關(guān)于勝豐涵閘基礎(chǔ)地質(zhì)變化采取措施的簡(jiǎn)要分析

楊漢錫

摘 要：獨(dú)流入海項(xiàng)目甌江治理工程的重要交叉建筑物——?jiǎng)儇S涵閘，設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇，閘外側(cè)設(shè)計(jì)洪水位6.80m，主要建筑物級(jí)別為4級(jí)，根據(jù)工程施工開挖后發(fā)現(xiàn)閘基地質(zhì)條件較復(fù)雜，清除長(zhǎng)期水流作用和沉積成的表層淤泥、淤泥質(zhì)土，采用粉質(zhì)粘土回填夯實(shí)產(chǎn)生彈簧土，置換摻8%水泥的砂礫石回填壓實(shí)。閘基地質(zhì)為含泥粉細(xì)砂，防滲長(zhǎng)度不能滿足設(shè)計(jì)要求，經(jīng)研究采取涵閘防滲采用閘室上下游宜采用400g/m2的無妨土工布理砌大塊石鋪蓋和高壓噴射混凝土防滲墻相結(jié)合的布置形式。

關(guān)鍵詞：勝豐涵閘 基礎(chǔ) 防滲方式

中圖分類號(hào)：TV223 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）04（b）-0062-01

1 工程設(shè)計(jì)概況

勝豐涵閘由與內(nèi)河連接段、閘室段、穿堤箱涵段及與外江連接段組成。閘室段長(zhǎng)7.00m，共3孔，單孔孔口尺寸4.00m×4.00m，閘底板厚1.20m，底板頂面高程1.50m，邊墩厚1.20m，中墩厚1.50m。胸墻布置在工作閘門前（內(nèi)河側(cè)）。閘門采用平面定輪鋼閘門，檢修平臺(tái)高程7.37m，啟閉平臺(tái)高程13.37m。閘室采用C25F50鋼筋砼結(jié)構(gòu)。與內(nèi)河連接段由C25F50鋼筋砼箱涵、C25F50鋼筋砼擋墻及厚35cm的生態(tài)網(wǎng)墊組成。與外江連接段由厚100cm的兩層大塊石水平防沖平臺(tái)組成，高程為1.50m。設(shè)計(jì)平臺(tái)控制高程以下根據(jù)需要采用拋石填筑，拋石迎水坡坡比為1：4。

2 工程地質(zhì)情況及存在問題

經(jīng)地質(zhì)勘探和施工實(shí)際開挖，涵閘基礎(chǔ)主要以含泥粉細(xì)砂為主，上部表層淤泥、淤泥質(zhì)土，砂礫卵石薄層，長(zhǎng)期水流作用，沉積環(huán)境較為復(fù)雜，工程地質(zhì)條件較差，深部Ⅳ1層粉細(xì)砂和Ⅳ2砂礫卵石地層穩(wěn)定，含泥粉細(xì)砂是閘基穩(wěn)定和抗沖穩(wěn)定的控制性土層，易被沖刷淘刷，分布范圍和位置較為復(fù)雜。為保證涵閘的穩(wěn)定，采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行地基處理和防滲處理。

3 閘基礎(chǔ)處理方案選擇

3.1 地基處理方法——換填法

目前常用的軟土地基處理方式有：置換、吹砂或碎石墊層加速排水、排水固結(jié)法、真空預(yù)壓法、爆破擠淤法、樁基處理法、深層攪拌法以及振沖擠密法等。綜合比較上述處理方法的優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)工程范圍內(nèi)的地形地質(zhì)條件和自然地理?xiàng)l件，換填法、樁基處理法及深層攪拌法在本工程宜采用，三種軟土地基處理方法優(yōu)缺點(diǎn)見表1。

綜合以上分析，涵閘基礎(chǔ)地形開闊，方便開挖，換填法是地基處理方法中最為簡(jiǎn)單易行的處理方法，主要用于處理地基表層存在著厚度不大且易于挖除的不良土層，而下臥土層則較好。該方法就是將表層不良地基土挖除，然后回填有較好壓密特性的土進(jìn)行壓實(shí)或夯實(shí)，形成良好的持力層，從而改變地基的承載力特性，提高抗變形和穩(wěn)定能力。

通過挖除閘基長(zhǎng)期水流作用和沉積而成的表層淤泥、淤泥質(zhì)土，按《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL265-2001），粉細(xì)砂層基底應(yīng)力滿足地基承載力要求。清理并平整施工場(chǎng)地后，土基高程為-2.5m，水閘底板底高程為0.3m，考慮現(xiàn)場(chǎng)地表承壓水排出，粉質(zhì)粘土回填夯實(shí)最優(yōu)含水率難以控制，容易產(chǎn)生彈簧土，又考慮防滲要求，現(xiàn)場(chǎng)采用摻8%水泥的砂礫石回填壓實(shí)。按規(guī)范閘室基底應(yīng)力計(jì)算公式，在兩種工況下勝豐涵閘應(yīng)力比及抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)滿足規(guī)范要求，基底應(yīng)力也滿足地基承載力要求。

3.2 地基滲透穩(wěn)定分析——高壓噴射混凝土防滲墻

涵閘開挖后經(jīng)業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理和施工四方聯(lián)合驗(yàn)收，設(shè)計(jì)地質(zhì)工程師確認(rèn)閘基地質(zhì)為含泥粉細(xì)砂，根據(jù)《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL265-2001），閘室滲透穩(wěn)定計(jì)算公式：L=C*△H

式中：L—閘基防滲長(zhǎng)度，即閘基輪廓線防滲部分水平段和垂直段的總和（m）；

△H—上、下游水位差（m）；C—允許滲徑系數(shù)值。

計(jì)算控制工況為：外江為設(shè)計(jì)洪水位6.80m+內(nèi)河設(shè)計(jì)底水位1.50m；

最高水頭差為4.93m，取C=5，經(jīng)計(jì)算，閘基允許防滲長(zhǎng)度為24.65m，閘基水平防滲由上游箱涵段、閘室底板以及下游箱涵段組成，實(shí)際布置底板長(zhǎng)度7.00m，加上上游箱涵段長(zhǎng)度5.00m及下游箱涵段長(zhǎng)度4.00m，設(shè)計(jì)防滲長(zhǎng)度為16.00m，不能滿足防滲要求。

按規(guī)范當(dāng)閘基為粉土、粉細(xì)砂、輕砂壤土或輕粉質(zhì)砂壤土?xí)r，閘室上游宜采用鋪蓋和垂直防滲體（鋼筋混凝土板樁、水泥砂漿帷幕、高壓噴射灌漿帷幕、混凝土防滲墻、土工膜垂直防滲結(jié)構(gòu)等）相結(jié)合的布置形式。垂直防滲體宜布置在閘室底板的上游端。在地震區(qū)粉細(xì)砂地基上，閘室底板下布置的垂直防滲體構(gòu)成四周封閉的形式。粉土、粉細(xì)砂、輕砂壤土或輕粉質(zhì)砂壤土地基除應(yīng)保證滲流平均坡降和出逸坡降小于允許值外，在滲流出口處（包括兩岸側(cè)向滲流的出口處）必須設(shè)置級(jí)配良好的濾層。

綜合上述情況，本涵閘防滲決定變更采用閘室上下游宜采用400g/m2的無妨土工布理砌大塊石鋪蓋和高壓噴射混凝土防滲墻相結(jié)合的布置形式。高壓噴射混凝土防滲墻底高程-10m，上接水閘底板，垂直長(zhǎng)度10.3m，滲流長(zhǎng)度28m，閘基允許防滲長(zhǎng)度為24.65m，滿足防滲要求。

4 結(jié)語

在涵閘基礎(chǔ)施工過程中，發(fā)現(xiàn)閘基因長(zhǎng)期水流沖刷作用，沉積淤泥、淤泥質(zhì)土等復(fù)雜環(huán)境影響，閘基控制性土層以含泥粉細(xì)砂為主，過程地質(zhì)條件較差，經(jīng)科學(xué)的技術(shù)比較，采用摻8%水泥的砂礫石回填壓實(shí)軟土地基的換填法和高壓噴射混凝土防滲墻相結(jié)合閘基礎(chǔ)處理方案，滿足規(guī)范要求的應(yīng)力比、抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)及地基承載力要求，也滿足防滲要求。經(jīng)施工建設(shè)，涵閘滿足設(shè)計(jì)要求，有效發(fā)揮以防洪為主，結(jié)合排澇的建設(shè)任務(wù)，保障社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 李明利.論穿堤涵閘的防滲加固[J].湖南水利水電，2002（3）.

[2] 浙江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院.永嘉縣甌江治理工程永嘉縣甌江治理工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告[J].2012（11）.

[3] 中華人民共和國水利部.水閘設(shè)計(jì)規(guī)范（SL265-2001）[J].北京：中國水利水電出版社.