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        水陽江船閘工程地基處理方案對比

        2015-04-13 00:28:52王瑤程旸
        中國水運 2015年3期
        關(guān)鍵詞:閘室船閘基底

        王瑤 程旸

        摘 要:擬定閘址位于安徽省宣城市水陽鎮(zhèn),船閘建筑物底部坐落于淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層上,地基容許承載力僅80Kpa,承載力低,屬高壓縮性土體,不宜作為天然地基持力層,須對地基進行處理。通過對本項目工程特點的分析,分析介紹了船閘工程中兩種地基處理方案。

        關(guān)鍵詞:水陽江船閘 地基處理 粉噴樁復(fù)合地基

        工程概況

        水陽江船閘位于水陽鎮(zhèn)上游約0.5m~1.9km河段。該河段具有順直微彎,灘地寬闊,河槽靠岸等特點,便于船閘布置和與上下游主航道的銜接。船閘沿左岸灘地布置,上下游引航開挖灘地形成與主航道平順連接。根據(jù)前期工作以及相關(guān)批復(fù)情況,水陽江船閘建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)為:船閘工程等級為Ⅲ級,主要建筑物閘首、閘室為制2級,導(dǎo)航墻、靠船墩,分水墻等為3級,防洪水位標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇。

        地基基本情況

        船閘建筑物基底座落在⑤層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土中,向下深度約6~8m,地基允許承載力為80KPa,壓縮系數(shù)為0.587MPa-1,土層承載力低,屬高壓縮性土體,不宜作為天然地基持力層,必須對地基進行處理。

        地基處理方案

        船閘建設(shè)場地為軟基,天然地基承載力低,計算各部位建筑物完建期基底應(yīng)力均大于天然地基承載力,不能滿足穩(wěn)定安全要求。根據(jù)各建筑物對地基承載力要求不同和施工條件等具體情況,分別采用不同的處理措施。

        1、上、下閘首和下游導(dǎo)航墻地基處理方案

        上、下閘首基底尺寸分別為41×28m、54×28.3m,標(biāo)高分別為-4.5m、-4.85m,底板頂標(biāo)高為1.3m、-1.55m,底板以下⑤層軟土層厚4~5m,其下為⑥、⑦層粉質(zhì)粘土厚3~5m,再下為⑧卵石層。穩(wěn)定計算完建期地下水考慮閘室墻尚未回填情況,取閘室墻底板標(biāo)高-3.75m為地下水位高程,計算上、下閘首基底最大應(yīng)力為146.0KPa、145.0KPa,下導(dǎo)航墻基底最大應(yīng)力為137.05 KPa,地基未處理前最終沉降量為220mm。根據(jù)類似工程經(jīng)驗,地基處理采用粉噴樁復(fù)合地基和鉆孔灌注樁方案均能達到設(shè)計要求,故選粉噴樁復(fù)合地基和鉆孔樁基兩方案比較。

        2、閘室和上游導(dǎo)航墻地基處理方案

        閘室基底板寬27.4m,計算完建期基底最大應(yīng)力為99.55KPa,上游導(dǎo)航墻基底板寬6m,基底最大應(yīng)力為95.0KPa,閘室和上導(dǎo)墻基底應(yīng)力和沉降量較小,均采用粉噴樁處理。

        兩種地基處理方案設(shè)計

        1、水泥粉噴樁復(fù)合地基設(shè)計

        1.1水泥粉噴樁復(fù)合地基承載力按下式計算

        1.2粉噴樁布置

        上閘首、下閘首、下導(dǎo)航墻粉噴樁的布置。樁徑0.5m正方形布置,樁距0.8m,樁長11~13m,考慮兩側(cè)未加固土體對其影響,底板外各增加2m寬度。上閘首基底平面尺寸41×28m布置2124根,下閘首基底平面54×28.3m布置2993根,樁長13m,兩閘首總計5117根,總進尺66521m。下導(dǎo)航墻底板寬9m,布置樁總數(shù)2808根,樁長13.0m,總進尺36504m。

        閘室和上游導(dǎo)航墻粉噴樁布置。樁徑0.5m,樁距1.0m,布置寬度底板外兩側(cè)各增加2m,計算閘室樁數(shù)為6834根,樁長10m,總進尺68340m;上游導(dǎo)航墻1680根,樁長13m,總進尺21840m。

        2、樁基設(shè)計

        2.1單樁承載力計算

        鉆孔灌注樁單樁軸向抗壓承載力設(shè)計值按下式計算

        設(shè)樁徑為1.0m,樁身穿過⑤淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土,⑥、⑦粉質(zhì)粘土,進入⑧卵石層。

        2.2樁基布置

        上、下閘首樁基布置。閘首樁基采用滿堂式布置,根據(jù)單樁承載力大小和基底總應(yīng)力情況及規(guī)范對樁中心距的要求,合理確定樁距,進行樁基布置。上閘首底板尺寸為41×28.1m,上閘首基底平均應(yīng)力為145.5KPa,鉆孔樁布置縱向間距取3.4m,橫向間距取3.3m,樁徑1.0m,樁長10m,共布置104根,總長1040m,平均樁力為1611KN;下閘首基底面板尺寸54×28.3m,平均應(yīng)力為138.5KPa,鉆孔樁布置縱橫向均取3.6m,樁徑1.0m,樁長10m,共布置128根,總長1280m,平均樁力1653KN,計算單樁承載力為1770KN。。

        下導(dǎo)航墻樁基布置。下導(dǎo)墻底板寬9m,下設(shè)2φ1000mm鉆孔樁,樁距6.8m,排距3.5m,樁長15m。樁的布置:導(dǎo)墻分5段,每段布置5排每排2根總計100根,總長1500m。

        方案比較

        上、下閘首、下游導(dǎo)航墻三項,地基處理措施選擇復(fù)合地基與樁基兩方案,兩方案比較所需要施工工期相同,工程投資復(fù)合地基較樁基約省300萬元,施工中形成的場地條件復(fù)合地基優(yōu)于樁基;對滲流處理復(fù)合地基簡單可靠優(yōu)于樁基。推薦方案:基于復(fù)合地基以上優(yōu)點,考慮工程場地軟土層厚度不大,沉降量較小,適宜采用復(fù)合地基,故上、下閘首和下導(dǎo)航墻地基處理均選擇粉噴樁處理方案。船閘其他部位地基處理見下表:

        小結(jié)

        地基處理是工程中非常重要的部分,他不僅關(guān)系到財產(chǎn)與人身的安全,也關(guān)系工程本身的組織生產(chǎn),資源調(diào)配、經(jīng)濟利益、工期長短等。本文以水陽江船閘工程為例,對比介紹了水泥粉噴樁復(fù)合地基及樁基兩種地基處理方式的設(shè)計及適用情況。設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)不同工程的特點,對各種地基處理方法作對比研究,確保工程的安全性與經(jīng)濟性。

        參考文獻:

        [1] 《船閘水工建筑物設(shè)計規(guī)范》[S](JTJ 307—2001).

        [2] 《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》[S](JGJ 79—2012).

        [3] 《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》[S](GB 50007—2011).

        [4] 武向瑩、王俊.粉噴樁復(fù)合地基承載特性試驗研究[J].山西建筑,2008,(1):129-130.

        [5] 林 彤.粉體棚舍攪拌法加固軟基靜載荷試驗研究[J].地球科學(xué),1997,22(1):86-89.

        (作者單位:安徽省交通勘察設(shè)計院有限公司)endprint

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