水陽江船閘工程地基處理方案對比

王瑤　程旸

摘 要：擬定閘址位于安徽省宣城市水陽鎮，船閘建筑物底部坐落于淤泥質粉質粘土層上，地基容許承載力僅80Kpa，承載力低，屬高壓縮性土體，不宜作為天然地基持力層，須對地基進行處理。通過對本項目工程特點的分析，分析介紹了船閘工程中兩種地基處理方案。

關鍵詞：水陽江船閘 地基處理 粉噴樁復合地基

工程概況

水陽江船閘位于水陽鎮上游約0.5m～1.9km河段。該河段具有順直微彎，灘地寬闊，河槽靠岸等特點，便于船閘布置和與上下游主航道的銜接。船閘沿左岸灘地布置，上下游引航開挖灘地形成與主航道平順連接。根據前期工作以及相關批復情況，水陽江船閘建設標準為：船閘工程等級為Ⅲ級，主要建筑物閘首、閘室為制2級，導航墻、靠船墩，分水墻等為3級，防洪水位標準為20年一遇。

地基基本情況

船閘建筑物基底座落在⑤層淤泥質粉質粘土中，向下深度約6～8m，地基允許承載力為80KPa，壓縮系數為0.587MPa-1，土層承載力低，屬高壓縮性土體，不宜作為天然地基持力層，必須對地基進行處理。

地基處理方案

船閘建設場地為軟基，天然地基承載力低，計算各部位建筑物完建期基底應力均大于天然地基承載力，不能滿足穩定安全要求。根據各建筑物對地基承載力要求不同和施工條件等具體情況，分別采用不同的處理措施。

1、上、下閘首和下游導航墻地基處理方案

上、下閘首基底尺寸分別為41×28m、54×28.3m，標高分別為-4.5m、-4.85m，底板頂標高為1.3m、-1.55m，底板以下⑤層軟土層厚4～5m，其下為⑥、⑦層粉質粘土厚3～5m，再下為⑧卵石層。穩定計算完建期地下水考慮閘室墻尚未回填情況，取閘室墻底板標高-3.75m為地下水位高程，計算上、下閘首基底最大應力為146.0KPa、145.0KPa，下導航墻基底最大應力為137.05 KPa，地基未處理前最終沉降量為220mm。根據類似工程經驗，地基處理采用粉噴樁復合地基和鉆孔灌注樁方案均能達到設計要求，故選粉噴樁復合地基和鉆孔樁基兩方案比較。

2、閘室和上游導航墻地基處理方案

閘室基底板寬27.4m，計算完建期基底最大應力為99.55KPa，上游導航墻基底板寬6m，基底最大應力為95.0KPa，閘室和上導墻基底應力和沉降量較小，均采用粉噴樁處理。

兩種地基處理方案設計

1、水泥粉噴樁復合地基設計

1.1水泥粉噴樁復合地基承載力按下式計算

1.2粉噴樁布置

上閘首、下閘首、下導航墻粉噴樁的布置。樁徑0.5m正方形布置，樁距0.8m，樁長11～13m，考慮兩側未加固土體對其影響，底板外各增加2m寬度。上閘首基底平面尺寸41×28m布置2124根，下閘首基底平面54×28.3m布置2993根，樁長13m，兩閘首總計5117根，總進尺66521m。下導航墻底板寬9m，布置樁總數2808根，樁長13.0m，總進尺36504m。

閘室和上游導航墻粉噴樁布置。樁徑0.5m，樁距1.0m，布置寬度底板外兩側各增加2m，計算閘室樁數為6834根，樁長10m，總進尺68340m；上游導航墻1680根，樁長13m，總進尺21840m。

2、樁基設計

2.1單樁承載力計算

鉆孔灌注樁單樁軸向抗壓承載力設計值按下式計算

設樁徑為1.0m，樁身穿過⑤淤泥質粉質粘土，⑥、⑦粉質粘土，進入⑧卵石層。

2.2樁基布置

上、下閘首樁基布置。閘首樁基采用滿堂式布置，根據單樁承載力大小和基底總應力情況及規范對樁中心距的要求，合理確定樁距，進行樁基布置。上閘首底板尺寸為41×28.1m，上閘首基底平均應力為145.5KPa，鉆孔樁布置縱向間距取3.4m，橫向間距取3.3m，樁徑1.0m，樁長10m，共布置104根，總長1040m，平均樁力為1611KN；下閘首基底面板尺寸54×28.3m，平均應力為138.5KPa，鉆孔樁布置縱橫向均取3.6m，樁徑1.0m，樁長10m，共布置128根，總長1280m，平均樁力1653KN，計算單樁承載力為1770KN。。

下導航墻樁基布置。下導墻底板寬9m，下設2φ1000mm鉆孔樁，樁距6.8m，排距3.5m，樁長15m。樁的布置：導墻分5段，每段布置5排每排2根總計100根，總長1500m。

方案比較

上、下閘首、下游導航墻三項，地基處理措施選擇復合地基與樁基兩方案，兩方案比較所需要施工工期相同，工程投資復合地基較樁基約省300萬元，施工中形成的場地條件復合地基優于樁基；對滲流處理復合地基簡單可靠優于樁基。推薦方案：基于復合地基以上優點，考慮工程場地軟土層厚度不大，沉降量較小，適宜采用復合地基，故上、下閘首和下導航墻地基處理均選擇粉噴樁處理方案。船閘其他部位地基處理見下表：

小結

地基處理是工程中非常重要的部分，他不僅關系到財產與人身的安全，也關系工程本身的組織生產，資源調配、經濟利益、工期長短等。本文以水陽江船閘工程為例，對比介紹了水泥粉噴樁復合地基及樁基兩種地基處理方式的設計及適用情況。設計人員應根據不同工程的特點，對各種地基處理方法作對比研究，確保工程的安全性與經濟性。

參考文獻：

[1] 《船閘水工建筑物設計規范》[S]（JTJ 307—2001）.

[2] 《建筑地基處理技術規范》[S]（JGJ 79—2012）.

[3] 《建筑地基基礎設計規范》[S]（GB 50007—2011）.

[4] 武向瑩、王俊.粉噴樁復合地基承載特性試驗研究[J].山西建筑，2008，（1）：129-130.

[5] 林 彤.粉體棚舍攪拌法加固軟基靜載荷試驗研究[J].地球科學，1997，22（1）：86-89.

（作者單位：安徽省交通勘察設計院有限公司）endprint