海门市东灶新河河道工程地基处理设计

2015-04-04许映建南通市水利勘测设计研究院有限公司

河南水利与南水北调 2015年24期

□许映建（南通市水利勘测设计研究院有限公司）

1 概述

2009年6月《江苏沿海地区发展规划》经国务院常务会议原则通过，江苏沿海开发上升为国家战略，海门市作为南通市重要的沿海开发地区迎来了史无前例的发展机遇。根据《南通港吕四港区总体规划》，吕四港区规划分为吕四作业区、连兴港作业区、东灶港作业区以及通州作业区。东灶港作业区位于海门海岸线上，主要在海堤外滩涂上回填和吹填形成；规划为散杂货，多用途泊位，近期主要满足海门地区临港工业需要。

沿海建设水利先行，为了发挥水利服务于沿海发展的基础性作用，提高防洪排涝标准，保障人民生命财产安全，整合区域内水利资源，解决水资源不足而制约港口工业发展的瓶颈问题，畅通滨海新区建设的集疏运通道，海门市拟在东灶港的东侧新开挖一条东灶新河，新增沿海排涝口门并兼顾通航功能。

受海门南黄海建设发展有限公司委托，我院对海门市东灶新河河道工程进行了可行性研究，可行性研究的主要任务是：根据滨海新区的需要及东灶港港区集疏运要求提出解决临港工业区淡水资源不足的途径、提高南通江海平原区通吕片排涝标准的出路及水运航道方案。

2 地基处理设计

2.1 地基基本情况

查《江苏省及上海市区域地质志》，场地位于扬子地层区东部，基底由中元古界海州群及张八岭群区域变质岩系组成，震旦系至三叠系地层发育较齐全，侏罗系也有分布，第四系以海陆过渡相及海相为主，上部为海陆过渡相及海相沉积层。场地附近所在地层区为扬子地层区下扬子地层分区东部。第四纪之前地层主要有古生界泥盆系、中生界三叠系、新生界第三系。

场地附近的第四纪地层以全新世、更新世的冲积物、海积物为主，岩性以砂质粉土、粉砂、淤泥质粉质粘土、粉质粘土为主。场地除表层分布有软土层外，无大的活动性断裂通过，亦未发现古河道、滑坡、崩塌等不良物理地质现象，区域地质构造稳定性较好，场地土层分布较稳定，地基土较均匀，场地类别为Ⅲ类，在对表层软土进行挖除或其它处理后可进行一般性工程建设。

本工程闸基础可能座落在层4、层5上，局部位置在层3、层4-T中，除层4为中密的粉土层外，其余地层均为工程力学性质一般或较差的地层，在上部荷载作用下将产生相当的沉降量，且由于基础座落不同的地层上时，可能会产生一定的沉降差，这些可能会对闸的正常运行有一定影响。须对地基进行处理。

2.2 各部位地基承载力

由表1可知：上、下闸首底板底面高程为▽-7.50m，最大地基应力为172.10kPa，闸室底板底面高程为▽-6.80m，最大地基应力为118.20kPa，上游导航墙底板底面高程为▽-3.9m，最大地基应力为93.50kPa，下游导航墙底板底面高程▽-5.20m，最大地基应力为142.40kPa。

由于闸址处为软基，天然地基承载力低，沉降量大，对建筑物的运行十分不利。同时闸首平面尺寸大，且为三角门型式，其沉降控制要求更高，因此为保证今后套闸的正常运行，减少因沉降而引起的套闸运行事故，需对天然地基基础进行处理。而上游导航墙及闸室天然地基均能满足设计要求，故可不做处理。

2.3 地基处理与桩基方案

2.3.1 所采用方法

土基常用的处理方法有垫层法、强力夯实法、振动水冲法、桩基础及沉井基础等方法。各地基处理方法详见表2。

表1 闸首和闸室抗滑、抗浮稳定计算成果表

表2 地基处理方法综合比较表

由于东灶新河套闸靠近外海，且建筑场地为Ⅲ类建筑场地，主要为软弱土～中软土。故本次设计拟采用桩基础进行地基处理。

2.3.2 主要参数

其中，摩擦桩宜采用细长桩，以获得较大比表面（桩侧表面积与体积之比）。

当高承台桩基露出地面较高，或桩侧土为淤泥或自重湿陷性黄土时，为保证桩身不产生压屈失稳，端承桩的长径比：l/d≤40，一般粘性土、砂土、端承桩的长径比应取l/d≤60，对摩擦桩则不限制。

由于闸址位置基础下有厚度不均的软弱下卧层，适合的桩基处理方法有钻孔灌注桩、深层搅拌桩法、小型混凝土沉管灌注桩、高压喷射法。由于软弱下卧层上为密实粉土，深层搅拌法施工会比较困难，且处理效果难以保证，而高压喷射法在多复杂地质条件下，压力非常难以控制，施工中容易出现问题，且不容易发现，小型混凝土沉管灌注桩处理深度不宜超过6m，施工中容易出现断桩等问题，经综合考虑设计采用预应力管桩对地基进行复合地基加固。

根据以上分析，上、下闸首、下游导航墙以及下游护岸挡墙均采用预应力管桩进行复合地基加固处理，桩的型号为PC-300-A-70-7000，桩中心距为1.20m。