的灌漿管向底板底部灌水泥粘土漿。

另外，主壩右岸揭露斷層F2產(chǎn)狀：斷層破碎帶寬0.1～0.3 m，影響帶寬0.80m,斷層F2的處理措施是:對斷層泥進(jìn)行深挖,挖深為斷層寬度的1.5倍左右控制,約為15～45cm，清理干凈后加填混凝土，并進(jìn)行加強(qiáng)灌漿處理。兩岸重力式壩體基礎(chǔ)為弱風(fēng)化巖石，壩基進(jìn)行固結(jié)灌漿，間距3.0m,孔深伸入基巖內(nèi)3.5m。同時在壩基上游部位樁號0+001.50m處設(shè)置了一道防滲帷幕,深入不透水線以下3.0～5.0m,孔距2.0m,防滲帷幕設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為5Lu。

3.4 減少壩基揚(yáng)壓力

在距壩軸線下游2.5m處設(shè)排水也1排,孔距2m,孔徑120 mm,孔深10m;下游端再設(shè)排水孔1排,孔距4m,孔徑120mm,孔深6m,排水孔之間采用φ50mm的軟管連接。

4.結(jié)語

考慮防滲需要，在防滲墻底再布設(shè)一排帷幕灌漿解決大塢水庫的截滲問題是成功的?？紤]長、短樁結(jié)合，即大壩豎向荷載全部由長樁承擔(dān)，水平荷載全部由長、短樁平均承擔(dān)，大大減少了樁基處理工程量。利用預(yù)先埋設(shè)在大壩底板內(nèi)部的灌漿管向底板底部灌水泥粘土漿，能夠預(yù)防大壩底板脫空給壩基防滲帶來危害，積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

[1]高中璞.大壩基礎(chǔ)防滲墻[M].北京:中國電力出版社,2000,75-257.

[2]夏可風(fēng).2004水利水電地基與基礎(chǔ)工程技術(shù)[M].北京:中國水利水電出版社,2006,358-367.

黃恩中（1964-），男，工程師，主要從事水利水電工程施工。

[3]袁光裕.水利工程施工[M].北京:水利水電出版社,1999.

2012-11-16

李 迪）