提高斜午攔河閘橋頭堡建筑物穩(wěn)定性措施

孫文慧，徐 斌，孫修昊

（山東臨沂水利工程總公司，山東 臨沂 276000）

斜午攔河閘除險加固工程，規(guī)模為大（2）型，工程等別為Ⅱ等，主要永久性水工建筑物級別為2 級，次要永久性水工建筑物應設計要求，級別為3 級?？拐鹪O防烈度設計合理，測定的地震動峰值加速度和地震動反應譜特征周期與設計的地震設防烈度相符合。本橋頭堡工程使用框架結構，下部基礎設計方案為條形閥基，由于原設計勘探結果顯示建筑物基礎下為砂基和土基兩種不同承載力的物質，為避免基礎不均勻沉降導致建筑物發(fā)生結構變化，導致建筑物發(fā)生塌陷，在橋頭堡正式施工前，項目人員針對實際施工可能發(fā)生的問題及多種基礎施工方案進行分析討論，提出應對措施。

1 原因分析

為避免設計前的勘探結果由于時間變化不準確，影響真實性，造成施工偏差。通過施工前的實時勘察結果顯示，由于長時間地質變換，原定條形閥基設計方案適用于右岸橋頭堡，但是左岸橋頭堡基礎不是同種介質，靠近閘墩一側為砂基，另側為原裝土基，相比較而言，土的含水量較大，長期經受荷載，產生土體整體、沖切、局部剪切破壞，出現初始固結等現象，壓縮性明顯大于砂基礎，且易出現流土和管涌現象，二者地基承載力明顯不一，會產生不均勻沉降，直接按照圖紙施工建筑物強度剛度將受到影響，承載力不足，后期建筑物基礎會出現斷裂，導致橋頭堡主體框架梁、柱、板出現撓曲變形并產生裂縫，影響建筑物使用壽命。

2 方案選擇

2.1 方案一：鉆孔灌注樁提高基礎強度

雖然樁基礎承載能力高，適用于其他基礎處理解決不了的各種問題地質條件，但其施工工序較其他兩種方案繁瑣、造價高；同時難以控制質量，在施工中極可能產生大量的泥漿垃圾，需要耗費較多人力物力處理，需要及時處理各種施工污染，保證環(huán)保難度大；施工噪聲大等不可忽視的缺點。故方案一不合適。

2.2 方案二：毛石混凝土基礎換填

混凝土中摻加毛石，取材方便同時可有效縮減了施工成本，毛石不產生水化熱，進行大體積混凝土施工時減小了對結構性能的不良影響。但是施工中毛石大部分時需要人工搬運，人力物力消耗大效率低；毛石的不規(guī)則形狀致使表面不可避免帶有泥土雜物，不易清理；無法振搗密實造成混凝土內部空隙多而大，離散度高，后期對建筑物將造成嚴重影響。故方案二不合適。

2.3 方案三：擴大獨立基礎施工

相比較前兩種施工方案，擴大獨立基礎施工不用打樁，鋼筋混凝土結構施工方便快速，在節(jié)約施工成本的同時有效提高基礎強度，減小建筑物基礎的不均勻沉降。故方案三是較合適。

3 施工工藝

1）清理基坑。清理基坑是先清理基礎到堅硬巖基面，不留積水。

2）階梯狀墊層施工。根據原始巖基面傾斜度，自南向北按照不同高度階梯狀澆筑墊層，振搗密實，墊層間階梯處設置沉降縫，通過此方式將建筑物基礎分成幾個較小長寬比的沉降體系，保證各單元結構剛度較好的同時具有有效調整地基不均勻變形的能力。

3）定位放線。技術員利用水準儀將所有獨立基礎的中心線、控制線全部放出來，并進行復測。

4）鋼筋工程。待墊層混凝土施工完成，強度達到1.2 MPa 后依據設計進行彈線并鋼筋綁扎，基礎底部、頂部分別采用X、Y 雙向配筋，接長部分采用套筒連接，多次檢查保證鋼筋無漏扣，柱插筋彎鉤部分水平筋成45°角度綁扎，連接點處注意全部綁扎。

5）模板工程。通過定制特定尺寸木模，利用架子管雙層加固。支模由下至上順序安裝。

6）清理。模板安裝完成后，及時清除模板內雜物，避免木屑、泥土等造成后期混凝土外觀問題，板縫及孔洞保證密封，木模定期澆水濕潤。

7）混凝土澆筑。分層連續(xù)進行澆筑，間歇時間不超過2 h，先澆一層5～10 cm 厚混凝土，方便固定鋼筋，避免鋼筋出現偏移。

8）混凝土振搗。采用插入式振搗器，插入的間距與時間嚴格把控，操作動作謹慎，避免碰撞預埋件、預埋螺栓，防止預埋件移位。最后進行混凝土平面保養(yǎng)、模板拆除。

4 難題及解決措施

4.1 地基開挖

施工前建立測繪控制網，確定好長度、高度、寬度、軸線等基本信息，保證基坑尺寸形狀不產生較大偏差，造成資源浪費。為避免開挖過程中地基出現強力振動，在靠近閘墩及基底范圍50 cm內，嚴格使用人工開挖方式，開挖過程順延對角線方向工作，避免受力偏頗造成坑壁殘破。另外開挖過程中注意開挖邊坡坡度，適當增大邊坡系數，及時清理積土，一般在邊坡上邊緣2 m 范圍內不存放渣土或其他荷載，避免后期突然卸載基坑坍塌。及時清理廢水，保持邊坡干燥，必要時增加擋土板，避免因邊坡失穩(wěn)造成損傷。開挖結束后經設計人員、勘探人員、監(jiān)理方、業(yè)主方多方共同驗收后才可以進行下一步施工。

4.2 施工排水

設計基坑開挖底高程雖然高于地下水位，但施工期雨水量大且開挖坑四周易產生滲水，必須及時排除基坑積水，做好降水處理，保證基坑施工為無水作業(yè)，避免對基坑邊坡造成破壞。為此，施工時在基坑四周先挖條，在坑壁四周挖寬約150～200 mm 深約300～400 mm 的溝，溝內一角自然挖深，使基坑積水順勢流到角內，使用抽水泵向外抽水，將溝內水平面降低到低于基坑底高程。

4.3 變更后設計方案承載力問題

橋頭堡基礎處理變更的設計方案經原設計單位驗算，原設計條形閥基礎地基承載力1 500 kPa，變更后的獨立基礎地基承載力明顯大于原設計，且從成本方面計算，獨立基礎也是有明顯的優(yōu)勢，說明變更設計方案合適。

4.4 獨立基礎側立面防水問題

大部分獨立基礎樁施工中，容易產生側立面質量損壞問題，如果不謹慎處理，整個獨立基礎的強度都將降低，從而基礎不穩(wěn)，使用壽命降低。為解決這個問題，施工時通常對獨立基礎的側立面涂抹防水層，本項目施工中采用的是網格布并覆蓋抗裂防水砂漿，不僅省時簡便還不易脫落。

4.5 墻體砂漿抹面問題

墻體抹面工序不嚴謹即使基礎足夠穩(wěn)定也將造成后期墻體開裂、墻體空鼓，外觀質量受到嚴重影響，所以對于砂漿強度偏低、灰縫不飽滿造成墻體砌筑質量問題必須嚴肅處理。嚴格檢查施工人員教育培訓是否到位，使用的砂漿材料是否過了初凝期，砂漿攪拌機具是否能正常運轉制作出合格的抹面砂漿，抹面過程中各個層次的厚度、時間間隔是否達到要求等，確保各個工序無漏洞，打造優(yōu)質工程。

5 結 語

建筑結構的穩(wěn)定性是關系到大眾生命和財產安危的一個重要因素，設計施工中必須對影響建筑物穩(wěn)定性的因素加以廣泛的關注和控制，克服不良因素帶來的影響。本項目針對斜午橋頭堡基礎不均勻沉降問題，通過設置單獨基礎及制定提高建筑結構整體性相關措施等設計和施工方案的改進，有效減小了其帶來的不良影響，積累了豐富的施工經驗，并為以后類似情況提供了可靠參考。