常州市橫塘河北樞紐主體建筑物基礎處理設計

韓巧麗

(上海勘測設計研究院，上海200434)

1 工程概況

常州市橫塘河北樞紐為橫塘片橫塘河北端的控制水利樞紐，主要功能是滿足橫塘片低洼地區的防洪排澇，其次是為城市景觀及改善水生態環境。樞紐主要建筑物為一座設計流量為40.0m3/s的雙向泵站及2 ×10.0 m的節制閘。泵站及節制閘地面(6.5 m高程) 以下采用鋼筋混凝土整體塢式結構，泵閘上部廠房為綜合性建筑，地面1 層為主廠房，2、3 層為生產管理用房，地面以上建筑總高度為19.9 m，采用鋼筋混凝土框架結構，7 度抗震設防，泵閘垂直水流向剖面圖見圖1。泵站采用4 臺單機流量10 m3/s的雙向貫流泵，共一塊底板，底板垂直水流方向總寬度28.40 m，順水流方向長28.30 m，底板底面高程－2.60 m。節制閘工作門采用升臥式平面鋼閘門，共一塊底板，底板順水流方向長26.00 m，垂直水流方向總寬度23.30 m，底板底面高程－1.50 m。泵閘底板布置圖見圖2，圖中LD6、LD7、LD14、LD15 為泵站沉降觀測點位置，LD17、LD18、LD24、LD25 為節制閘沉降觀測點位置。

2 工程地質

場區30.0 m深度范圍內分為9個工程地質大層，地震基本烈度為7 度，場地區地質剖面圖見圖3，土層物理力學指標見表1。

圖1 泵閘剖面圖

圖2 泵閘底板布置

圖3 場地區地質剖面

表1 地基土物理力學性質指標

3 泵房、節制閘基礎處理設計

3.1 整體穩定分析

根據《泵站設計規范》( GB/T50265—97) 、《水閘設計規范》( SL265—2001) 的規定，泵站、節制閘的穩定分析按下式進行:

3.1.1 泵房、閘室沿基礎底面的抗滑穩定計算

計算公式為:試驗值( ④2 層φCφ=6 KPa，φ=28°) ，并控制折算的綜合摩擦系數

3.1.2 基礎底面應力的計算

泵站、節制閘閘室基底應力根據其結構布置及各種運行工況的受力狀況計算確定，其計算公式如下:

泵站穩定計算結果見表2，節制閘閘室穩定計算結果見表3。

表2 泵站整體穩定計算結果

表3 節制閘整體穩定計算結果

由表2、表3 計算結果可見，在各種工況下，泵站、節制閘基底平均應力均小于表④2層粉土的允許承載力140 kPa，最大應力小于④2層粉土允許承載力的1.2 倍，雖然節制閘地震工況的應力比大于2.0，但根據《水閘規范》表7.3.55 的注2，

根據地勘部門建議，為了安全，經研究設計中φ0采用0.9φ，C0采用0.2 C; C、φ 分別為地基土室內飽和固結快剪可認為應力比在允許范圍，抗滑穩定安全系數均大于允許值，因此，泵站、節制閘整體穩定均能滿足規范規定的要求。應力比也在允許范圍，穩定安全系數也滿足要求，因此，泵站、節制閘整體穩定均能滿足規范規定的要求。

3.2 地基沉降分析

地基沉降計算采用水閘規范第8.3 節規定的分層求和法進行，地基的最終沉降量按下式計算:

計算中，考慮邊荷載的影響，地基沉降量修正系數取1.20，地基壓縮層計算深度按計算層面處土的附加應力與自重應力之比0.15 確定，最終沉降量考慮結構剛性的影響進行適當的調整。泵站、節制閘底板中點的最大沉降量不大于15 cm?；A底面下附加應力根據水閘規范附錄J.0.4 和J.0.5 規定計算。沉降計算控制工況按正常運用工況下的不利組合，泵站為基本組合反向擋水，節制閘為基本組合正向擋水，泵站基底應力見表2，節制閘基底應力見表3，泵站沉降計算結果見表4，節制閘沉降計算結果見表5。

表4 泵站地基沉降計算結果

表5 節制閘地基沉降計算結果

從表5 看出，地基最大沉降量滿足規范規定的要求，節制閘與泵房之間的最大沉降差為3.06 cm，均小于規范規定的5 cm。故泵站、節制閘基礎不須進行專門的處理。

4 監測成果

泵閘主體結構于2006年8月施工完成，在閘室、泵站底板上四角各布置1個沉降觀測點，沉降觀測點位置圖見圖1。泵站沉降觀測初始值采集于2005年8月10日，至2008年9月26日，沉降過程線已經收斂且穩定。泵站累計沉降量最大位于測點LD7 處，沉降量為79 mm; 沉降量最小的位于測點LD6 處，沉降量為14 mm。泵站南北向差異沉降最大為39 mm，東西向差異沉降最大為41 mm。泵站累計沉降量及差異沉降均小于規范允許值。

節制閘沉降初始值采集于2005年11月4日至2008年9月26日，沉降過程線已經收斂且穩定。節制閘邊墩累計沉降量最大位于測點LD24 處，沉降量為60 mm; 沉降量最小的位于測點LD17、18 處，沉降量為24 mm。節制閘南北向差異沉降最大為2 mm，東西向差異沉降最大為36 mm。節制閘累計沉降量及差異沉降均小于規范允許值。

5 結 論

1) 泵閘主體建筑物基礎座落在④2 層灰色粉土上，該層厚度有9 m左右，承載力140 KPa，基礎未做專門處理的設計方案是合理的，沉降觀測數據與理論計算數據雖有出入，但規律是一致的。

2) 合理的施工組織設計為本工程基礎處理設計提供了有利的保障。

3) 本工程的長期跟蹤監測為以后類似工程的設計提供了改進依據。

［1］上?？睖y設計研究院. 常州市武澄錫橫塘片洼地治理北樞紐工程初步設計報告［R］. 上海:上?？睖y設計研究院，2004.

［2］上?？睖y設計研究院. 常州橫塘河北樞紐運行期安全檢測報告［R］. 上海:上?？睖y設計研究院，2011.