水闸砂土液化地基处理分析

2015-12-02秦丽莎汕尾市水利水电规划设计院广东汕尾516600

江西建材 2015年13期

■秦丽莎 ■汕尾市水利水电规划设计院，广东汕尾 516600

1 工程概况

陆丰市苏区十四孔水闸位于陆丰市上英镇境内，闸址区地貌属水系入海口三角洲平原，微地貌单元为漂涌溪下游河床及两侧人工填筑的围堰、海堤。场地第四系松散堆积物覆盖层厚度较大，多为海陆交瓦堆积，河水携带泥沙进入河口三角洲地带，水流变缓，泥沙大量沉淀，形成河床冲积堆积物;河流水量有限，海水涨潮时，海水携带泥沙及有机物等倒灌入河口三角洲，又形成河床海相堆积物，如此往返交替，河床形成深厚的海陆交瓦松散堆积物，多为松散的砂土或淤泥、淤泥质土等，因成因较复杂，导致地层复杂多变。当水闸地基为中粗砂构成时，应充分考虑砂土液化的影响。现结合本地区水利工程实例来浅谈水闸砂土地基处理方法。

2 基础地质特性及常规处理方案

根据钻探揭示，场地的主要地层由人工填土层，冲积成因的粉细砂层、淤泥质土层、中粗砂层、粘土层、圆砾层，残积土层及全-强风化花岗岩组成。水闸场地按地震烈度7 度设防，场地内地表水与地下水均十分发育，存在厚度较大饱和砂土层，主要为②淤泥质粉细砂层与④中粗砂层，需对场地进行液化判别。液化判别结果见下表。

从上表可看出，场地内可液化土分布很不均匀，在水平方向和垂直方向上都表现出无规律差异性。总体判断场地地基的液化等级为中等～严重，液化危害性较大，地震时喷水冒砂的可能性大，局部区域地面变形很明显，可造成不均匀沉降和开裂，不均匀沉降量可能达到200mm，局部区域更大，上部结构可能产生不容许的倾斜。设计时不宜将未经处理的液化砂土层作为天然地基持力层。

抗液化措施，水闸对地基承载力要求不高，局部区域浅层淤泥质土③挖除换填后，地基土主要为中粗砂④与粉细砂②，地基承载力可满足荷载要求;水闸地基的主要工程地质问题为饱和砂土液化问题，地基处理的主要目的为消除液化。常用措施为:(1)采用深基础穿过可液化土层，基础底面应埋入液化以下的稳定土层中，其深度不应小于1.0m。(2)采用加密法加固，如振冲、振冲加密、挤密碎石桩、强夯等，应处理至液化深度下界，且应保证处理后砂土不再液化。(3)采用围封法，即板桩(地下连续墙)围封水闸基础，板墙体必须嵌入非液化土层。

3 地基处理方案选定

水闸基础置于中粗砂、粉细砂层，其承载力标准值110kPa。对其地基采用1.3m 直径的高喷桩，共62 根，总长1798m，进行加固处理。而且场地内砂土极易液化，为防止水闸基础液化，本阶段对水闸基础处理采用混凝土灌注桩方案和采用高压旋喷水泥连续墙围封法方案进行比较。两种基础加固设计如下:

混凝土灌注桩方案:经计算，采用φ600mm 混凝土灌注桩基础，正方形布置，桩端进入全风化花岗岩层，桩长为42m，根数为173 根，总长为7266m。混凝土灌注桩可起到消减地基砂土液化的效果。选择该方案时，为防止渗透破坏，水闸需设防渗墙，与该方案合并计算投资。

高压旋喷水泥连续墙围封法方案:经计算，采用φ1300mm 高压旋喷水泥桩基础，间距1000mm，连续布置，使水闸基础被围封成一个封闭的整体。桩长为平均29.0m，围封体根数为353 根，加闸室底布置30根，总长为11107m。高压旋喷水泥连续墙可起到消减地基砂土液化的效果，同时亦起到防渗功效。

从工程的布置、泄洪能力及结构稳定，两种基础加固方案均能满足要求。主要是基础加固目的地震液化问题达成效果及投资进行考虑;对于闸基承载力在地震时两方案均可满足设计要求，但基础加固主要为了地震液化问题。混凝土灌注桩方案，在进行地震发生时，虽然能保证闸室不破坏，但其闸基土层依然会发生流失，形成空洞，需要重新修复才能恢复水闸正常使用，而恢复工作困难;而高喷水泥围封方案可以保证砂土不流失，不影响地震后，水闸仍可使用。所以，高喷水泥围封对处理饱和砂土效果更好，推荐采用。