水闸软土地基加固措施应用探讨

1、水闸软土地基加固措施应用探讨 摘 要：本文结合工程实例展开讨论，阐述了工程施工的地质情况，从闸室稳定计算、地基处理方法、桩基设计和质量检验等方面说明了水闸软土地基加固的效果，给类似工程提供有益的参考。 关键词：水闸闸基；软土地基；处理方案；桩基设计 0 引言 由于许多水闸工程在软土地基上施工，如果没有有效的软土地基加固处理措施，就会对水闸的使用功能和质量安全造成影响。因此如何使用合理的方法来提高软土地基的承载力成为了施工人员需要解决的问题。下面就结合实例对此进行讨论分析。 1 工程概况 某水闸工程闸室的基础面积为310m2（b=13m，l =20m）。地下水位平均埋深1m，闸底板基础埋深d =

2、 6m。工程地址处于软土地基，根据地质勘察资料，从上往下的土层依次为淤质粉质黏土、细砂和淤泥淤质粉质黏土层。 2 地质状况 场地地处沿海地区，属冲积、海积低平原，地面高程4.6m。以泥质粘土、粉质粘土为主。 2.1 表层 以素填土为主，厚度3.203.30m，主要由素填土组成，呈褐色，软塑状态，粉质粘土质，含砖渣、石子等，属高压缩性土。地基承载力80kpa； 2.2 淤泥质粘土 厚度12.4012.60m，呈灰色，流塑软塑状态，有层理，含贝壳，属高压缩性土。局部夹粉质粘土、淤泥质粉质粘土透镜体。该土层地基承载力70kpa； 2.3 粉质粘土及粉土 厚度4.504.60m，呈灰色，软塑状态，有层

3、理，含贝壳，属中压缩性土。该土层地基承载力110kpa； 2.4 粉土 地质勘察未穿透此层，揭露最大厚度4.80m，呈灰黄色，密实状态，无层理，含铁质，属中压缩性土。地基承载力150kpa。 底板及桩基布置如图1。 3 闸室稳定计算 3.1 荷载 根据闸室稳定计算结构，作用于闸室底面荷载有：竖向力g=8858.94kn，m=36596.40kn。 3.2 稳定验算 采用sl2652001水闸设计规范公式进行闸室基底应力计算。 闸基础底面下地层为淤泥质粘土，粘土及粉土，粉质粘土及粉土压缩模量分别采用3.3mpa、5.9mpa、18.4mpa。压缩层计算深粉质度按计算层面处土附加应力与自重应力之比

4、为0.2确定。 经计算闸室地基最大沉降量22.5cm，大于规范允许值15cm；需对闸室进行地基处理。闸基防渗长度按式（3）进行计算： l=ch （3） 现闸基实际防渗长度为20.5m，小于计算要求防渗长度32m，不满足规范要求，需设置一道防渗墙，增加闸基防渗长度。 4 地基处理方案 本工程进行地基处理目的为增加闸室地基承载能力及减小沉降量。地基处理常用方法有换填垫层法、强夯法。 4.1 换填垫层法 适用于浅层软弱地基及不均匀地基处理。其主要作用是提高地基承载力，减少沉降量，加速软弱土层排水固结，防止冻胀和消除膨胀土胀缩。 本工程压缩性较高软土层厚12.40m，垫层换填厚度不宜超过3m，换填后地

5、基处理效果不明显。因此工程未采用换填垫层法地基处理方式。 4.2 强夯法 适用于处理碎石土、砂土、低饱和度粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。强夯置换法适用于高饱和度粉土，软流塑粘性土等地基上对变形控制不严工程，在设计前必须通过现场试验确定其适用性和处理效果。 本工程基础软土透水性较差，采用强夯法处理地基容易形成橡皮土，反而达不到地基处理目的。因此，强夯法不适合应用于工程地基处理。 5 桩基设计 5.1 桩基布置 程水泥搅拌桩采用矩形布置，桩直径0.6m，除防渗墙外，搅拌桩横向和纵向桩间距均为1.2m，闸室底板轮廓线范围内搅拌桩数按63根计。根据地质资料，在干湿交替及无干湿交替作用

6、时，地下水对混凝土结构有中等腐蚀性，腐蚀介质为so42-，因此水泥土搅拌桩固化剂采用强度等级为32.5抗硫酸盐水泥；桩长假定8m，搅拌桩位于淤泥质粘土层。 5.2 承载力验算 根据闸室底板所受外部荷载、土体力学指标、基础尺寸，采用相关规范公式分别计算水泥搅拌桩单桩承载力和复核地基承载力，计算成果见表2。 表2 单桩承载力及复核地基承载力计算成果 由表2可知，该桩基布置方案满足闸室单桩承载力和复合地基承载力要求。 5.3 沉降验算 桩基最终沉降量计算公式采用建筑地基基础设计规范（5.5.6）中公式，方法为等效作用分层总和法。附加应力取底板附加应力70kpa，沉降计算经验系数取0.9；等效沉降系数

7、取0.9；等效沉降系数c取0.52。 地基处理后，经计算，闸室最终沉降量为11cm，小于规范中规定闸室最大沉降量要求。 6 质量检验 6.1 搅拌桩施工 （1）成桩7d后，采用浅部开挖桩头，目测检查搅拌均匀性，量测成桩直径。检查量为总桩数5%。 （2）成桩后3d内，可用轻型动力触探（n10）检查每延米桩身均匀性。检验数量为施工总桩数1%，且不少于3根。 6.2 水泥搅拌桩地基竣工验收 承载力检验应采用复合地基载荷试验和单桩载荷试验。载荷试验必须在桩身强度满足试验荷载条件时，并宜在成桩后28d后进行。检验数量为桩总数0.5%1%，且每项单体工程不应少于3点。 6.3 工程桩质量评定 及时检查施工记录，根据预定施工工艺对工程桩质量进行质量评定。对于不合工艺要求工程桩需根据其所在位置、数量等具体情况，通过质量分析，提出补桩或加强附近工程桩等措施。 7 结语 综上所述，上文提及例子通过使用有效措施，明显提高了水闸闸基软土地基加固处理效果。我们要处理好水闸软土地基施工处理，就要结合实际情况，采取科学合理处理措施，不断提高施工人员能力水平，做好施工全过程质量管理，不断总结