节制闸基础沉降计算与地基处理

顾富星

[摘要]水闸设计中最主要的技术难题是软基处理问题，过大的沉降，会影响水闸的正常运行，如何进行基础沉降分析并采取合适的处理方案是工程建设成功与否的关键。本文介绍了节制闸沉降计算的方法，同时针对计算结果采取了水泥粉煤灰碎石桩处理方案，结果表明处理后的承载能力大大提高，沉降满足规范要求。为类似工程提供了借鉴意义。

[关键词]节制闸；沉降；地基处理

1前言

随着珠江三角洲地区经济的高速发展,水利设施的建设也在全面展开，其中水闸建设是水工建筑物中数量最多的建筑物，水闸设计中最主要的技术难题是软基处理问题,过大的沉降，特别是不均匀沉降，会使闸室倾斜，影响水闸的正常运行。当地基承受的荷载过大，超过其容许承载力时，将使地基整体发生破坏。如何进行基础沉降分析并采取合适的处理方案是工程建设成功与否的关键。

2基础资料

贝水节制闸的闸前水位取内涌设计内涝水位2.60m，内涌历年最高水位4.00m，设计排涝流量23.00m3/s。由于本水闸位于平原地区，该处河床稳定，河岸土质较密实，闸前闸后水位近似持平。根据现状地形图，该渠底高程为-0.50m，旧泵塘底高程为-0.7m，根据闸基土质和考虑与渠道连接平顺等条件，选用宽顶堰型平底板，闸底高程取-0.50m。

3沉降计算

采用《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2011）中的分层总和法计算原理。分层总和法是假定地基土为直线变形体，在外荷载作用下的变形只发生在有限厚度的范围内，将压缩层厚度内的地基土分成许多薄的水平土层，假定土体无侧胀，由各分层的应力应变关系式求出各分层的变形量，加起来即为地基的沉降量。

4地基处理

综合节制闸天然基础计算成果，可以看出，在天然地基条件下，水闸基础置于较厚的淤泥质土层上，天然地基条件下基底下土层的固结沉降量均大于150mm，根据《水闸设计规范》(SL265—2001)要求，应对地基进行人工加固处理。本次设计采用水泥粉煤灰碎石桩处理方案。

4.1节制闸桩基础布置

根据《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）、《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）、国家《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）有关要求及工程地质情况，初步确定涵箱CFG桩按矩形布置。平行水流方向共布置6排，桩中心间距1.500m，垂直水流方向共布置16列，桩中心间距1.500m，根据工程地质情况，初步确定桩长为15m，桩径采用φ500mm。

4.2复合地基固结沉降量计算

地基固结沉降量计算按照《建筑地基基础设计规范》（GB5007-2002）所推荐的计算公式，即：

经复合地基处理后，节制闸总沉降量为119mm小于150mm，满足规范要求。

4结论

本文结合贝水节制闸的工程实例，进行了基础沉降计算分析，并采用水泥粉煤灰碎石桩处理方案，最终使基础沉降满足规范要求。软土地基上的水闸容易因为沉降过大而失事，或者因此产生过大的裂缝而影响正常运行，所以在水闸建设中基础的沉降分析和处理是必须慎重考虑的。本文通过实例进行了分析计算，为类似工程提供了借鉴意义。

参考文献

[1]祁庆和，水工建筑物•第三版,中国水利水电出版社，1996,07。

[2]建筑地基基础设计规范（GB50007-2011），中华人民共和国住房和城乡建设部，2012,08。

[3]水闸设计规范SL265-2001,中华人民共和国水利部，2001，04。

[4]陈宝华、张世儒，取水输水建筑物丛书•水闸,中国水利水电出版