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【摘 要】本文結(jié)合筆者工作經(jīng)驗(yàn)實(shí)踐，系統(tǒng)的對(duì)水閘地基處理方法進(jìn)行了分析探討，可供參考。

【關(guān)鍵詞】水閘；地基處理；施工工藝
　　1、前言
　　隨著建閘技術(shù)的提高和建筑材料新品種的出現(xiàn)，水閘建設(shè)也日益增多。我國(guó)1949年后大規(guī)模現(xiàn)代化水閘的建設(shè)，在中國(guó)普遍興起，并積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。水閘是一種既能擋水，又能泄水的低水頭水工建筑物，它依靠可以升降的閘門(mén)來(lái)控制水位，調(diào)節(jié)流量，在防洪、灌溉、排水、航運(yùn)、發(fā)電等水利工程中得到十分廣泛的應(yīng)用。水閘一般可分為節(jié)制閘、進(jìn)水閘、分水閘、排水閘、沖砂閘，不同的水閘其功能不同，在很多情況下，為滿足水利工程的需要，多種類型的水閘可以一起應(yīng)用于同一水利樞紐工程中。
　　2、水閘工程地基處理的重要性
　　水閘是一種控制水位和調(diào)節(jié)流量的低水頭水工建筑物，具有擋水和泄（或引）水雙重作用，在防洪、灌溉、排灌及發(fā)電等水利事業(yè)中應(yīng)用十分廣泛。水閘的工作條件與巖基上的溢流重力壩相似，但是水頭相對(duì)較低，地基又多為土基，因而與溢流重力壩又有許多不同之處。
　　水閘在關(guān)閘擋水時(shí)，水閘承受較大的水平壓力，而土基的摩阻力較小，有可能發(fā)生滑動(dòng)。同時(shí)，上下游水位差引起的閘基滲流，會(huì)對(duì)水閘底板產(chǎn)生向上的滲透壓力，對(duì)水閘穩(wěn)定不利。土基的抗剪強(qiáng)度和承載能力較低，而壓縮性較大，且常常分布不均勻，在水閘自重和外部荷載的作用下，可能因抗剪強(qiáng)度不足而喪失穩(wěn)定，也可能產(chǎn)生較大的不均勻沉陷，導(dǎo)致水閘傾斜甚至斷裂。土基在滲透水流作用下，容易產(chǎn)生滲透變形，特別是粉細(xì)沙地基，細(xì)小顆粒極易被滲流帶走，嚴(yán)重時(shí)，閘基和兩岸會(huì)被掏空，引起水閘沉降、傾斜、斷裂甚至倒塌。
　　由于上述原因，為了使用上的需要和保障水閘的安全，對(duì)水閘的地基處理也就顯得非常重要了。
　　3、水閘地基處理的作用和方法
　　水閘地基處理的主要主要作用有以下三個(gè)方面:
　　1)增加地基的承載能力，保證建筑物的穩(wěn)定；2)消除或減少地基的有害沉降；3)防止地基滲透變形。
　　國(guó)外對(duì)于水閘地基處理的方法也很多，使用較多的主要有以下幾種:1)置換法。置換法根據(jù)置換材可分為換土(砂)墊層法、擠淤置換法、強(qiáng)夯置換法、振沖法、砂石樁法、石灰樁法等。2)排水固結(jié)法。排水固結(jié)法主要有加載預(yù)壓法、超載預(yù)壓法和真空預(yù)壓法等。3)灌入固化物法。灌入固化物法主要有深層攪拌法、旋噴樁法和水泥粉煤灰碎石樁法(CFG樁法)。4)振密或擠密法。振密或擠密法主要有強(qiáng)夯法、擠密砂石樁法和夯實(shí)水泥土樁法。5)加筋法。加筋法主要有低強(qiáng)度混凝土樁復(fù)合地基法和鋼筋混凝士樁復(fù)合地基法。6)和樁基法。樁基法主要有木樁法、預(yù)制管樁法、鉆孔樁法。
　　4、換土(砂)地基處理方法
　　關(guān)于墊層材料的選用，應(yīng)遵循就地取材，節(jié)約經(jīng)費(fèi)的原則，并要考慮施工方便，技術(shù)可靠。級(jí)配良好的中砂和粗砂，較易振動(dòng)密實(shí)。某腰閘地基換填厚3.9m中砂，用水撼法振密，相對(duì)密度達(dá)0.8～0.9，最大干密度達(dá)1.85g/cm3以上，密實(shí)度滿足設(shè)計(jì)要求。級(jí)配良好的礫質(zhì)砂也可使用。但對(duì)可能是管涌土類，必須驗(yàn)算閘基出口段抗?jié)B穩(wěn)定性。至于粉，細(xì)砂和砂壤土類，不均勻系數(shù)多在1～3之間，遭受振動(dòng)荷載作用時(shí)，易產(chǎn)生“液化”現(xiàn)象，不宜采用。
　　對(duì)于砂料的含泥量，一般規(guī)范都規(guī)定不大于3%?？紤]砂墊層砂料的選用關(guān)鍵是緊密度能否滿足要求，故含泥量可放寬到5%。
　　粘性土類以中壤土類為適宜，這類土易于打碎，施工含水量易控制也易夯實(shí)。粘粒含量較大的重粉質(zhì)壤土和粘土，打碎較困難，施工含水量也難控制，不宜作為換土的土料。含礫粘性土是較好的墊層材料，其中含有較多的砂粒和小礫石，有利于土塊的破碎和疏干。
　　粘性土墊層施工含水量的控制是保證施工質(zhì)量的關(guān)鍵，應(yīng)嚴(yán)格掌握。設(shè)計(jì)的控制干密度是由室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)得到的最大干密度乘以壓實(shí)度而得出的。如圖（1）所表明的擊實(shí)曲線，最大干密度為1.65g/cm3，取壓實(shí)度為96%，則控制干密度為1.58g/cm3。控制干密度的坐標(biāo)線與擊實(shí)曲線相交于a，b點(diǎn)，a點(diǎn)的橫坐標(biāo)即為施工含水量的下限值，b點(diǎn)的橫坐標(biāo)為上限值；ab區(qū)間即施工控制含水量的范圍。若土料的含水量不在該區(qū)間內(nèi)，則密實(shí)度是很難達(dá)到預(yù)期效果的。
　　為了避免坑底基土受到擾動(dòng)，預(yù)留適當(dāng)厚度的保護(hù)層是一般常用的方法，對(duì)于含水量過(guò)大的淤泥類土，在開(kāi)挖到設(shè)計(jì)高程后，可鋪墊一層土工織物，一方面起保護(hù)基坑底面，解決在淤泥土上操作困難的問(wèn)題；另一方面可起到鋪墊作用，承受一部分拉應(yīng)力，從而增強(qiáng)穩(wěn)定性和減小沉降量。
　　墊層直接作為水閘基礎(chǔ)的持力層，在設(shè)計(jì)計(jì)算中是作為基礎(chǔ)的一部分考慮的，因此填筑時(shí)，每層厚度應(yīng)符合規(guī)定，否則層底部密實(shí)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。由于土的性質(zhì)和施工機(jī)械不同，鋪土厚度也不同，應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)確定。
　　墊層鋪墊時(shí)，應(yīng)盡可能一層鋪畢壓實(shí)后再鋪上一層，不要形成“界溝”或接頭。若回填面積過(guò)大，必須分段施工，則應(yīng)將每層接頭錯(cuò)開(kāi)，不要形成自上到下的通縫，造成薄弱環(huán)節(jié)。
　　5、振沖地基處理方法
　　振沖法加固砂土或砂壤土地基，能同時(shí)起到增密，排水減壓和預(yù)振效應(yīng)等三方面的作用，對(duì)提高地基土壤抗液化能力和承載力的效果是明顯的。
　　目前對(duì)振沖法加固軟弱粘性土地基的有效性認(rèn)識(shí)尚不一致，較多的意見(jiàn)認(rèn)為：用振沖法加固粘性土地基主要是振沖置換土和制樁擠實(shí)作用，形成樁土復(fù)合地基。因此，用碎石樁振沖置換軟基時(shí)，地基土的不排水抗剪強(qiáng)度應(yīng)大于16～20KPa。這是由于位于軟土的碎石樁，如果軟土強(qiáng)度太低，則樁四周的側(cè)壓力太低，并不能提高地基的承載力，因此對(duì)軟弱粘性土地基必須經(jīng)論證才可采用振沖法加固。
　　振沖置換所用的填料，對(duì)粉細(xì)砂和砂壤土地基用礫砂，粗砂，對(duì)軟土堆基用碎石，但碎石樁改變了閘基滲流狀態(tài)，可能還需增加防滲設(shè)施。對(duì)中，粗砂地基可不加填料，只用振動(dòng)器的振力將地基振動(dòng)密實(shí)。
　　振沖器與振沖孔周邊之間一般為50～100mm。因此碎石填料粒徑在5～40mm之間為宜，最大粒徑不宜大于50mm，粒徑過(guò)大易發(fā)生拒落，料徑過(guò)細(xì)，在孔內(nèi)泥漿中沉入速度太慢，也不易振密。填料的含泥量要求在50%以下，是按南京水利科學(xué)研究院的資料提出的。否則將增加泥漿的比重，填料下沉速度減慢，影響加固效果。砂石混合料不應(yīng)使用，因振沖時(shí)會(huì)使砂料和石料分離，密實(shí)度差。