流砂軟基礎水工建筑物擋土墻漂移問題處理

姜貴友，任 巖，曹春頂

(1.虎林市虎頭江堤管理站，黑龍江虎林158400;2.虎林市七虎林澇區管理站，黑龍江虎林158400;3.黑龍江省水利水電勘測設計研究院，哈爾濱150080)

虎林市位于黑龍江省三江平原腹地。三江平原地區多為沼澤濕地，多泡澤，地形復雜。烏蘇里江沿岸地質狀況多為流砂基礎及軟基礎，在20世紀80年代和90年代為了開發建設，虎林市在烏蘇里江沿岸修建了大量的水利工程設施。在這當中水工建筑物的擋土墻基礎多為軟基與流砂基礎，經過多年運行使用大部分擋土墻都產生了漂移現象，已對建筑物的使用產生了一定影響，使得建筑物的壽命無法保證，無形中增加了維修費用，卻還達不到質量要求。針對這一問題，經近幾年的實踐，對軟基及流砂基礎上的水工建筑物擋土墻的設計與施工總結了一點經驗。

1 擋土墻產生漂移的原因

擋土墻漂移的主要原因是設計上沒有考慮到基礎承載力的問題，在軟基及流砂基礎上一般地下水位都較高，尤其是流砂基礎地水位更高。設計時沒有考慮地下水的浮托力的作用。一般流砂基礎的地基上承載力都達不到設計要求。1997年烏蘇里江堤防北段2號閘施工中。上、下游擋土墻均采用扶臂式擋土墻，墻高4.5 m，底寬4.6 m，均為鋼筋混凝土擋土墻，設計時考慮到容易產生漂移，在擋土墻與洞身處使用了3根ф20鋼筋鉸接。該閘擋土墻基礎均為硫砂基礎。該工程于1997年10月完工。1998年5月擋土墻產生了漂移。向外側漂移了2 cm，在洞身與擋土墻接縫處止水及洞身混凝土都被撕裂。當時雖然沒有影響到建筑物的使用功能，但是影響了建筑物的使用壽命，現計劃今年進行維修。產生這種后果的原因:①設計沒有考慮到地下水浮托力的作用;②基礎摩擦力不足而產生漂移;③設計時應加大擋土墻的底部的斷面尺寸;④流砂軟基在施工中沒有進行處理。產生漂移的原因除了以上4點外，還有一個最主要原因是:一般水工建筑物上的擋土墻都作為一個獨立體存在，不與主體建筑物相連，這是產生漂移的主因。

2 擋土墻漂移的處理措施

1)從設計上考慮。為防止擋土墻產生漂移，一是從結構形式上，可以設計成圓弧翼墻。產生漂移的擋土墻大部分都為一字形擋土墻。2000年烏蘇里江北段上的月牙湖閘的基礎與2#涵閘的基礎基本一致。但是該設計上、下游擋土墻均為圓弧翼墻。經過10 a運行至今沒有產生漂移，運行良好。

2)加大擋土墻基礎的面積。主要是增加地基承載力。但是這個方法會使施工難度加大，對工程造價產生影響。烏蘇里江堤防上1號涵閘2001年設計時就是增加了擋土墻基礎面積，當時施工時難度較大，但是沒有產生漂移。

3)在設計水工建筑物應進行地質勘探。如果建筑物的基礎就在流砂軟基上，那么就應該設計為淺基礎，設計擋土墻時就應該使擋土墻與主體建筑物相連接使其與主體建筑成為一個整體。2009年虎林市阿東水庫除險加固工程放水洞的擋土墻就在流砂軟基上，在設計時就考慮到施工難度問題，將建筑物的主體與擋土墻的基礎設計為一個高程。擋土墻與主體洞身相連為鋼筋混凝土結構，該工程完工后擋土墻沒有產生漂移。

3 擋土墻的施工方法

一般流砂軟基水工建筑物在施工時，首先第一步先施工主體基礎。如果擋土墻與主體為一個整體的建筑物時，必須主體與擋土墻同時施工，流砂軟基在開挖基坑時應該采用大開挖。基坑邊坡最好達1∶3以上的邊坡系數。這樣才能保證在施工時不產生塌方現象。

如果建筑物的基礎地下水位較高且流砂顆粒較細。在水壓力的作用下，流砂很難清除。這樣的基礎應采用沉箱的方法進行施工。當沉箱沉至擋土墻底的設計高程時，如果流砂軟基的承載力不足時，這時就要采用塊石固底增加地基承載力，這樣才能保證擋土墻不產生漂移現象。烏蘇里江堤2號閘1997年施工時就是地基承載力不足，施工時就沒有采用塊石固底，所以造成了擋土墻的漂移。有了2號閘的經驗，在修建1號涵閘時，擋土墻的地基情況與2號閘相似，就采用了塊石固底使用混凝土封底，加大了地基的承載力，所以1號閘修建完成擋土墻沒有產生漂移現象。

在擋土墻與主體為一體的水工建筑物時，一般基礎設計大多都不是防凍基礎。這樣在施工和設計時就要在基礎下設苯板保溫層。這樣的水工建筑物一般都是開挖至軟基砂層，因為砂層一般都是防凍的，針對這樣的水工建筑物相對深基礎的水工建筑物，施工較為簡單省時，而且節約資金。這是近幾年的新型設計，而且擋土墻產生漂移的現象極少，如虎林市阿東水庫輸水洞就是這樣結構形式的擋土墻，現運行良好，擋土墻沒有產生漂移。

4 結論

針對水工建筑物擋土墻產生漂移現象，通過幾年的工作實踐經驗，總結出了擋土墻產生漂移的幾個原因:就是在設計時要充分的考慮，一定要在設計之前進行實地勘探，將水工建筑物的地基情況掌握準確。在施工中如果發現問題馬上進行處理，這樣才能保證擋土墻不再有漂移現象，增加水工建筑物的使用壽命。如果條件允許情況下，擋土墻與主體工程為一體時，擋土墻漂移現象的幾率最小。

［1］祁慶和.水工建筑物［M］.北京:中國水利電力出版社，2003.

［2］崔冠英.水利工程地質［M］.北京:中國水利電力出版社，2003.

［3］袁光裕.水利工程施工［M］.北京:中國水利電力出版社，2003.