水陽江船閘工程地基處理方案對比

王瑤　程旸

摘 要：擬定閘址位于安徽省宣城市水陽鎮(zhèn)，船閘建筑物底部坐落于淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層上，地基容許承載力僅80Kpa，承載力低，屬高壓縮性土體，不宜作為天然地基持力層，須對地基進行處理。通過對本項目工程特點的分析，分析介紹了船閘工程中兩種地基處理方案。

關(guān)鍵詞：水陽江船閘 地基處理 粉噴樁復(fù)合地基

工程概況

水陽江船閘位于水陽鎮(zhèn)上游約0.5m～1.9km河段。該河段具有順直微彎，灘地寬闊，河槽靠岸等特點，便于船閘布置和與上下游主航道的銜接。船閘沿左岸灘地布置，上下游引航開挖灘地形成與主航道平順連接。根據(jù)前期工作以及相關(guān)批復(fù)情況，水陽江船閘建設(shè)標準為：船閘工程等級為Ⅲ級，主要建筑物閘首、閘室為制2級，導(dǎo)航墻、靠船墩，分水墻等為3級，防洪水位標準為20年一遇。

地基基本情況

船閘建筑物基底座落在⑤層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土中，向下深度約6～8m，地基允許承載力為80KPa，壓縮系數(shù)為0.587MPa-1，土層承載力低，屬高壓縮性土體，不宜作為天然地基持力層，必須對地基進行處理。

地基處理方案

船閘建設(shè)場地為軟基，天然地基承載力低，計算各部位建筑物完建期基底應(yīng)力均大于天然地基承載力，不能滿足穩(wěn)定安全要求。根據(jù)各建筑物對地基承載力要求不同和施工條件等具體情況，分別采用不同的處理措施。

1、上、下閘首和下游導(dǎo)航墻地基處理方案

上、下閘首基底尺寸分別為41×28m、54×28.3m，標高分別為-4.5m、-4.85m，底板頂標高為1.3m、-1.55m，底板以下⑤層軟土層厚4～5m，其下為⑥、⑦層粉質(zhì)粘土厚3～5m，再下為⑧卵石層。穩(wěn)定計算完建期地下水考慮閘室墻尚未回填情況，取閘室墻底板標高-3.75m為地下水位高程，計算上、下閘首基底最大應(yīng)力為146.0KPa、145.0KPa，下導(dǎo)航墻基底最大應(yīng)力為137.05 KPa，地基未處理前最終沉降量為220mm。根據(jù)類似工程經(jīng)驗，地基處理采用粉噴樁復(fù)合地基和鉆孔灌注樁方案均能達到設(shè)計要求，故選粉噴樁復(fù)合地基和鉆孔樁基兩方案比較。

2、閘室和上游導(dǎo)航墻地基處理方案

閘室基底板寬27.4m，計算完建期基底最大應(yīng)力為99.55KPa，上游導(dǎo)航墻基底板寬6m，基底最大應(yīng)力為95.0KPa，閘室和上導(dǎo)墻基底應(yīng)力和沉降量較小，均采用粉噴樁處理。

兩種地基處理方案設(shè)計

1、水泥粉噴樁復(fù)合地基設(shè)計

1.1水泥粉噴樁復(fù)合地基承載力按下式計算

1.2粉噴樁布置

上閘首、下閘首、下導(dǎo)航墻粉噴樁的布置。樁徑0.5m正方形布置，樁距0.8m，樁長11～13m，考慮兩側(cè)未加固土體對其影響，底板外各增加2m寬度。上閘首基底平面尺寸41×28m布置2124根，下閘首基底平面54×28.3m布置2993根，樁長13m，兩閘首總計5117根，總進尺66521m。下導(dǎo)航墻底板寬9m，布置樁總數(shù)2808根，樁長13.0m，總進尺36504m。

閘室和上游導(dǎo)航墻粉噴樁布置。樁徑0.5m，樁距1.0m，布置寬度底板外兩側(cè)各增加2m，計算閘室樁數(shù)為6834根，樁長10m，總進尺68340m；上游導(dǎo)航墻1680根，樁長13m，總進尺21840m。

2、樁基設(shè)計

2.1單樁承載力計算

鉆孔灌注樁單樁軸向抗壓承載力設(shè)計值按下式計算

設(shè)樁徑為1.0m，樁身穿過⑤淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，⑥、⑦粉質(zhì)粘土，進入⑧卵石層。

2.2樁基布置

上、下閘首樁基布置。閘首樁基采用滿堂式布置，根據(jù)單樁承載力大小和基底總應(yīng)力情況及規(guī)范對樁中心距的要求，合理確定樁距，進行樁基布置。上閘首底板尺寸為41×28.1m，上閘首基底平均應(yīng)力為145.5KPa，鉆孔樁布置縱向間距取3.4m，橫向間距取3.3m，樁徑1.0m，樁長10m，共布置104根，總長1040m，平均樁力為1611KN；下閘首基底面板尺寸54×28.3m，平均應(yīng)力為138.5KPa，鉆孔樁布置縱橫向均取3.6m，樁徑1.0m，樁長10m，共布置128根，總長1280m，平均樁力1653KN，計算單樁承載力為1770KN。。

下導(dǎo)航墻樁基布置。下導(dǎo)墻底板寬9m，下設(shè)2φ1000mm鉆孔樁，樁距6.8m，排距3.5m，樁長15m。樁的布置：導(dǎo)墻分5段，每段布置5排每排2根總計100根，總長1500m。

方案比較

上、下閘首、下游導(dǎo)航墻三項，地基處理措施選擇復(fù)合地基與樁基兩方案，兩方案比較所需要施工工期相同，工程投資復(fù)合地基較樁基約省300萬元，施工中形成的場地條件復(fù)合地基優(yōu)于樁基；對滲流處理復(fù)合地基簡單可靠優(yōu)于樁基。推薦方案：基于復(fù)合地基以上優(yōu)點，考慮工程場地軟土層厚度不大，沉降量較小，適宜采用復(fù)合地基，故上、下閘首和下導(dǎo)航墻地基處理均選擇粉噴樁處理方案。船閘其他部位地基處理見下表：

小結(jié)

地基處理是工程中非常重要的部分，他不僅關(guān)系到財產(chǎn)與人身的安全，也關(guān)系工程本身的組織生產(chǎn)，資源調(diào)配、經(jīng)濟利益、工期長短等。本文以水陽江船閘工程為例，對比介紹了水泥粉噴樁復(fù)合地基及樁基兩種地基處理方式的設(shè)計及適用情況。設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)不同工程的特點，對各種地基處理方法作對比研究，確保工程的安全性與經(jīng)濟性。

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（作者單位：安徽省交通勘察設(shè)計院有限公司）endprint