淺析思議港閘站工程中軟土地基處理方案

陸雯 吳舒海 呂大為

【摘要】在水利工程中，地基處理是最基本也是最重要的環節，直接關系到整個工程的質量，而軟土地基是水利工程建設中常見的一個問題，文中結合思議港閘站工程軟土地基處理方案的實例，介紹了幾種常用于軟土地基的樁基，以期為類似工程提供參考。

【關鍵詞】水利施工；軟土地基；樁基

1、引言

軟土地基具有含水量過高、壓縮性強、孔隙較大、靈敏度高、透水性差等基本特點，修建在軟土地基上的水工建筑物往往因地基承載力和沉降量不能滿足要求而需要采取地基處理措施。樁基由于其既可以解決豎向承載力和沉降變形，與底板剛性連接后還能承擔水平荷載，且樁基具有施工簡單、質量容易保證等優點，因此在軟土地基水利工程地基處理上有著廣泛的應用。

2、工程概況

思議港閘站工程為2級水工建筑物，合建在一塊底板上，泵站4臺套機組分建在節制閘兩側，底板順水流向長24.0m，垂直水流向寬26.4m，頂面高程0.5m，底面高程-1.50m。思議港閘場地為長江新近沖積而成，淺部地基土為低承載力高壓縮性的軟弱土層，場地工程地質條件較差。

根據地質勘探報告，閘站底板處于②1層淤泥質粉質粘土層，其下臥層自上而下可分為如下各層：

②1層 （Q4 al）：淤泥質粉質粘土、重粉質壤土，場地均有分布，層厚6.5～8.0m，流塑～軟塑狀態，高壓縮性，力學強度低，允許承載力60kPa。

②2層 （Q4 al）：淤泥質粉質粘土、重粉質壤土，場地均有分布，層厚2.3～4.7m。流塑～軟塑狀態，高壓縮性，力學強度低，允許承載力70kPa。

④層（Q4 al-pl）：重、輕粉質砂壤土，層厚8.5～12.7m，中密，中壓縮性，力學強度中等，允許承載力160kPa。

④′層（Q4 al）：淤泥質中、重粉質壤土，流塑狀態，層厚2.5～6.5m，中～高壓縮性，力學強度較低，允許承載力90kPa。

⑥層 （Q4 al）：重、中粉質壤土，流塑狀態，中壓縮性，力學強度一般，最大揭示厚度4.3m，允許承載力110kPa。

3、地基處理方案比選

根據地質勘探資料，閘站坐落于②1層淤泥質粉質粘土夾粉砂，地基承載力為60 kPa。根據《水閘設計規范》表7.3.10，綜合摩擦系數f可采用0.20～0.25，本次計算取f=0.25。閘室抗滑穩定安全系數按《水閘設計規范》計算。

根據《水閘設計規范》，計算閘站穩定，計算成果表明，閘站完建期基底反力最大值/最小值分別為117kPa/95.7kPa，正向設計工況下基底反力最大值/最小值分別為101.7kPa/68.4kPa，正向校核工況下基底反力最大值/最小值分別為102.4kPa/67.1kPa，正向地震工況下基底反力最大值/最小值分別82.8kPa/76.8kPa，均不滿足規范要求，需進行地基處理。

因閘站地基軟弱土層平均厚度約10m，采用換土處理技術不可行。根據江蘇水利工程軟土地基地基處理工程經驗，常采用鉆孔灌注樁、混凝土預制管樁及勁性復合樁等進行地基處理。本工程采用3種樁基地基處理方案進行比選。

方案一采用Φ60cm預制管樁基礎：布置9排Φ60cm預應力管樁，排距為240cm，樁間距為240cm，共99根，樁底高程-26.0m。經計算，閘站最大單樁設計豎向荷載為514.0kN，最小單樁容許承載力為573.6kN，符合規范要求。

方案二采用Φ80cm灌注樁基礎：布置8排Φ80cm鉆孔灌注樁，排距為280m，樁間距為260cm，共72根，樁底高程-31m。經計算，閘站最大單樁設計豎向荷載為1158.9kN，水平位移4.8cm，最小單樁容許承載力為1244.6kN，符合規范要求。

方案三選用等芯柔剛復合樁，其中外層樁為柔性樁，采用直徑70cm的水泥土攪拌樁，間距為1.5m，水泥摻入量為18%，設計攪拌樁樁身水泥土的抗壓強度不得小于1000kP；剛性樁作為樁體內芯，采用C30素砼樁芯，直徑為22cm，樁長15m。經計算，勁性復合樁單樁承載力特征值為286kN，置換率為17.1%，處理后的復合地基承載力計算值為161kPa，符合閘站地基承載力要求。

經比選，勁性復合樁地基方案投資雖省，但工期較長，增加施工機械，對施工工藝要求較高。灌注樁雖投資雖略多，但施工較為方便，對周圍建筑物影響較小，較其他2種方案可靠性高，且閘站身是整個工程最重要的部分，對沉降的敏感性要求較高，因此閘站地基處理采用方案二，即采用Φ80cm灌注樁基礎。

4、結語

水利工程中常會遇到軟土地基的問題，如果對軟土地基處理不當，會直接影響工程的質量及安全性能。因此，需做好對軟土地基處理工作，選擇合適樁基類型十分重要。思議港閘站工程軟土地基處理方案的比選，可為類似工程提供參考。

參考文獻：

[1]馮是明，鄒福華.水利工程施工中軟土地基處理技術.水利科學與工程技術

[2]龔曉南 樁基工程手冊（第二版） 中國建筑工業出版社

[3]江蘇省水利勘測設計研究院有限公司 《鎮江揚中市思議港閘站工程 初步設計報告》2017.06