水閘砂土液化地基處理分析

■秦麗莎 ■汕尾市水利水電規劃設計院，廣東 汕尾 516600

1 工程概況

陸豐市蘇區十四孔水閘位于陸豐市上英鎮境內，閘址區地貌屬水系入海口三角洲平原，微地貌單元為漂涌溪下游河床及兩側人工填筑的圍堰、海堤。場地第四系松散堆積物覆蓋層厚度較大，多為海陸交瓦堆積，河水攜帶泥沙進入河口三角洲地帶，水流變緩，泥沙大量沉淀，形成河床沖積堆積物;河流水量有限，海水漲潮時，海水攜帶泥沙及有機物等倒灌入河口三角洲，又形成河床海相堆積物，如此往返交替，河床形成深厚的海陸交瓦松散堆積物，多為松散的砂土或淤泥、淤泥質土等，因成因較復雜，導致地層復雜多變。當水閘地基為中粗砂構成時，應充分考慮砂土液化的影響。現結合本地區水利工程實例來淺談水閘砂土地基處理方法。

2 基礎地質特性及常規處理方案

根據鉆探揭示，場地的主要地層由人工填土層，沖積成因的粉細砂層、淤泥質土層、中粗砂層、粘土層、圓礫層，殘積土層及全-強風化花崗巖組成。水閘場地按地震烈度7 度設防，場地內地表水與地下水均十分發育，存在厚度較大飽和砂土層，主要為②淤泥質粉細砂層與④中粗砂層，需對場地進行液化判別。液化判別結果見下表。

從上表可看出，場地內可液化土分布很不均勻，在水平方向和垂直方向上都表現出無規律差異性。總體判斷場地地基的液化等級為中等～嚴重，液化危害性較大，地震時噴水冒砂的可能性大，局部區域地面變形很明顯，可造成不均勻沉降和開裂，不均勻沉降量可能達到200mm，局部區域更大，上部結構可能產生不容許的傾斜。設計時不宜將未經處理的液化砂土層作為天然地基持力層。

抗液化措施，水閘對地基承載力要求不高，局部區域淺層淤泥質土③挖除換填后，地基土主要為中粗砂④與粉細砂②，地基承載力可滿足荷載要求;水閘地基的主要工程地質問題為飽和砂土液化問題，地基處理的主要目的為消除液化。常用措施為:(1)采用深基礎穿過可液化土層，基礎底面應埋入液化以下的穩定土層中，其深度不應小于1.0m。(2)采用加密法加固，如振沖、振沖加密、擠密碎石樁、強夯等，應處理至液化深度下界，且應保證處理后砂土不再液化。(3)采用圍封法，即板樁(地下連續墻)圍封水閘基礎，板墻體必須嵌入非液化土層。

3 地基處理方案選定

水閘基礎置于中粗砂、粉細砂層，其承載力標準值110kPa。對其地基采用1.3m 直徑的高噴樁，共62 根，總長1798m，進行加固處理。而且場地內砂土極易液化，為防止水閘基礎液化，本階段對水閘基礎處理采用混凝土灌注樁方案和采用高壓旋噴水泥連續墻圍封法方案進行比較。兩種基礎加固設計如下:

混凝土灌注樁方案:經計算，采用φ600mm 混凝土灌注樁基礎，正方形布置，樁端進入全風化花崗巖層，樁長為42m，根數為173 根，總長為7266m。混凝土灌注樁可起到消減地基砂土液化的效果。選擇該方案時，為防止滲透破壞，水閘需設防滲墻，與該方案合并計算投資。

高壓旋噴水泥連續墻圍封法方案:經計算，采用φ1300mm 高壓旋噴水泥樁基礎，間距1000mm，連續布置，使水閘基礎被圍封成一個封閉的整體。樁長為平均29.0m，圍封體根數為353 根，加閘室底布置30根，總長為11107m。高壓旋噴水泥連續墻可起到消減地基砂土液化的效果，同時亦起到防滲功效。

從工程的布置、泄洪能力及結構穩定，兩種基礎加固方案均能滿足要求。主要是基礎加固目的地震液化問題達成效果及投資進行考慮;對于閘基承載力在地震時兩方案均可滿足設計要求，但基礎加固主要為了地震液化問題。混凝土灌注樁方案，在進行地震發生時，雖然能保證閘室不破壞，但其閘基土層依然會發生流失，形成空洞，需要重新修復才能恢復水閘正常使用，而恢復工作困難;而高噴水泥圍封方案可以保證砂土不流失，不影響地震后，水閘仍可使用。所以，高噴水泥圍封對處理飽和砂土效果更好，推薦采用。

4 結語

綜上所述，在水閘基礎遇到砂土液化問題需處理時，需綜合考慮周邊地質、水文環境，地震工況，當地施工能力，施工工藝，后續維護難度及投資額，均衡考慮出適合本工程的最佳方案。

［1］《建筑地基處理技術規范》.JGJ79 -2002，2007年10月，中國建筑科學研究院主編.中國建筑工業出版.

［2］《土力學與基礎工程》.2005年，武漢理工大學出版社.

［3］《建筑地基基礎設計規范》.GB50007 -2002，2008年6月，中華人民共和國建設部主編.中國建筑工業出版.