流砂软基础水工建筑物挡土墙漂移问题处理

姜贵友，任 岩，曹春顶

(1.虎林市虎头江堤管理站，黑龙江虎林158400;2.虎林市七虎林涝区管理站，黑龙江虎林158400;3.黑龙江省水利水电勘测设计研究院，哈尔滨150080)

虎林市位于黑龙江省三江平原腹地。三江平原地区多为沼泽湿地，多泡泽，地形复杂。乌苏里江沿岸地质状况多为流砂基础及软基础，在20世纪80年代和90年代为了开发建设，虎林市在乌苏里江沿岸修建了大量的水利工程设施。在这当中水工建筑物的挡土墙基础多为软基与流砂基础，经过多年运行使用大部分挡土墙都产生了漂移现象，已对建筑物的使用产生了一定影响，使得建筑物的寿命无法保证，无形中增加了维修费用，却还达不到质量要求。针对这一问题，经近几年的实践，对软基及流砂基础上的水工建筑物挡土墙的设计与施工总结了一点经验。

1 挡土墙产生漂移的原因

挡土墙漂移的主要原因是设计上没有考虑到基础承载力的问题，在软基及流砂基础上一般地下水位都较高，尤其是流砂基础地水位更高。设计时没有考虑地下水的浮托力的作用。一般流砂基础的地基上承载力都达不到设计要求。1997年乌苏里江堤防北段2号闸施工中。上、下游挡土墙均采用扶臂式挡土墙，墙高4.5 m，底宽4.6 m，均为钢筋混凝土挡土墙，设计时考虑到容易产生漂移，在挡土墙与洞身处使用了3根ф20钢筋铰接。该闸挡土墙基础均为硫砂基础。该工程于1997年10月完工。1998年5月挡土墙产生了漂移。向外侧漂移了2 cm，在洞身与挡土墙接缝处止水及洞身混凝土都被撕裂。当时虽然没有影响到建筑物的使用功能，但是影响了建筑物的使用寿命，现计划今年进行维修。产生这种后果的原因:①设计没有考虑到地下水浮托力的作用;②基础摩擦力不足而产生漂移;③设计时应加大挡土墙的底部的断面尺寸;④流砂软基在施工中没有进行处理。产生漂移的原因除了以上4点外，还有一个最主要原因是:一般水工建筑物上的挡土墙都作为一个独立体存在，不与主体建筑物相连，这是产生漂移的主因。

2 挡土墙漂移的处理措施

1)从设计上考虑。为防止挡土墙产生漂移，一是从结构形式上，可以设计成圆弧翼墙。产生漂移的挡土墙大部分都为一字形挡土墙。2000年乌苏里江北段上的月牙湖闸的基础与2#涵闸的基础基本一致。但是该设计上、下游挡土墙均为圆弧翼墙。经过10 a运行至今没有产生漂移，运行良好。

2)加大挡土墙基础的面积。主要是增加地基承载力。但是这个方法会使施工难度加大，对工程造价产生影响。乌苏里江堤防上1号涵闸2001年设计时就是增加了挡土墙基础面积，当时施工时难度较大，但是没有产生漂移。

3)在设计水工建筑物应进行地质勘探。如果建筑物的基础就在流砂软基上，那么就应该设计为浅基础，设计挡土墙时就应该使挡土墙与主体建筑物相连接使其与主体建筑成为一个整体。2009年虎林市阿东水库除险加固工程放水洞的挡土墙就在流砂软基上，在设计时就考虑到施工难度问题，将建筑物的主体与挡土墙的基础设计为一个高程。挡土墙与主体洞身相连为钢筋混凝土结构，该工程完工后挡土墙没有产生漂移。

3 挡土墙的施工方法

一般流砂软基水工建筑物在施工时，首先第一步先施工主体基础。如果挡土墙与主体为一个整体的建筑物时，必须主体与挡土墙同时施工，流砂软基在开挖基坑时应该采用大开挖。基坑边坡最好达1∶3以上的边坡系数。这样才能保证在施工时不产生塌方现象。

如果建筑物的基础地下水位较高且流砂颗粒较细。在水压力的作用下，流砂很难清除。这样的基础应采用沉箱的方法进行施工。当沉箱沉至挡土墙底的设计高程时，如果流砂软基的承载力不足时，这时就要采用块石固底增加地基承载力，这样才能保证挡土墙不产生漂移现象。乌苏里江堤2号闸1997年施工时就是地基承载力不足，施工时就没有采用块石固底，所以造成了挡土墙的漂移。有了2号闸的经验，在修建1号涵闸时，挡土墙的地基情况与2号闸相似，就采用了块石固底使用混凝土封底，加大了地基的承载力，所以1号闸修建完成挡土墙没有产生漂移现象。

在挡土墙与主体为一体的水工建筑物时，一般基础设计大多都不是防冻基础。这样在施工和设计时就要在基础下设苯板保温层。这样的水工建筑物一般都是开挖至软基砂层，因为砂层一般都是防冻的，针对这样的水工建筑物相对深基础的水工建筑物，施工较为简单省时，而且节约资金。这是近几年的新型设计，而且挡土墙产生漂移的现象极少，如虎林市阿东水库输水洞就是这样结构形式的挡土墙，现运行良好，挡土墙没有产生漂移。

4 结论

针对水工建筑物挡土墙产生漂移现象，通过几年的工作实践经验，总结出了挡土墙产生漂移的几个原因:就是在设计时要充分的考虑，一定要在设计之前进行实地勘探，将水工建筑物的地基情况掌握准确。在施工中如果发现问题马上进行处理，这样才能保证挡土墙不再有漂移现象，增加水工建筑物的使用寿命。如果条件允许情况下，挡土墙与主体工程为一体时，挡土墙漂移现象的几率最小。

［1］祁庆和.水工建筑物［M］.北京:中国水利电力出版社，2003.

［2］崔冠英.水利工程地质［M］.北京:中国水利电力出版社，2003.

［3］袁光裕.水利工程施工［M］.北京:中国水利电力出版社，2003.