關(guān)鍵詞：水閘工程；軟基處理；鉆孔灌注樁；攪拌樁 

　　由于廣東位于沿海地區(qū)，水閘工程所處的地基土通常都具有含水量高、壓縮性大、承載力低、厚度不均等特點，若水利工作者沒有選擇合理的軟基處理方案，不僅會影響到水閘整體功能的發(fā)揮，甚至?xí)�給水閘日常的運作帶來嚴(yán)重的安全隱患。因此，如何選擇合適的軟基處理方案就成為水利工作者當(dāng)前亟待解決的難題。本文通過對鉆孔灌注樁及攪拌樁這兩種處理方案進(jìn)行探討，通過方案比選，最終選取了攪拌樁復(fù)合地基作為水閘軟基基礎(chǔ)處理的優(yōu)選方案，并取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。 

　　1 工程概況 

　　某水閘經(jīng)多年運行，多次經(jīng)受臺風(fēng)、暴雨和海潮的襲擊，自然老化和損壞的程度嚴(yán)重，存在的問題較多。經(jīng)水利局組織專家組，對水閘進(jìn)行了安全鑒定，根據(jù)工程存在的實際情況，結(jié)合有關(guān)規(guī)范規(guī)程，將水閘定為4類水閘，決定對水閘進(jìn)行拆除重建。 

　　水閘的設(shè)計涉及到多個方面，本文僅就水閘地基處理設(shè)計方面進(jìn)行闡述。 

　　2 工程地質(zhì) 

　　根據(jù)地質(zhì)鉆探資料，水閘地基自上而下為人工填土層、淤泥層、粉土層、中砂礫砂層、殘積土層、強(qiáng)風(fēng)化花崗巖和弱風(fēng)化花崗巖，具體分述如下： 

　　1）人工填土：層厚為0～2.70m，灰黃色，以粉質(zhì)粘土、粉土為主； 

　　2）淤泥：層厚為1.83～24.0m，深灰色，飽和，流塑，含貝殼碎片及腐殖質(zhì)，底部為淤質(zhì)土； 

　　3）粉土：層厚為0～2.50m，淺灰色，濕，軟塑，由粉粒、粉細(xì)砂混合組成，具粘性； 

　　4）中砂、礫砂：層厚為1.8～4.1m，灰黃色，飽和，稍密～中密，含泥，部分含卵礫石； 

　　5）殘積土：層厚為5.1～11.3m，灰綠色～灰黃色，濕，可塑～硬塑，由粘土礦物、長石、石英砂及少許暗色礦物組成，巖石風(fēng)化成土狀，組織結(jié)構(gòu)已破壞； 

　　6）強(qiáng)風(fēng)化花崗巖：層厚為0.7～2.4m，灰褐色，巖石呈半巖半土狀，原巖組織結(jié)構(gòu)大部分已遭破壞，巖心為碎渣、碎塊狀，手折易斷； 

　　7）弱風(fēng)化花崗巖：淺灰白色，堅硬，巖蕊呈塊狀，短柱狀，見鐵質(zhì)浸染。 

　　3 閘基處理設(shè)計方案比較 

　　3.1 鉆孔灌注樁方案 

　　3.1.1 持力層的選取，樁型和樁長的確定，基樁豎向承載力的確定 

　　分別取殘積土層、花崗巖強(qiáng)風(fēng)化層為持力層，并取樁徑為0.80m、1.0m、1.2m進(jìn)行計算。經(jīng)對造價進(jìn)行綜合對比，當(dāng)采用殘積土層作為樁基持力層時，樁徑為0.80m、1.0m、1.2m的灌注樁造價分別為：11元/kN、12.7元/kN、13.9元/kN；采用強(qiáng)風(fēng)化花崗巖作為樁基持力層時，樁徑為0.80m、1.0m、1.2m的灌注樁造價分別為：8.5元/kN、9.5元/kN、10.9元/kN。經(jīng)比較并結(jié)合工程的實際情況，擬選用樁徑為0.8m的灌注樁，樁基持力層采用強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，樁長l=31.0m，經(jīng)計算，取單樁承載力設(shè)計值R=1650kN。 

　　3.1.2 基樁水平承載力的確定 

　　代入計算得：Rh=160kN 

　　3.1.3 樁數(shù)的確定和布置 

　�、俑鶕�(jù)單樁水平承載力確定樁數(shù)[取荷載組合4：擋潮情況（P=2%），閘上、下游水位分別為0.45、1.71m]（中3孔） 

　�、诟鶕�(jù)單樁豎向承載力確定樁數(shù) 

　　綜合以上2種計算結(jié)果取n=20。 

　　3.1.4 樁基豎向荷載驗算 

　　作用于基樁上荷載設(shè)計值的平均值N和最大值Nmax，按下式計算并應(yīng)滿足： 

　�、侔赐杲ㄇ闆r下荷載組合進(jìn)行驗算 

　　②按擋潮情況下荷載組合進(jìn)行驗算 

　　滿足要求。 

　　③樁的負(fù)摩擦力問題 

　　當(dāng)樁基及水閘工程完建后，水閘上下游淤泥層由于沒有進(jìn)行地基處理，當(dāng)承受一定荷載時以及自重固結(jié)將引起沉降，而閘室下的淤泥層不承受上部結(jié)構(gòu)荷載，兩者之間將產(chǎn)生沉降差，因而必然會對閘上下游側(cè)邊樁產(chǎn)生負(fù)摩擦力。取淤泥層底面作為中性點，則其上產(chǎn)生負(fù)摩擦，其下產(chǎn)生正摩擦。經(jīng)計算，樁周的負(fù)摩擦力：Nf1=828.5kN，樁周正摩擦力Nf2=1666.7kN。 

　　3.1.5 樁基水平向荷載驗算 

　　根據(jù)荷載組合4作用在中3孔上的合力為2362.9kN作用在單樁上的水平荷載： 

　　3.1.6 樁基的內(nèi)力與位移驗算 

　　根據(jù)地質(zhì)鉆探資料，在荷載組合4作用下，采用樁土橫向荷載共同作用的程序進(jìn)行計算，得出結(jié)果為： 

　　最大彎矩為Mmax=240.97kN#m，最大剪力為Qmax=120.38kN，樁頂位移為U=30mm。由于計算單樁承受水平力時考慮Kc=1.25的安全系數(shù)，故樁頂實際水平位移應(yīng)小于30mm，約25mm左右。 

　　樁身的最大應(yīng)力出現(xiàn)在中性點，中性點壓力最大為： 

　　樁身所受最大應(yīng)力為： 

　　故樁身的強(qiáng)度是足夠的。 

　　3.1.7 沉降計算 

　　樁基的沉降S可分為2部分，分別是樁身的壓縮變形S1和樁底強(qiáng)風(fēng)化花崗巖的沉降S2，即S=S1+S2。 

　　取樁身彈性模量E0=2.55×107kPa，經(jīng)計算，樁身最大壓縮變形為： 

　　樁底土的壓縮引起的沉降，強(qiáng)風(fēng)化花崗巖的E=2×105kN/m2，L=0.25，則其產(chǎn)生的沉降： 

　　故樁頂?shù)某两�，也即閘底板的沉降為： 

　　3.2 攪拌樁方案 

　　3.2.1樁長樁徑的確定 

　　根據(jù)水閘地質(zhì)鉆探資料，淤泥層底高程在-19.85～-22.40m，而水閘底板底面設(shè)計高程為-3.0m。為降低地基沉降量，擬取攪拌樁樁底高程為-22.80m，即樁的持力層為相對硬層的中砂或粉土層，則樁長l=19.80m，攪拌樁的直徑取d=50cm。 　　3.2.2單樁豎向承載力的確定 

　　根據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-91）規(guī)定，單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值按下列公式計算，并取其中較小值： 

　　將以上數(shù)據(jù)分別代入上述兩公式得： 

　　則單樁的豎向承載力RK=min{Rk1，Rk2}=168kN，取RK=165kN。 

　　3.2.3 復(fù)合地基的承載力計算（中三孔） 

　　1）面積置換率 

　　其中fs為樁間土天然承載力標(biāo)準(zhǔn)值，取fs=40kPa；B為樁間土承載力折減系數(shù)，取B=0.2；fck為復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值，取fck=R設(shè)=75kPa。 

　　代入計算， 

　　2）樁的布置，總樁數(shù) 

　　擬取樁的樁距為1.5m，則中三孔的樁數(shù)為n=10×19=190根，實際置換率： 

　　3）復(fù)合地基的承載力標(biāo)準(zhǔn)值 

　　3.2.4 樁群總豎向承載力復(fù)核 

　　代入計算，得： 

　　滿足要求。 

　　3.2.5 地基沉降計算 

　　1）處理加固土層（樁群）的沉降量 

　　代入計算，得： 

　　2）樁端下土層的沉降量 

　　根據(jù)地質(zhì)鉆探資料，粉土層的下臥層為中粗砂～礫砂，但下為殘積土，強(qiáng)風(fēng)化巖低壓縮性土，故只取粉土層厚度作為總壓縮層厚度進(jìn)行計算。經(jīng)計算得：S2=017cm 

　　3）地基總沉降量計算 

　　根據(jù)以上計算方法，同時附上對水閘邊1孔、岸墩和邊墻的地基采用攪拌樁進(jìn)行處理計算結(jié)果見表1。 

　　3.2.6 考慮淤泥層震陷的地基處理方案 

　　根據(jù)《廣東省地震烈度區(qū)劃圖》，水閘工程區(qū)地震基本烈度為Ⅷ度，閘基下淤泥層發(fā)生在Ⅷ度地震時可能產(chǎn)生震陷，從而導(dǎo)致水閘隨之產(chǎn)生附加的沉降及不均勻沉降，以及深層的抗滑穩(wěn)定等問題。為解決上述問題，擬將原閘基攪拌樁均勻布置方案改為格柵狀布置。該方案由攪拌樁相互搭接形成封閉的格柵結(jié)構(gòu)，使復(fù)合地基成為一個封閉整體，這種加固形式限制了淤泥的側(cè)向擠出，提高地基的整體抗震性能，保證復(fù)合地基在水平力作用下共同工作，同時也提高了格柵中軟土的承載力，減少總沉降量和不均勻沉降。 

　　3.3 地基處理方法優(yōu)缺點比較比較結(jié)果見表2。 

　　通過對水閘軟基處理方案比選的探討，筆者總結(jié)出以下幾點結(jié)論：①深層攪拌樁具有成熟的工藝技術(shù)，在軟土處理應(yīng)用方面的質(zhì)量較為可靠；②攪拌樁具有噪音小、無污染、對鄰近建筑物影響小和造價低廉等優(yōu)點，與其他處理方案相比具有較好的優(yōu)越性；③本工程采用深層攪拌樁作為軟基基礎(chǔ)處理方案，從工程的沉降量、單樁承載力、樁體質(zhì)量的檢測結(jié)果看，各項指標(biāo)達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。 

　　參考文獻(xiàn)： 

　　[1] 陳旭斌.復(fù)雜地基水閘基礎(chǔ)處理設(shè)計方案的探討[J].城市建設(shè)理論研究.2012年第36期 

　　[2] 郭鍵敏.淺談水利工程軟地基基礎(chǔ)處理[J].廣東科技.2012年第11期