水闸地基设计中相关处理方法研究
浅谈深厚软基水闸的地基处理方法
浅谈深厚软基水闸的地基处理方法摘要:对深厚软基水闸不同地基处理方案方法进行比较;关键词:钻孔灌注桩预制砼管桩水泥搅拌桩1、工程概况天生河水闸位于珠海市白蕉联围东堤段,为磨刀门水道右岸天生河出口的拦河水闸,是白蕉联围防洪挡潮、潮排潮灌水闸之一。
2009年水闸进行拆除重建。
天生河水闸的主要建筑物级别为2级,次要建筑物为3级,其防洪标准为50年一遇。
本重建方案主要由3孔10m的水闸和1座Ⅶ级船闸组成,2、地基处理方案选择根据天生河水闸地勘结果,天生河水闸的闸基下为深厚的淤泥软土,软土厚度约为40m~45m,主要由淤泥、淤泥质粉质粘土、淤泥质粉土组成,地基承载力低,承载力特征值为60kPa,低于水闸计算所需的地基承载力,必须进行地基处理。
淤泥层以下为强风化砂岩。
对于深厚层淤泥地基,通常采用的地基处理方案有:钻孔灌注桩、预制砼管桩和搅拌桩等复合地基处理方案。
下面结合本工程地质条件和工程建筑物的特点,参考本地区已建类似工程的经验,主要对钻孔灌注桩方案、预制砼管桩方案及水泥搅拌桩方案进行比选。
2.1钻孔灌注桩方案按桩的制作和施工方法,桩可以分为预制桩和灌注桩。
灌注桩是在施工现场桩位上先成孔,然后在孔内设置钢筋笼、灌注混凝土而成。
常有的有沉管式灌注桩和钻孔灌注桩等。
此处所指的是钻孔灌注桩。
1)单桩竖向承载力特征值由《建筑地基基础设计规范》中单桩竖向承载力特征值公式估算:式中:——单桩竖向承载力特征值;、——桩端端阻力、桩侧阻力特征值,由当地载荷试验结果统计分析算得;——桩底端横截面面积;——桩身周边长度;——第i层岩上的厚度。
2)钻孔灌注桩单桩水平向承载力特征值按下列公式计算(假定管桩桩身配筋率大于0.65%):式中:——单桩竖向承载力特征值;——桩身抗弯刚度,对于混凝土桩,;其中,为桩身换算截面惯性矩,对于圆形截面,;——桩顶允许水平位移;——桩顶水平位移系数;——桩水平变形系数。
经计算,当采用Φ1000钻孔灌注桩,桩端至中风化砂岩时,桩数由单桩水平向承载力确定,钻孔灌注桩桩距3.8m×3.3m,均布于闸室底板下,单桩平均长度45m。
水闸工程地基处理的技术分析
水闸工程地基处理的技术分析要】本文结合笔者工作经验实践,系统的对水闸地基处理方法进行了分析探讨,可供参考。
关键词】水闸;地基处理;施工工艺1、前言随着建闸技术的提高和建筑材料新品种的出现,水闸建设也日益增多。
我国1949年后大规模现代化水闸的建设,在中国普遍兴起,并积累了丰富的经验。
水闸是一种既能挡水,又能泄水的低水头水工建筑物,它依靠可以升降的闸门来控制水位,调节流量,在防洪、灌溉、排水、航运、发电等水利工程中得到十分广泛的应用。
水闸一般可分为节制闸、进水闸、分水闸、排水闸、冲砂闸,不同的水闸其功能不同,在很多情况下,为满足水利工程的需要,多种类型的水闸可以一起应用于同一水利枢纽工程中。
2、水闸工程地基处理的重要性水闸是一种控制水位和调节流量的低水头水工建筑物,具有挡水和泄(或引)水双重作用,在防洪、灌溉、排灌及发电等水利事业中应用十分广泛。
水闸的工作条件与岩基上的溢流重力坝相似,但是水头相对较低,地基又多为土基,因而与溢流重力坝又有许多不同之处。
水闸在关闸挡水时,水闸承受较大的水平压力,而土基的摩阻力较小,有可能发生滑动。
同时,上下游水位差引起的闸基渗流,会对水闸底板产生向上的渗透压力,对水闸稳定不利。
土基的抗剪强度和承载能力较低,而压缩性较大,且常常分布不均匀,在水闸自重和外部荷载的作用下,可能因抗剪强度不足而丧失稳定,也可能产生较大的不均匀沉陷,导致水闸倾斜甚至断裂。
土基在渗透水流作用下,容易产生渗透变形,特别是粉细沙地基,细小颗粒极易被渗流带走,严重时,闸基和两岸会被掏空,引起水闸沉降、倾斜、断裂甚至倒塌。
由于上述原因,为了使用上的需要和保障水闸的安全,对水闸的地基处理也就显得非常重要了。
3、水闸地基处理的作用和方法水闸地基处理的主要主要作用有以下三个方面:1)增加地基的承载能力,保证建筑物的稳定;2)消除或减少地基的有害沉降;3)防止地基渗透变形。
国外对于水闸地基处理的方法也很多,使用较多的主要有以下几种:1)置换法。
浅析水闸工程地基防渗处理的设计与施工
浅析水闸工程地基防渗处理的设计与施工摘要:水闸是一种控制水位和调节流量的低水头水工建筑物,具有挡水和泄(或引)水双重作用,在水闸设计中,对于地基土的抗渗稳定问题,必须给予高度重视。
本文对此进行了探讨。
关键词:水闸;地基处理;施工一、前言水闸是水利工程中常见的水工建筑物,往往与堤防、电排站、大坝、水电站等水工建筑物结合在一起组成水利枢纽,既可以挡水又可以泄水。
目前水闸在防洪、灌溉、排水、航运、发电等水利工程中应用十分广泛。
水闸在关闸挡水时,水闸承受较大的水平水压力,而土基的摩阻力较小,有可能发生滑动。
同时,上下游水位差引起的闸基渗流,会对水闸底板产生向上的渗透压力,对水闸稳定不利。
土基的抗剪强度和承载能力较低,而压缩性较大,且常常分布不均匀,在水闸自重和外部荷载的作用下,可能因抗剪强度不足而丧失稳定,也可能产生较大的不均匀沉陷,导致水闸倾斜甚至断裂。
土基在渗透水流作用下,容易产生渗透变形,特别是粉细沙地基,细小颗粒极易被渗流带走,严重时,闸基和两岸会被掏空,引起水闸沉降、倾斜、断裂甚至倒塌。
无论是土质地基还是岩石地基,水闸地下轮廊线布置均应遵照防渗与导渗(即排水)相结合的原则。
即在水闸上游侧布置防渗设施,如防渗铺盖、垂直防渗体或截水槽等,用来延长渗径,减少底板渗透压力,降低闸基平均渗透坡降,并保证其不超过规定的允许值,防止渗流出水口处发生渗透变形,并减少底板渗透压力,增加闸室的抗滑稳定性。
二、地基防渗处理设计与施工方案制定在选择地基处理方案前,首先应开展必要的调查研究,主要有以下几个方面:1、结构条件。
主要应了解建筑物的体型、刚度、结构受力体系、建筑材料和使用要求;荷载大小、分布和种类;基础类型、布置和埋深;基底压力、天然地基承载力以及变形容许值等。
2、地质条件。
应充分了解和掌握该场地的地形、地质成因、地基成层状况;软弱土层厚度、不均匀性和分布范围;持力层位置及状况;地下水及地基土的物理和力学性质。
水闸施工中软基处理探讨
水闸施工中软基处理探讨摘要:水闸施工中必须做好地基处理、止水、伸缩缝、砼(内在和外观)、预埋件、闸门、启闭机等、只有在保证这些主要工序和部位施工质量基础上,才能控制好整个工程的施工质量。
选择适合的软基处理和施工方法,是高质量地完成闸基施工的基础。
关键词:水闸施工软基处理方法问题水闸是一种利用闸门挡水和泄水的低水头水工构筑物,多设于河道、渠系及水库、湖泊岸边。
我国修建水闸的历史悠久。
至今全国已建成水闸近3万座,给国民经济带来了很大的效益。
现在的水闸建设,正在向形式多样化、结构轻型化、施工装配化、操作自动化和遥控化发展。
水闸施工中必须加大质量管理力度,严格按有关规范施工,避免产生质量问题,尤其在地基处理方面,经常遇到软基情况,现就水闸施工中的软基处理问题作一些探讨。
一、建在软土地基上的水闸的特点和应注意的问题1.建在软土地基上的水闸具有以下一些特点(1)软土地基的压缩性大,承载能力低,抗冲能力差,细砂容易液化,在闸室自重及外荷作用下,地基可能产生较大的沉降或沉降差,造成闸室倾斜,止水破坏,闸底板断裂甚至发生塑性破坏引起水闸失事。
(2)水闸在泄流时,尽管流速不高,但水流仍具有一定的剩余能量,而土基的抗冲能力较低,可能引起水闸下游的冲刷,此外水闸下游常出现的波状水跃和折冲水流,将会进一步加剧对河床和两岸的淘刷。
同时,由于闸下游水位变幅大,闸下出流可能形成远驱水跃,临界水跃甚至淹没度较大的水跃,因此消能防冲设施要在各种运行情况下都能满足设计要求。
(3)土基在渗水流作用下,容易产生渗透变形,特别是粉、细砂地基,在闸后易出现翻砂冒水现象,严重时闸基和两岸会被掏空,引起水闸沉降、倾斜、断裂甚至倒塌。
2.建在软土地基上的水闸设计和施工时应解决好以下几个问题(l)选择适宜的闸址;(2)选择与地基条件相适应的闸室结构形式,保证闸室及地基的稳定;(3)做好防渗设计,特别是上游两岸连接建、构筑物及其连接部分,要在空间上形成防渗整体;(4)做好消能、防冲设计,避免出现危害性的冲刷;(5)选择适合的软基处理和施工方法,高质量的完成闸基施工。
水闸的防渗问题及处理方法的探讨
水闸的防渗问题及处理方法的探讨摘要:水闸是一种利用闸门挡水和泄水的低水头水工建筑物。
水闸建成后,由于上、下游水位差,在闸基及边墩和翼墙的背水一侧产生渗流。
因此,可以根据水闸受的渗流特性找到一些解决防渗问题的方法。
水闸可以建在岩基上,也可以建在土基上。
本文主要研究土基上的水闸的防渗问题及处理方法。
关键词:水闸防渗墙地下轮廓线纯抓法砂砾石地基引言:土基在渗流水流的作用下,容易产生渗流变形,特别是粉、细砂地基,在闸后易出现翻砂冒水现象严重时会把闸基和两岸掏空,引起水闸失稳。
做好防渗设计,特别是在上游两岸连接建筑物及其与铺盖的连接部分,要在空间上形成防渗整体。
水闸的渗透破坏是很严重的问题,需要我们在设计和施工多加考虑.一.钢丝绳或液压抓斗纯抓法成槽混凝土防渗墙对于建在深厚覆盖层上的坝的地基防渗处理,广泛采用混凝土墙,因为它能快速施工,防渗效果可靠。
据统计,在已建成的深度达40m以上的防渗墙中,加拿大马尼克3级坝的混凝土防渗墙达131m。
钢丝绳抓斗纯抓法成槽混凝土防渗墙是近年来发展起来的新工艺,已在许多防渗工程中应用。
它采用优质膨润土泥浆护壁,钢丝绳抓斗抓土成槽,采用分序抓取法,即将防渗墙分成Ⅰ、Ⅱ期槽孔,槽长6~8 m ,最长可达10~12 m。
成槽完成后采用泥浆下直升导管法浇筑混凝土墙体,墙体连接采用较为先进的接头法。
抓斗法成槽混凝土防渗墙技术对地层适应性强,可按现有防渗墙施工规范施工,质量有充分的保证,所形成的墙体接缝少且连接可靠、厚度均匀、连续性好。
二.高压喷射灌浆防渗墙高压喷射灌浆技术具有施工速度快,施工设备简便、灵活,所成墙体具有较好的防渗止水性能。
喷射形式一般为旋(旋转喷射) 、定(定向喷射) 、摆(摆动喷射) 三种,见图1。
但墙体质量难以在施工过程中有效控制,容易出现墙体不续、空洞、均质性差等缺陷。
而且对于砾石直径过大或块石地层或地下水流速较大时,均不宜采用高压喷射灌浆。
本工程靠近两岸防洪堤处地层为人工杂填土,含大量块石,不宜采用高压喷射灌浆技术建造防渗墙。
水闸地基处理技术研究与应用
2 2 0 0 0
堤 顶 高程 5 8 . 6 0 m , 闸下 游 河 床 底 高 程 5 0 . 4 8 m ,闸 基
础开 挖最深处达 4 9 . 8 l m,堤 顶至河床高 8 . 1 2 m ,基础开挖
最 深 处达 8 . 7 9 m。
1 . 绝 对 标 高 与相 对 标 高
2 .认真编写专项施工方案 ,各工序 间衔接要紧密 , 施 工
平 面 上 分 区作 业 ,流 水 施 工 , 同 时 ,充 分 考 虑 机 械 损 坏 、停 电等 影 响 施 工 的 因素 ,抓 好 晴好 有 利 天 气 ,尽 快 施 工 ,减 少 基 础 和植 筋 孔暴 露 时 间 。
①层 ( Qa l 3 ) :重、 中粉 质壤土 ,局部为粉 质粘土 ,灰
黄 、褐 黄色 ,硬 可塑 ,含 铁锰 质结 核 。中等 压缩 性 。层 厚
3 . 0 0 - 3 . 7 0 m ,层 底 高程 5 2 . 0 0  ̄ 5 3 . 1 0 m ,普遍 分 布 。
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工 程 概 况
文 献 标 识 码 :A
文 章编 号 : 1 0 0 6 - 7 9 7 3( 2 0 1 3 )0 6 — 0 3 3 5 — 0 2
3 . 地 下 水 情 况
一
、
扩建后的灌 口集泄水 闸为淠史杭 灌区最大的水闸 , 位于 汲东 干渠 K7 + 2 5 5 . 6,集水面积 7 2 k m。 ,5 0年一遇最大下
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水闸工程地基处理的技术要点
水闸工程地基处理的技术要点1.地质勘察和分析:在进行地基处理之前,必须进行详尽的地质勘察和分析,了解地质条件、土层结构和性质,掌握地基的强度、稳定性、渗透性等信息,为地基处理提供依据。
2.处理对象的选择:根据地质勘察结果和工程要求,确定需要进行地基处理的区域范围,以及具体的处理对象,可以是整个地基区域,也可以是局部问题。
3.地基处理方法的选择:根据地基的具体情况和处理目标,选择合适的地基处理方法。
常见的地基处理方法包括填筑加固、挖土加固、地基改良(如加固桩、浆固桩、水泥搅拌桩等)、排水处理、分层处理等。
4.加固填筑:对于地基较弱的区域,可以采取填筑的方式进行加固。
填筑材料的选取应根据工程要求和地基强度的要求,常用的填筑材料有黄土、砂土、碎石等。
5.挖土加固:对于地基较软的区域,可以采取挖土的方式进行加固。
通过挖土降低地基含水率,增加地基的实际承载力和稳定性。
6.地基改良:对于地基较差的区域,可以采取地基改良的方式进行处理。
地基改良可以采用加固桩、浆固桩、水泥搅拌桩等,通过加固地基来提高地基的承载力和稳定性。
7.排水处理:对于地下水位较高的区域,需要进行排水处理,降低地下水位,保证地基的稳定。
8.分层处理:在地基处理中,如果地基含有较松散的土层、沉积层或土质过于变化的层次,需要进行分层处理,通过填筑或挖土等方式,保证地基的均匀性和稳定性。
9.质量控制:在地基处理过程中,需要进行质量控制,包括对加固材料的质量监测、加固工序的质量检查和加固效果的验收等,保证地基处理的质量和效果。
10.施工监督:地基处理工程的施工过程需要进行全程监督,确保施工符合设计要求和技术规范,保证地基处理的安全性和稳定性。
综上所述,水闸工程地基处理的技术要点包括地质勘察和分析、处理对象的选择、地基处理方法的选择、加固填筑、挖土加固、地基改良、排水处理、分层处理、质量控制和施工监督等方面。
通过科学合理地进行地基处理,可以保证水闸工程的稳定性和安全性。
探讨做好水闸施工中软基处理的有效措施
探讨做好水闸施工中软基处理的有效措施摘要:软土地基承载力低,压缩性大,透水性差,不易满足水闸工程地基设计要求,需要及时进行处理,本文对做好水闸施工中软基处理的有效措施进行了详细地探讨。
关键词:水闸施工;软基处理;灌浆法1 工程概况某水闸是某河下游的一个小型进水闸,该水闸位处珠江三角洲冲积平原,属河口三角洲堆积地貌在勘探孔深度控制范围内,场地岩土层按地质成因分为第四系耕植土、冲积土、残积土和白垩系基岩。
场地土的类型为中软土,建筑场地类别为Ⅲ类。
场地粉砂层为地震可液化砂土,钻孔液化指数平均值为4.02,该场地地基属轻微液化等级,软土层各项物理力学指标,如表1所示。
表1 软土层物理力学指标统计表2 水闸软土地基问题软土地基上建闸一共有两种情况,一是破旧堤建闸;二是新地基上建闸,闸两侧建引堤。
对于新建的水闸,通常软土含水量W=60~100%的淤泥上,这种条件上地基承载力很难满足,就必须进行地基处理,处理方式大致有:复合地基、砼桩基、浅层换砂、浮运闸、木桩等等,而且水闸软基处理不但可以是闸基问题,还应该考虑整体性、全面性以及沉降变形的协调性及其一些过渡问题。
现在的处理忽略闸两侧的地基处理及其沉降。
3 水闸施工中的软基处理措施现在我们国家对于水闸地基处理有效的措施非常多,使用较多的主要有以下几种:桩基法、灌浆法、排水固结法、置换法等等,下面对几种处理措施进行介绍。
3.1 钢筋混凝土预制桩法现在因为具有较强承载力,投资省,质量有保证,施工速度非常快等一些特点,得到普遍运用,例如龙海市角美镇金山水闸,而地质条件覆盖上了一层lO米以上的淤泥土层,而地基处理通常采用了边长是250毫米的钢筋混凝土预制方桩,挤密淤土层并且靠摩擦进行承载的,而钢筋混凝土预制桩还具有抗水闸水压力产生水平荷载,进而可以达到了水平稳定作用。
3.2 振冲法用振冲器在土层当中振冲成孔,与此同时填以最大粒径不能超过5里面的石子,形成碎石桩进而可以达到了加固地基的目的。
水闸深厚软土地基基础处理设计方案研究
Hydraulic Technology362水闸深厚软土地基基础处理设计方案研究季旭辉(浙江省水利水电勘测设计院,浙江 杭州 310000)摘要:软土地基处理是水闸工程中的常见问题,地基处理质量直接关系到工程施工的质量和安全。
近年来,随着沿海地区软土城市建设的不断发展,处理地基的方法也逐渐增多,需要在确保施工工期满足的前提下,从经济、技术等方面出发,选择恰当的地基处理设计方法。
本文结合工程实践,对水闸深层软土地基处理设计方案进行了比较分析,优选了灌注桩基础方案,具有一定的参考价值。
关键词:水闸;软土地基;基础处理;灌注桩在水闸工程施工中,需要对软土地基进行处理。
常用的地基处理方法有垫层法、强夯法、深层搅拌桩法、桩基法和沉箱基础法。
水闸工程设计的地基处理方法与地基的各种参数有关。
本文以下结合工程实践,对深部软土地基处理设计方案进行了研究,可供类似工程参考。
1 工程概况某县河南岸110k处,小潮河入灌河口处,有一座已拆除重建的水闸。
水闸设计流量300立方米/s,采用3孔10m胸墙结构。
闸室底板高程为-2.50m,底板厚度为1.5m,墩顶高程为9.50m,闸身顺河长18.0m,闸身总宽34.4m,闸室底板位于③2层淤泥质重黏土上,夹少量沙壤土薄层,含腐殖质,处于流塑性软塑状态,压缩性高。
结果表明:该土层厚度5~8m,含水量53.4%,粘聚力c值15.3kpa,内摩擦角φ值 3.8°。
该地基土的容许承载力为[R]=55kPa,不能满足天然地基承载层的要求。
2 地基处理方案的比较和选择2.1 闸室基础水闸原坝基用2m土代替,然后用2m中粗砂代替。
下伏地层为泥质黏土。
老水闸建成以来,沉降量达10cm,地基压缩性大,承载能力差。
为了保证闸室的稳定性,在拆除改造工程中需要进行地基加固处理。
根据地质条件,适用于地基处理的常规方案有钻孔桩基础、沉箱基础和短桩复合地基。
2.1.1 钻孔灌注桩基础在基础上钻孔灌注桩。
浅析水利工程建设中的水闸建筑地基处理及其设计
浅析水利工程建设中的水闸建筑地基处理及其设计水闸是一种低水头水工建筑,具有挡水、泄水的双重作用,在水利工程中应用十分广泛,因此必须对其进行合理设计。
本文概述了水闸建筑工程,对水利工程建设中水闸建筑的地基处理及其水闸建筑设计进行了探讨分析,旨在保障水闸建筑的安全运行。
标签:水闸工程;水利工程建设;水闸建筑;地基处理;设计要点;注意事项一、水闸工程的概述水利工程建设中的水闸工程主要由上游连接段、闸室和下游连接段三部分组成,其中上游连接段的作用主要是将水流引入闸室,避免其外流,对两岸及河床也起到了保护作用,防止其被冲刷,同时还与闸室一起起到了防渗作用;闸室在水闸中处于主要地位,它的主要作用是对水位和流量起到了一定的控制作用,并且防渗防冲,它的设计包括底板、闸门、闸墩、护栏和工作桥等;下游连接段主要用来消除过闸水流的剩余能量,将出闸的水流进行均匀地分散,从而起到对流速的减缓作用,避免对下游的冲刷。
二、水利工程建设中水闸建筑的地基处理水利工程建设中水闸建筑的地基非常重要,并且水闸建筑地基处理方法有很多,主要有:(1)垫层法主要是将建筑物的基础底面下面一定深度的软弱土层进行挖去处理,然后将不易侵蚀和压缩的散性材料填入进去,这样可以使软土加快固结。
(2)强夯法又称动力加固法或动力加密法,是一种快速加固软基的方法。
(3)振动水冲法利用专用施工设备,在振冲孔内添加填料挤扩成桩对地基起到振冲密实或振冲置换作用。
(4)桩基础法主要用在竖向受力比较大并且受力集中的情况中,也能满足对沉降方面有较高要求的建筑物和精密设备;采用桩基础,由于閘底板与地基容易形成渗水通道,故水闸基础不建议采用桩基础。
(5)沉井基础,当闸下是较厚的软土层,要求闸的基础埋置较深时,可考虑采用沉井基础。
(6)深层搅拌桩基础,采用该法加固地基可提高地基允许承载力,减少地基沉降量,并能提高抗振动液化能力。
(7)高压喷射注浆法,采用该法加固地基加固后的土体质量高,可靠性好,具有增加地基承载力,防止砂土液化和止水防渗等作用。
复杂地基水闸基础处理设计方案的探讨
复杂地基水闸基础处理设计方案的探讨摘要:本文根据工程实例,以工程地质情况为依据,并综合考虑了工期以及进度方面的要求,在此基础上,针对水闸基础处理方案开展了探讨,以便尽量符合工程质量以及工程进度的相关要求。
关键词:复杂地基;水闸;基础处理;设计方案1实例简介某一工程,有181 m长度的拦河闸,合计有12个孔,其单孔的纯粹宽度是12 m。
闸室的结构属于整体式平底板,一个结构单元是一个孔,闸室上下游的距离为16m。
闸墩材料主要由C30W4F50的混凝土构成,其具有1.5m的厚度。
在闸室上游部位的一侧安装了一检修闸门,顺着检修闸门向下是工作门。
河流转弯部位是闸址所在地,河谷的形状是一个较宽的“U”字,其具有490 m宽度的谷底,在其右岸部位设计了宽度大概是150 m,深度为5~12 m的深水槽。
两岸有46°~48°的山坡,地势较为陡峭。
2 闸址位置的工程地质条件(1)闸址位置的砂砾卵石层里有或薄或厚的软弱土层例如淤泥以及含砾石淤泥等,淤泥水分很大,要是存在临空面的话,在外力的影响下顺着软弱土层进行移动,给闸室在抗滑稳定方面造成很不好的影响;同时,这些软弱土层由于其压缩模量不大,在上面压力的影响下很容易出现严重的沉降;关于淤泥以及含砾淤泥,其透镜体具有很复杂的空间分布,且其厚度不等,此外,还会出现不均衡的沉降;所以,对闸室的稳定和沉降问题以及不均衡沉降来说,淤泥以及含砾石淤泥等是具有控制作用的土层,所以通过软弱夹层发育而成的浅部砂砾卵石层对闸室而言,不适合做其地基持力层。
(2)关于闸址位置的含泥砂砾卵石层,总的来说很密实,且具有较大的承载力,比较适合做闸基桩基的持力层;如果碰到那些砂砾石层中包含有很多泥的情况,在一定程度上可以加深以便穿越该层,并在含泥砂卵石层表面放置桩端。
关于含泥砂砾卵石层,它在承载力方面的标准值即fk为200~250 kPa,含泥砂砾卵石层在压缩模量方面即Es的值是30MPa;而J允的值是0.3~0.4。
水闸基础处理方法探讨
2010.4中国防汛抗旱根据水利部的工作安排,从2010年起全国将启动大中型病险水闸除险加固专项计划,其中广东省就有166宗水闸被列入国家专项,加上没有列入专项的水闸,全省约有400多宗大中型病险水闸需要进行除险加固。
水闸基础处理方案对水闸的安全具有决定性作用,基础处理的投资对水闸工程总投资也具有重要影响。
就广东省而言,水闸分布范围广,闸基地质条件各异,其中需要特别慎重处理的是强透水中粗砂层、砂砾层地基和深厚软土地基,本文结合十多年来广东省水闸基础处理的经验,对这两类地基上的水闸基础处理方法进行探讨。
这里所指的中粗砂层、砂砾层地基包括两类,一类是水闸直接坐落在中粗砂层、砂砾层,另一类是中粗砂层、砂砾层表面覆盖有厚度不大于3.0m 的软弱土层。
此类地基的主要特点是允许地基承载力略低于设计承载力要求,抗渗透变形能力较差。
对于这种地基的处理方法可有多种,但从经济上考虑,采用振动水冲挤密法更合理,对于砂层上覆盖有薄层软弱土层的地基,可挖除覆盖层,换填中粗砂后进行振动水冲。
施工中,振冲孔添加填料挤扩成桩的桩径一般为0.6~0.8m,振冲孔孔距宜采用1.5~2.5m,按梅花形或方格形布置,孔深根据设计要求和施工条件确定。
振冲孔的添加填料宜选用有良好级配的砂、碎石等,碎石的最大直径不宜大于5cm,含泥量不宜大于5%。
由于振动水冲挤密法无法解决水闸基底的渗透稳定问题,因此,需另外采取防渗措施。
通常可采取水平铺盖或垂直防渗墙,从防渗的效果来看,垂直防渗墙要好于水平铺盖,近年来广东省砂基上的大中型水闸多采用垂直防渗墙,防渗墙体采用混凝土地下连续墙或高压喷射灌浆防渗帷幕,混凝土连续墙的厚度为0.6~1.0m ,高压摆喷的孔距为1.5~2.0m,高压旋喷的桩径为0.6~1.0m、套孔0.2~0.3m;防渗墙的底面穿透透水砂层嵌入相对不透水层应不小于1.0m。
布置防渗墙时需要特别注意的是,要与闸室两侧刺墙相衔接,向两侧延伸适当长度以防止闸侧绕渗破坏。
关于水闸改造中软基处理及加固技术分析
探讨关于水闸改造中软基处理及加固技术分析摘要:在本文中,笔者充分结合自己这么多年以来的技术经验,针对已老化的水闸实施加固改造,并具体剖析其原因采用加固技术进行处理。
关键词:软基处理;水闸;加固技术1.工程概况原来有一个旧水闸,因为受到当年条件的影响,沉降比较大,基础没有得到较好地处理,存在很严重的渗水与变形情况,施工质量水平不大好。
为此,专家专门开展了地质勘探工作以使此水闸加固。
勘察后发现,水闸的软土层比较厚,其基础全部处于淤泥粘土层上,存在抗滑稳定性不佳、地基承载力地下、变形等诸多问题。
所以,在设计施工过程中选取了水泥粉喷桩加固技术。
2.地基处理设计要求本工程粉喷桩依据两喷四搅工艺开展施工工作,桩的长度时依据设计要求到基础粘土层为标准的。
选取32.5r普通硅酸盐水泥,通过试验发现,水泥渗进量确认达20%,泥土强度三个月龄期试块的立方体抗压强度平均值不低于1.6mpa。
3.试桩详情在施工之前,水闸左侧旧堤脚外侧部位开展粉喷桩的试验的六根桩,通过抽心检验的结果显示:喷粉量深入较20%与18%的四根桩更好,然而却有孔隙多、均匀性比较差的问题;喷粉量深入较16%的两根桩更差。
从整体上看,在抽心结果当中,两喷四搅加三分之一复搅施工工艺与两喷四角无显著差异。
通过设计、质监、业主、监理及施工单位代表的现场鉴别研究,确定各参数与做法,结果为:(1)水泥土搅拌法喷粉施工机械一定要配置通过国家计量部门确定的可以瞬时检测且把粉量的粉体记录下来的搅拌深度自动记录仪与粉体计量装置;(2)其他技术参数均应当把设计及其有关现行规范的要求为行为准则;(3)搅拌头每旋转一圈,它的提升速度不可大于16毫米;(4)水泥的渗入量总额是20%,喷粉分两次进行,首次喷粉量大约是每米35千克,其二次则大约是每米30千克;(5)搅拌头翼片的宽度与枚数应当同搅拌头的回转数、搅拌轴的垂直夹角以及提升速度互相匹配,从而有效保证加固深度区域中土体的每点都能通过超过二十次的搅拌。
水闸工程中的基础处理
水闸工程中的基础处理摘要:在小型的水闸工程中,加强基础加固和防渗处理是一项十分重要的内容,对于确保工程质量具有十分重要的意义。
本文重点对小型水闸工程的基础加固施工技术进行详细的分析与探讨,希望能为相关工程提供一些借鉴。
关键词:水闸工程;基础;处理引言结合水利工程建设的实际需要,对与之相关的水闸施工质量与技术运用进行深入探讨,有利于降低水闸基础处理施工问题发生率,优化其施工质量管理方式,并增强其施工计划实施中的技术含量。
因此,在水闸基础处理施工中应对结合实际概况及行业技术规范要求,对其施工质量管理状况进行深入分析,落实好项目施工质量管理工作,且在有效的技术支持下,全面提高水闸基础处理施工效率及质量。
1 水闸工程基本作用及其构成水闸在各大水库是非常常见的一种建设,但是我国已经对水闸进行了升级,不仅仅是水库,其他的一些自然环境我们也能够进行水闸的建设。
接下来笔者就为大家阐述一下水闸的构成,水闸的构成主要分为三个部分,第一个部分就是锁室。
这个部分主要的作用对水库的水进行锁定,让水库内的水不流出来,也就是我们常说的内闸门,这个部分直接与水库内的水紧密的联系在一起,也是承受水压的第一个部分,所以,这个部分是一定要牢固的,否则很容易出现问题。
然后就是连接区域,这个区域是锁室后面的一个空白区域,这个区域的主要功能就是在需要排水的时候将水库的水和需要排放的水短暂的隔离。
如果水库的水闸只是一个单纯的闸门,那么一旦需要泄水,水闸就需要直接面对海量的水资源倾泻,任何的闸门都会承受不了。
因此就需要使用连接区域,来让需要排放的水短暂的储备在这个区域,然后从中这个区域排泄出去。
最后就是闸门!这个部分是我们最常看到的,是显露在外面的,它并不是人们想象中直接与水接触的部分,而是水闸的第二道闸门。
在需要排泄的时候,连接区域的水也是从这个闸门排泄的!平时的时候,其主要作用就是在内闸门出现破损的时候,当做第二层保护层。
2 水闸基础地基设计遵循的原则水闸基础地基设计须满足三项基本原则:一是保证持力层地基土体稳定性(渗流稳定性及整体稳定性),二是控制地基沉降变形量在容许值以内,三是满足基础结构强度"刚度及耐久性要求。
水闸工程地基处理等相关问题研究
水闸工程地基处理等相关问题研究发布时间:2021-01-11T11:14:19.183Z 来源:《基层建设》2020年第25期作者:卢俏晴左越[导读] 摘要:随着水利工程的规模不断扩大,水闸施工中基础不均匀沉降对工程建筑通常会带来极大危害,如开裂、地面开裂、倾斜、坍塌,工位,在市政建设,道路、桥梁、水利等工程,相应的地基处理必须根据建筑物的等级,进行地质条件等等,为了保证建筑在后期管理和运营过程中不会发生过多的不均匀沉降。
广西壮族自治区梧州水利电力设计院广西省梧州市 543002摘要:随着水利工程的规模不断扩大,水闸施工中基础不均匀沉降对工程建筑通常会带来极大危害,如开裂、地面开裂、倾斜、坍塌,工位,在市政建设,道路、桥梁、水利等工程,相应的地基处理必须根据建筑物的等级,进行地质条件等等,为了保证建筑在后期管理和运营过程中不会发生过多的不均匀沉降。
目前,地基沉降分析和预测方法很多,分级荷载作用下地基沉降的模拟分析和预测方法很多,结合相应的工程实例得到了许多较好的结论。
关键词:水闸工程;地基处理;问题引言水闸的工作条件和溢流重力坝比较相似,即便水头较低,却对地基提出了比较高的要求,尤其是软基,在自重与外荷的影响下,可能会发生不良的沉降现象,进而引起水闸下沉或倾斜,甚至可能会导致结构断裂现象。
当前在水闸地基处理工程中,常见的地基处理方法有高压旋喷桩、深层搅拌桩以及钻孔灌注桩,但以钻孔灌注桩最为适用,且应用最广泛,其对地层适应力比较强,能够提高地基承载力。
1水闸地基处理的作用和方法水闸地基处理的主要主要作用有以下三个方面:1)增加地基的承载能力,保证建筑物的稳定;2)消除或减少地基的有害沉降;3)防止地基渗透变形。
国外对于水闸地基处理的方法也很多,使用较多的主要有以下几种:1)置换法。
置换法根据置换材可分为换土(砂)垫层法、挤淤置换法、强夯置换法、振冲法、砂石桩法、石灰桩法等。
2)排水固结法。
排水固结法主要有加载预压法、超载预压法和真空预压法等。
水闸基础振冲处理设计与研究
砂 土 的 压 缩 性 很 小 , 透 性 较 渗 大 , 以认 为 在 建 筑 施 工 完 毕 时 可 固结沉降 已基本完成 m 22 . 45 .
式 中 ( , 分别为原地 基 土的 密实 度、 合地 基土 的液 D, 一 ) 复 化临界密实度 ; e 、 、m一 原 土 的孔 隙 比、 大 孔 隙 比 、 小孔 隙 。e ei n 最 最
(
s = 。. 86 , 8 d 1 + e o
进行 “ 地基 整体稳 定计算 、 “ 地基 沉降 计算 ” “ 、 地基 渗流稳定性验算” 和振冲碎石复合地基各项参 数的确定 等。 计算结果表见表 1 、表 2 。
表1 复 合 地 基 设 计 计 算 结 果 表
编号
1
项 目名称
地 荩 最 终 沉 降 量
单位 计算值
6 . 43
规定 值
10 5
2 3 4 5 表2
渗 流 稳 定 性 验 下 游 渗 流 坡 降 计 算 地 基 的 固结 汁算 抗 液 化 碎 石 桩 距 的复 核
J J
O 】 .9 05 .4
[ ]>1 J [ ]>1 J
某水库一期工 程是该 地一 座控 制性 工程 。其 中振 冲桩 加 固地 基 技 术 大 型 水 闸 基 础 处 理 的 大 面 积 采 用 在 国 内 没 有 先 例 ,设 计 和 实 施 中 进 行 了周 密 的 计 算 、 科 学 研 究 以 及 现 场 试 验 ,取 得 了 较 为 理 想 的 结 果 。振 冲 复 合 地 基 加 固 水 闸 基 础 设 计 优 化 ,处 理 方 案 安 全 可 靠 , 同 时 施 工 便 捷 ,提 高 工 效 5倍 以上 ,节 省 投 资 超 过 5 % 。 0 泄 洪 闸布 置 在 拦 河 坝 右 端 的 主河 槽 偏 左 侧 上 ,净 宽 20 0 n,总 宽 2 85I,设 有 l 平 顶 堰 ,每孔 净 宽 1. l l 4 . I T 6孔 25I。泄 l 洪 闸基 础 下 地 层 主 要 由前 第 四 系 基 岩 和 第 四系 冲 洪 积 松 散 堆 积 层 所 组 成 。地 质 存 在 的 主 要 问题 :① 天 然 地 基 承 载 力 较低 ;②在地震作用下存 在着 液化 的可能 性 ( 库区地 震设 防裂度为 7 ) 。 。根 据 地质所 确 定 的闸基 场地 实 际条 件 ,对 闸 基 提 出振 冲碎 石 桩 复 合 地 基 加 固处 理 方 案 。 水 闸 的 振 冲 碎 石 桩 复 合 地 基 加 固 处 理 与 坝 基 的 设 计 不 同 点 在 于 不但 满 足 抗 液 化 的 条 件 ,同 时 要 满 足 建 筑 物 承 载 力 要 求 以 及 稳 定 、变 形 、渗 透 等 条 件 。 2 2 振 冲 碎 石 桩 复 合 地 基 的设 计 要 点 .
水闸工程地基常用加固方法及适用范围研究
水闸工程地基常用加固方法及适用范围研究水闸是一种控制水位和调节流量的低水头水工建筑物,具有挡水和泄水双重作用,在防洪、灌溉、排灌及发电等水利事业中,应用十分广泛,水闸工程最为常用的几种地基加固处理方法有:垫层法、强夯法、振动水冲法、沉井法等,对此进行了探讨。
标签:水闸;加固;地基1 垫层法垫层法是工程中一种施工最简便,应用最广泛的地基处理方法,在改善地基应力分布,提高地基稳定性,特别是在减小基础两端地基上的塑性变形方面作用显著。
垫层的计算,主要是确定垫层的厚度和宽度,工程上多数采用按地基允许承载力的要求进行核算的方法。
即假定垫层为基础的一部分,要求垫层底面的平均压力不大于该底面处地基的允许承载力,如果垫层厚度过小,往往不起垫层作用;如果厚度过大,基坑开挖有一定的困难,换填方量较大,不一定经验合理。
垫层材料的选择,应遵循就地取材的原则,采用性能稳定、压缩性低的天然或人工材料,如壤上、中砂、粗砂、含砾的粘土、灰土等。
2 强夯法强夯法是一种快速加固软基的方法,它是将很重的夯锤从高处自由落下,给地基以强大的冲击力和振动,通过加密(使空气或气体排出)、固结(使水或流体排出)和预加变形(使各种颗粒成份在结构上重新排列)的作用,从而改善地基土的工程性质,使地基土的渗透性、压缩性降低,密实度、承载力、稳定性得到提高,湿陷性和液化可能性得以消除。
如今,强夯法加固地基的应用范围己由最初的砂性土发展到现在的各种填土、湿陷性黄土、碎石土、一般粘性土、软土及工业生活垃圾等各种地基,由陆上施工发展到水下施工。
3 振动水冲法振动水冲法是一较好的地基处理方法,可提高地基承载力,减少沉降量,特别是对饱和砂土可提高其抗振动液化能力,且具有操作简单、施工进度快、工期短及造价低等优点。
振冲孔添加填料挤扩成桩对地基起到振冲密实或振冲置换作用,对砂土或砂壤土地基尤为适用,而对粘性土地基也可使用,但加固效果不及砂类土地基。
特别是对含水量较大,抗剪强度较低的软粘土地基不宜采用。
水闸地基处理设计研究
1引言水闸建设工程自兴起后在我国快速发展,并取得了较大的成果和进步。
但在水闸工程建设的过程中,由于地基处理设计工作存在欠缺所导致的安全问题时有发生。
一方面水闸工程施工区域地质条件较差,影响了混凝土质量与岩石稳定性;一方面地基容易受到施工阶段的影响,造成地基沉降等问题,影响整体稳定性。
针对水闸地基处理内容,国内外不少学者进行了相关的研究,在以往的研究当中,学者大多集中于水闸地基处理中桩基处理方法的应用以及针对软土地基的处理方法研究上,为了更好地处理水闸地基,本文以实际工程为例,对比多个地基处理方法,对其加以深入研究。
2水闸地基处理设计常用方法2.1桩基处理法桩基处理法结合围封施工主要针对液化砂性土地基区域。
在实际水闸工程中,若是液化层的厚度较低且整体较浅时,可以直接采用围封方式处理。
一般来说,围封的深度要超过液化层,通过高压摆喷的方法设计围封墙。
通常情况下,围封墙可以使用三管法高压摆喷折接的方法设置,控制喷射的方向与轴线之间形成25°的夹角,30°的摆角。
通过以上方式所设置形成的围封墙墙体的抗压强度要高于3MPa ,最小厚度大于0.2m ,且渗透系数符合i ×10-6m/s (i 为1~5),允许渗透比降值高于40。
若是液化层厚度较高、整体较深时,可以在闸板的下方使用混凝土灌注方法设计桩基础,利用桩基提高地基的承载力,以此避免在受到外界影响时地基出现液化现象,降低其稳定性,影响水闸整体的安全。
2.2强夯法强夯法可快速加固地基,在地基高处位置给予其巨大的振动和冲击,以此排出地基中的气体,达到密实效果,将其中的液体排出,使地基中的各个组成部分重新排列组合,形成预变形,进而提升地基土的性质,提高地基整体的稳定性。
2.3垫层法垫层法(见图1)处理设计地基应用范围较为广泛,其主要在于通过改变地基的应力分布进而改善其稳定性,同时实现塑性变形基础还原。
垫层法重点计算和确定垫层的宽度和厚【作者简介】马银汉(1986~),男,甘肃兰州人,工程师,从事水利工程施工管理研究。
水闸重建基础处理技术探讨
4.1软土地基层的特征分析
很多旧闸都存在着淤泥、粉细砂淤泥、淤泥质粘土等软弱土层,具有厚度大、含水量高、承载力低、压缩量大的特点,并且一般含水量能够达到60%-100%左右,孔隙率大于1.5,软土的厚度能够达到10-40米,最厚的地方能够达到60米左右,承载力一般为40-60kPa,且基底应力一般为70-120kPa左右。软土层在地震的作用下容易出现液化、震陷等问题,因此在水闸的建设中,需要采用基础措施才能够达到满足承载力、抗震及沉降等方面的要求。
1.工程概况
该水闸是要在原址上重建一个更大面积的新水闸,原水闸的基础地质是砂层厚5-6m左右,要进行大面积的开挖挖难,在原河水水位上由于水位过高,且渗流量大,因此在重建的过程中,要将水泥搅拌在桩围堰周围,桩围堰D=500mm,呈梅花状,共三排,闸室基础也用水泥搅拌,使桩间距达到1000*1000mm,呈梅花状的状态。为了更好地确保水闸基坑的棘突物理性质,需要在水闸基坑开挖并回填砂垫层,比如说可以在基坑底不止地质钻孔8个,并根据实际情况进行现场饰演,孔深保持在8米,并且钻入持力层5米左右,根据实际情况,可以得出一系列结果。在水闸的基坑持力层的第一层,是素填土,即回填层,厚度在1.5米-2.8米左右,土质呈现黄色、松软的状态,没有什么杂志,分选好,且呈稍湿状态。第二层主要是粉质粘土,厚度在1米-2.5米左右,土质呈灰白色,细滑,并且含有10%左右的粉细砂,可塑性强,平均N=6。第三层是中砂,厚度约为3.1米-3.2米,土质呈灰黑色,且颗粒均匀,标贯实验4次,含淤泥约5%。第四层是粉砂,厚度约为3.8-6.7米,土质呈灰黑色,分选好,局部混腐木,标贯实验12次左右,平均N=7.9。
振动水冲挤没有办法解决渗透性稳定性的问题,因此还需要采取另外的防渗措施,最常可以采取的措施包括水平铺盖或者是垂直防渗墙,从防渗的效果来看,垂直防渗墙的效果更好,更适宜进行防渗措施工作。防渗墙体采用混凝土地下墙或者高压喷射灌浆防渗帷幕,连续墙的厚度为0.6米-1米,孔距为1.5-2米,套孔为0.2-0.3米,防渗墙的地面穿透透水砂层嵌入相对透水层不小于1米的防渗墙,需要特别注意的是,闸室两侧刺墙要相互衔接,并且要向两侧延伸出适当的长度来防止闸侧的绕渗被破坏,实际的情况也需要根据具体的运行来处理沉降、渗透变形等问题。
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水闸地基设计中相关处理方法研究
发表时间:2018-08-06T14:08:39.323Z 来源:《基层建设》2018年第17期作者:王涛
[导读] 摘要:笔者根据自身多年来在水利设计中的经验,对闸基础设计中的相关方法进行了深入探究,并分析水闸选址原则以及水闸处理方法,对闸门消能防冲设计方法进行了研究。
山东龙达兴建设工程有限公司山东济南 250000
摘要:笔者根据自身多年来在水利设计中的经验,对闸基础设计中的相关方法进行了深入探究,并分析水闸选址原则以及水闸处理方法,对闸门消能防冲设计方法进行了研究。
全文以笔者的长期工作实践为基础。
旨在为同行提供借鉴参考。
关键词:水闸地基设计;处理方法
前言:水闸是一种既能挡水,又能泄水的低水头水工建筑物,它依靠可以升降的闸门来控制水位,调节流量,在防洪、灌溉、排水、航运、发电等水利工程中得到十分广泛的应用。
水闸一般可分为节制闸、进水闸、分水闸、排水闸、冲砂闸,不同的水闸其功能不同,在很多情况下,为满足水利工程的需要,多种类型的水闸可以一起应用于同一水利枢纽中。
水闸一般由闸室、防渗排水设施、消能防冲设施及两岸连接建筑物四个部分组成,闸室是水闸挡水和控制过闸水流的主体部分,它包括底板、闸墩、闸门、胸墙和工作桥。
防渗排水设施是为了使闸基渗流处于安全工况而设置的,防渗设施通常多在水闸的高水位一侧,用透水性小的材料如粘土、钢筋混凝土等筑成水平防渗铺盖,或用板桩形成垂直防渗幕,借以增长闸基的渗流途径,减小作用于闸底的渗透压力,消除闸基产生渗透变形的可能性;在靠近闸室低水位一侧,设置排水设备,使进入闸基的渗水迅速排走,减小闸基的渗透压力,防止渗水逸出处地基发生渗透变形。
消能防冲设施用以消除过闸水流的动能,减缓水流速度,防止水流对河底和岸坡的冲刷,它主要由护坦和海漫等部分组成。
两岸连接建筑物是由岸墙(或闸室边墩)和上下游翼墙组成,其作用是挡土和导流,防止水流对堤岸的冲刷,使水流进出闸孔有良好的收缩和扩散条件。
1.水闸的选址原则
在水闸建设过程中,水闸的选址是非常关键的环节。
分析已建水闸工程的失事,其主要原因往往是闸址地质条件不好,或虽然经过人工处理但仍未处理好,属于不良人工地基,导致水闸失稳、渗透破坏或者冲刷破坏。
水闸选址的原则是水闸稳定安全、能够较好地满足水闸的使用要求、水流流态稳定、水闸便于管理、造价经济。
针对上述情况,在满足水闸使用要求和管理的情况下,水闸在选址时应根据水闸的地质条件和水文条件选择地质条件良好的天然地基,最好是选用新鲜完整的岩石地基,或者是承载能力大、抗剪强度高、压缩性低、透水性小、抗渗稳定好的土质地基,如果在规划选址的范围内实在找不到地质良好的天然地基,只能对天然地基进行技术处理。
对地基进行技术处理的造价是较高的,一般占总造价的20%~40%。
经过技术处理的水闸地基如在施工或管理等方面不规范,容易导致地基破坏,最后致使水闸失事,所以在水问选址的时候应综合考虑各种情况,选择良好的天然地基。
2.水闸地基处理方法
水闸地基处理的方法很多,它们主要用于以下三个方面:
1)增加地基的承载能力,保证建筑物的稳定;
2)消除或减少地基的有害沉降;
3)防止地基渗透变形。
国外对于水闸地基处理的方法也很多,使用较多的主要有以下几种:置换法、排水固结法、灌入固化物法、振密或挤密法、加筋法和桩基法等。
置换法根据置换材料不同可分为换土垫层法、挤淤置换法、强夯置换法、振动水冲法、砂石桩法、石灰桩法等;排水固结法主要有加载预压法、超载预压法和真空预压法等;灌入固化物法主要有深层搅拌法、旋喷桩法和水泥粉煤灰碎石桩法(CFG桩法);振密或挤密法主要有强夯法、挤密砂石桩法和夯实水泥土桩法;加筋法主要有低强度混凝土桩复合地基法和钢筋混凝士桩复合地基法;桩基法主要有木桩法、预制管桩法、钻孔桩法。
目前国内在增加水闸地基承载能力和减少地基有害沉降的处理方法方面最常用的是垫层法、砂井预压法、灌浆法和桩基法,加载预压法、超载预压法和真空预压法因所需工作面广和预压时间长,目前使用较少,强夯置换法、振动水冲法因实践经验比较少,现正处在探索过程中。
水闸地基处理方法很多,但每种方法都有一定的适用条件和局限性,不存在一个万能的解决方案。
这里主要介绍桩基法。
桩基法是常用于竖向荷载大而集中或受大面积地面荷载影响的结构以及沉降方面有较高要求的建筑物和精密设备的基础,桩基能有效地承受一定的水平荷载和上拔力。
桩基法属于水闸深基础处理。
其施工技术和工艺较浅基础复杂,造价高,但适应范围广,计算理论成熟,所以在水闸地基处理中经常使用桩基础。
桩基法是常用于竖向荷载大而集中或受大面积地面荷载影响的结构以及沉降方面有较高要求的建筑物和精密设备的基础,桩基能有效地承受一定的水平荷载和上拔力。
桩基按施工方法可分为预制桩和灌注桩两大类,在水闸地基处理中经常使用桩基础。
根据《水闸设计规范》(SL265-2001),桩基础设计应满足下列规定。
1)水闸桩基础通常宜采用摩擦型桩(包括摩擦桩和端承摩擦桩)。
2)桩的根数和尺寸宜按承担底板底面以上的全部荷载确定,对于摩擦型桩,经论证后可适当考虑桩间土承担部分荷载。
3)预制桩的中心距不应小于3倍桩径或边长,钻孔灌注桩的中心距不应小于2.5倍的桩径。
4)桩的平面布置宜使桩群形心与底板底面以上基本荷载组合的合力作用点相接近,单桩的竖向荷载最大值与最小值之比不宜大于如下规定的允许值。
①松软土质:1.5(基本组合),2.0(特殊组合)。
②中等坚实土质:2.0(基本组合),2.5(特殊组合)。
③坚实土质:2.0(基本组合),3.0(特殊组合)。
(5)在同一块底板下,不应采用直径、长度相差过大的摩擦型桩,也不应同时采用摩擦型桩和端承型桩。
6)当防渗段底板下采用端承桩时,应采取防止底板底面接触冲刷的措施。
3.水闸消能防冲方法设计研究
水闸消能防冲工程设计包括计算工况和消能防冲设施形式的选择,消力池(深度、长度、底板厚度)、海漫长度,河床冲刷深度计算
和跌坎计算消力池(深度、长度、底板厚度)、海漫长度、河床冲刷深度计算和跌坎计算在很多专著中均有较为明确实用的计算方法。
但如何准确选择计算工况,如何选取消能防冲设施等方面论述得不多,同时很多水闸因计算工况的不准确导致工程设计标准偏低,消能防冲设施形式选择不当导致消能防冲设施经常冲坏。
3.1水文条件的变迁
1)河网区联围筑闸改变了原来河网分流条件,使主河道水位雍高。
2)河道滩地的码头、工厂、道路以及众多的占用河道断面的桥墩,这些设施除了束窄了行洪断面外,还改变了河道原来的天然状况,改变了水流的边界条件,加大了糙率,因而雍高水位。
由于上述原因,使得珠江三角洲有些水闸经常出现高于设计洪水位的水位,这些不仅对珠江三角洲地区水闸的安全运行提出新的要求,而且对该地区的水利规划、设计和建设提出新的要求。
3.2 河道地形的变迁
一般来说,天然河道随季节的变化其来水量在变化,其含砂量也在变化,河床总是时冲时淤,处于动态平衡状态。
若河道上游筑水库,则拦截了洪水,削平了洪峰,亦拦截了泥砂。
洪峰值少,夹带泥砂少,改变了天然的动态平衡状态,河道筑闸后,加剧了这种不平衡状态。
如广东省境内的河流北江,由于无序开采河砂,其中下游河床不断下切,最深下降了13m,造成了北江大堤最大的分洪闸原芦苞、西南水闸成为了“旱闸”,芦苞、西南两涌长年没有水流,河道淤积严重。
无序挖砂一方面造成北江主干流河床不断降低,分洪水闸正常功能不能发挥,影响大堤安全;另一方面,造成次要河叉断流,严重影响两涌既有的泄洪、排涝、灌溉、饮用水、稀解污水等的环境功能。
结束语:
水闸地基的设计与闸址的地质条件息息相关。
按照国内水闸基础常用的处理方法,结合工程实例总结了主要的桩基方法,供参考借鉴。
在水闸消能防冲设计中,应充分考虑水文条件的变化和河流地形变化的影响,合理确定设计消能结构及水位。
参考文献:
[1] 满广生.水闸设计及闸室结构的有限元分析;合肥工业大学.2003年.
[2] 杨有贞.边坡稳定性弹塑性大变形有限元分析;宁夏大学.2004年.
[3] 关立军.基于强度折减的土坡稳定分析方法研究.大连理工大学.2003年.。