鞏向鋒，耿靈生，程素珍

（山東省水利科學(xué)研究院，山東 濟(jì)南 250013）

膠州市云溪河防洪閘位于云溪河入大沽河主河槽（樁號(hào)109+000）西側(cè)900 m，與營(yíng)舊公路跨云溪河橋合建，距店子河入云溪河?xùn)|側(cè)1 400 m。工程主要包括上游護(hù)底及鋪蓋、閘室、下游消力池、海漫、防沖槽、檢修橋等內(nèi)容。

工程等級(jí)為III 等，云溪河防洪閘級(jí)別為3 級(jí)，次要建筑物為4 級(jí)，臨時(shí)建筑物為5 級(jí)。

1 地基鉆探資料及處理方案

1.1 鉆探資料

在勘察深度范圍內(nèi)，場(chǎng)區(qū)地基土自上而下可分為7 層：第1 層為粉質(zhì)黏土（Q4al）；第2 層為淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土（Q4m）；第3 層為淤泥質(zhì)粉砂（Q4m）；第4 層為含淤泥粗砂（Q4al）；第5 層為中粗砂（Q4al）；第6 層為強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖；第7 層為中風(fēng)化粉砂巖。

1.2 閘基處理方案

根據(jù)地勘建議，防洪閘閘室采用回旋鉆機(jī)鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，樁端持力層為第7 層中風(fēng)化粉砂巖。灌注樁樁徑1.20 m，樁頂高程為-1.6 m（或-3.2 m），樁底高程為-18.00 m，樁長(zhǎng)分別為16.4 m 和14.80 m，伸入中風(fēng)化巖深度不小于2 m，具體深度根據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況進(jìn)行調(diào)整。

上游混凝土鋪蓋、翼墻以及下游消力池的地基，采用粉噴攪拌樁復(fù)合地基加固以提高其地基承載力；在閘室上、下游設(shè)攪拌樁防滲墻；在海漫末端設(shè)防沖樁，以提高其抗沖能力。

不同部位攪拌樁采用不同的間距、樁長(zhǎng)，樁徑統(tǒng)一采用0.50 m。水泥摻入比不小于15%，樁端持力層采用第5 層中粗砂，處理后復(fù)合地基的基本承載力根據(jù)樁間距確定。

2 鉆孔灌注樁設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)方案

2）設(shè)計(jì)參數(shù)。樁身設(shè)計(jì)直徑為1.20 m；樁身長(zhǎng)度取其中較短的樁長(zhǎng)14.8 m；樁端嵌巖深度為2.00 m。

3）巖土設(shè)計(jì)參數(shù)（見表1）。

表1 樁基巖土設(shè)計(jì)參數(shù)

2.2 灌注樁承載力計(jì)算

灌注樁承擔(dān)的水平力采用30 t，豎向承載力計(jì)算如下：

2.2.1 單樁豎向抗壓承載力估算

1）嵌巖樁單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值。根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94—1994） 中5.2.11 規(guī)定的公式，計(jì)算嵌巖樁單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值。由于樁端持力層為巖石，所以按嵌巖樁計(jì)算。計(jì)算參數(shù)見表2。

表2 計(jì)算參數(shù)表

2）單樁豎向抗壓極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值

經(jīng)計(jì)算，樁身周長(zhǎng)u 為3.77 m；樁端面積Ap為1.13 m2。

土的總極限側(cè)阻力Qsk為4 143 kN；嵌巖段總極限側(cè)阻力Qrk為4 905 kN；總極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值Qpk為3 729 kN。

通過計(jì)算得出，小傳動(dòng)比鉆機(jī)絞車減速箱所采用的斜齒輪各個(gè)參數(shù)為小齒輪齒數(shù)31，大齒輪齒數(shù)112，螺旋角14.08°，模數(shù)7。

單樁豎向抗壓極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值為：

Quk=Qsk+Qrk+Qpk=12 777 kN

單樁豎向承載力特征值Ra 計(jì)算，根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007—2002） 附錄Q條文Q.0.10 第7條規(guī)定：

Ra=Quk/2=6 389 kN

各樁的豎向承載力特征值具體由載荷試驗(yàn)測(cè)定。

2.2.2 樁基中各樁承受的垂直荷載計(jì)算

上部結(jié)構(gòu)的荷載通過承臺(tái)傳給基樁，根據(jù)《公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》，閘室穩(wěn)定計(jì)算的4種工況，計(jì)算得每根樁所承受的最大豎向荷載1～7 號(hào)樁分析分別為：2 469.5、2 466.8、2 464.1、2 461.4、2 458.7、2 456.1、2 453.4 kN。

由灌柱樁的承載力和豎向最大荷載計(jì)算可知，該樁所承受的豎向荷載小于樁的豎向承載力，滿足規(guī)范要求。

3 粉噴攪拌樁設(shè)計(jì)

在上游鋪蓋、上下游翼墻、下游消力池處采用粉噴樁復(fù)合地基提高地基承載力。

3.1 復(fù)合地基攪拌樁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

為提高地基承載力，上游翼墻、刺墻、鋪蓋、消力池，閘底板部分地基采用粉噴攪拌樁復(fù)合地基方案，樁徑均為0.5 m。

鋪蓋及翼墻下復(fù)合地基攪拌樁的樁頂高程為-0.4 m，樁底高程為-9.4 m，樁身長(zhǎng)度均為9.0 m；鋪蓋下樁間距2 m×2 m，上游翼墻、刺墻下樁間距1 m×1 m。閘底板（順?biāo)鞣较蚩缰? m 范圍）基礎(chǔ)下攪拌樁采用間距1 m×1 m，樁頂高程為-3.2 m，樁底部高程為-12.2 m，樁身長(zhǎng)度均為9.0 m。消力池下間距2 m×2 m；樁頂高程為-1.8 m，樁底部高程為-10.8 m，樁身長(zhǎng)度為9.0 m。

攪拌樁上鋪褥墊層，除鋪蓋上游5 m 范圍內(nèi)采用厚50 cm 的水泥土外，其余均采用砂石褥墊層，其最大粒徑不超過20 mm。

3.2 復(fù)合攪拌樁中單樁的豎向承載力特征值

根據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79—2002）的有關(guān)公式，經(jīng)計(jì)算單樁的豎向承載力特征值Ra為124.24 kN。并同時(shí)滿足Ra=ηfcuAp，應(yīng)使樁身材料強(qiáng)度確定的單樁承載力大于或等于由樁周土和樁端土抗力所能提供的單樁承載力，處理后的復(fù)合地基承載力允許值以實(shí)測(cè)值為準(zhǔn)。

3.3 攪拌樁復(fù)合地基承載力特征值

根據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79—2002）的有關(guān)公式，復(fù)合地基承載力特征值應(yīng)通過現(xiàn)場(chǎng)復(fù)合地基載荷試驗(yàn)確定，當(dāng)樁間距為2 m×2 m 時(shí)，經(jīng)計(jì)算得復(fù)合地基承載力特征值fspk=95.76 kPa＞66.80 kPa。

當(dāng)樁間距為1 m×1 m 時(shí)，經(jīng)計(jì)算，fspk=179.05 kPa＞130.83 kPa（上游翼墻的最大地基承載力）。

可見，攪拌樁復(fù)合地基的承載力特征值滿足上游翼墻、鋪蓋、消力池的地基應(yīng)力要求。

4 結(jié) 語

在閘底板下采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，在上游鋪蓋、上下游翼墻，下游消力池處采用粉噴樁復(fù)合地基提高地基承載力，既保證了工程安全，又降低了工程投資。鉆孔灌注樁與粉噴攪拌樁結(jié)合處理軟土地基的方案在膠州市云溪河防洪閘中的成功應(yīng)用，可作為其他類似工程的參考依據(jù)。

[1]鄭志.水泥攪拌樁在水閘軟弱地基處理中的應(yīng)用[J].城市建設(shè)與商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)，2009(23).

[2]程俊青.水閘工程采用粉噴樁地基處理特殊性的探討[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2009(13).