浅谈麻栗坝水库城子渡槽工程基础处理措施及效果

唐恩辉胡朝仲

（1.陇川县麻栗坝水库管理局，云南德宏 678700；2.云南省保山市隆阳区水利电力勘测设计队，云南保山 678000）



浅谈麻栗坝水库城子渡槽工程基础处理措施及效果

唐恩辉1胡朝仲2

（1.陇川县麻栗坝水库管理局，云南德宏 678700；
2.云南省保山市隆阳区水利电力勘测设计队，云南保山 678000）

【摘 要】麻栗坝水库城子渡槽沿线大部分地段为淤泥质软土层，承载力低，压缩变形大，基础持力层埋藏较深，地下水位高，基坑开挖排水容易产生明显的渗流破坏，导致地基承载力不能满足设计要求。为解决基础承载力问题，该工程采用钢筋混凝土灌注桩对基础进行加固处理。本文主要介绍了麻栗坝水库城子渡槽工程基础地质条件、跨河拱重力墩及排架承台基础处理措施和效果，可为类似地质条件的工程提供参考。

【关键词】城子渡槽；工程地质；基础处理；灌注桩

1　工程概况

城子渡槽工程位于东干渠首段，从西低干渠K7＋473处分水横跨南宛河，地震设防烈度为Ⅶ度。渡槽全长2214.746m（其中跨河段长75m），设计底坡为1/1000，设计流量7.0m3/s，加大引用流量Q＝8.4m3/s，过水断面尺寸2.9m×2.4m。槽身采用“U”形预制钢筋混凝土薄壳渡槽，总段数为190段，长度为5.23～12m不等，标准段长12m。

根据《灌溉与排水工程设计规范》（GB 50288—99）规定确定渠系建筑物等级为:西低干渠K7＋735.23以上段为3级；东干渠及西低干渠K7＋735.23以下干渠为4级，城子渡槽为4级建筑物。

2　工程地质条件

城子渡槽基础基本上为第四系沙卵砾石层和上第三系沙土层:冲洪积沙壤土结构中密、高压缩性、强度中偏低、透水性弱，易产生压缩变形；淤泥质黏土呈软塑状、高压缩性、强度极低，易产生塑性变形破坏；沙壤土、粉细沙土结构中密、中等压缩性、强度中偏低、透水性弱，无液化；沙卵砾石结构松散、中低压缩性、强度较高、透水性强；中细沙结构松散、中等压缩性、强度中偏低，强透水性，无液化。沙土结构紧密、中—低压缩性、强度较高、透水性弱；沙质黏土呈硬塑状、中高压缩性、强度偏低、弱—微透水。地基土存在不均匀沉陷，基础多以沙土、沙质黏土、粉质黏土作持力层，基坑多处于地下水位下，渡槽工程基础多坐落于地质较不稳定段和中等稳定段。

3　工程设计及施工情况

3.1工程设计变更过程

城子渡槽工程初步设计槽身跨度均为10m，共221个槽身段，断面型式为“U”形槽，采用C20钢筋混凝土结构，排架总数214座，采用钢筋混凝土框架结构。排架基础大部分置于第三系含砾中细沙土上，少部分置于淤泥质黏土上，对于淤泥质黏土层承载力不能满足设计要求的，采用碎石振冲桩进行基础加固处理，桩穿过淤泥质黏土层深入到第三系含砾中细沙土中，桩长10m，每一排架基础下设10根桩。

随着技施设计阶段的深入，对城子渡槽所处沿线地质情况有了进一步的认识。在初步设计总体布置不变的情况下，技施设计阶段对城子渡槽的部分结构及布置型式做了局部调整，修改后渡槽的槽身跨度由10m变为12m，槽段数量由221个减少到190个，为利于南宛河河床段行洪，由原来的7个排架渡槽改为三连拱型式，槽身同样采用薄壳“U”形断面型式，壁厚12cm。对于排架基础两种不同的地质条件采用不同的工程措施，对N层含砾沙土地段采用C20钢筋混凝土块体基础，对淤泥质黏土地段采用混凝土灌注桩进行处理。

城子渡槽工程在实施过程中，由于渡槽线路上的地质条件与勘测设计资料有一定变化，在施工中暴露出了新的问题，需对技施设计再次修正，修正后槽身壁厚由12cm变到14cm，排架基础全部改为在块体基础下用钻孔钢筋混凝土灌注桩进行处理，每个排架底部设6根灌注桩。

3.2渡槽跨南宛河河床段施工

渡槽跨南宛河河床采用三连拱的型式，下端支承结构采用无铰拱，底部采用结构较大的重力墩，墩头为圆形拱，跨度L＝25m，共三跨四个重力墩。重力墩采用沉井法施工，沉井壁厚0.7m，高6.0m。沉井施工到设计开挖深度时基础承载力未满足设计要求，经现场简易勘探得知底部为松散的沙层或黏土且深度较深，根据实际地质情况，通过参建各方现场研究确定:采用φ50mm钢管桩、间距400mm×400mm梅花形布置加固基础，每一根桩承受的力不小于2t，钢管桩的长度视实际打深情况确定，并保证有30cm露出与混凝土浇筑成一体，然后进行沉井埋石混凝土的施工封堵。

3.3渡槽排架基础施工

在进行排架块体基础施工开挖时，因实际开挖地质条件与初设勘查资料有一定变化，多数设计承台位置存在一定厚度的软弱地层，加之地下水相当丰富，基坑边坡浸水易滑塌，有的还出现流沙，地基承载力达不到设计要求。加之渡槽总长2214.746m，底坡为1/1000，对沉降要求较高，为确保渡槽工程的安全，避免发生不均匀沉降而影响渡槽的过水能力，邀请相关专家到工地现场踏勘进行技术咨询。后经多方论证，渡槽排架基础全部采用在块体基础下用φ60cm钻孔钢筋混凝土灌注桩进行施工，每个基础布置6根桩，同时抬高排架基础的建基面，减少开挖工程量。渡槽钢筋混凝土灌注桩于2009年3月全部施工结束。

4　基础工程施工处理效果

4.1跨河拱重力墩

跨河拱重力墩完工后，对跨河拱重力墩进行一个月的预压沉降观测，通过预压沉降观测，发现沉降观测值略大于设计值，按沉降观测值复核计算后，拱端应力略比原设计值大，为增加安全度，防止沉降带来的不利影响，在两边墩后增加混凝土墩用于抵抗拱座变形。

4.2排架基础灌注桩

排架基础混凝土灌注桩工程完工后，根据《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2002）、《建筑桩基技术规范》（JGJ 94—94）、《基桩低应变动力检测规程》（JGJ/T 93—95）、《建筑基桩检测技术规范》（JGJ 106—2003）以及设计单位下发的城子渡槽施工技术要求和灌注桩测试技术要求，进行混凝土灌注桩单桩完整性检测和单桩竖向抗压静载试验。

4.2.1单桩完整性检测

采用低应变法检测桩身混凝土完整性，判断桩身缺陷的程度及位置。该工程的检测仪器设备为FDP204PDA动测仪及传感器等相配套的设备和工具，检测前对所用设备进行调试和检查，确保设备运行正常和所采集的图形、数据准确。桩身完整性判定分为四类:

a.Ⅰ类桩:完好桩，桩体均匀完整，混凝土密实。

b.Ⅱ类桩:基本完好桩，桩体基本完整，有轻微缺陷。

c.Ⅲ类桩:桩体有明显缺陷，一般不进行处理可使用。

d.Ⅳ类桩:桩体有严重缺陷，达不到设计要求，不经处理不能使用。

根据有关规程规范，单桩完整性检测抽检数量不应少于总桩数的20%。该工程共选择199根桩进行低应变检测，检测结果为:199根桩均达到设计及规程规范要求，其中Ⅰ类桩106根，占53%；Ⅱ类桩93根，占47%；无Ⅲ类、Ⅳ类桩。

4.2.2单桩竖向抗压静载试验

通过单桩竖向抗压静载试验判定单桩竖向抗压承载力是否满足设计要求。单桩静载荷试验必须在低应变反射波法检测桩身混凝土完整性、判断桩身缺陷的程度及位置完成后进行。该工程单桩竖向抗压静载试验配备的设备由100t油压千斤顶、试验用各型号工字钢梁、量程为60MPa的压力表、精度为0.01mm的百分表及试验用沙袋等组成。试验前对所用设备进行调试和检查，确保设备运行正常和所测得的数据准确。

通过对试验观测数据进行整理分析，然后绘制各测试桩荷载-沉降（Q-s）曲线、沉降-荷载对数（s-1g Q）曲线、沉降-时间对数（s-1g t）曲线及其他辅助分析所需曲线，最后根据规范规定得出各测试桩的单桩竖向抗压承载力实测值。

根据有关规程规范规定，单桩竖向抗压静载试验抽检数量不应少于总桩数的1%，且不少于3根。该工程共选择10根桩进行单桩竖向静载试验，试验结果为:10根桩的单桩竖向抗压承载力均大于360kN（设计要求每根桩的承载力需达到360kN），极限承载力均大于720kN，相应沉降量分别为6.88mm、6.90mm、4.56mm、6.23mm、3.83mm、6.52mm、4.82mm、8.56mm、7.72mm和8.48mm，满足设计要求。

5　结 语

麻栗坝水库城子渡槽沿线大部分地段为淤泥质软土层，承载力低，压缩变形大，基础持力层埋藏较深，地下水位高，基坑开挖排水容易产生明显的渗流破坏，导致地基承载力不能满足设计要求。该工程严格按照设计及规程规范要求进行施工，工程完工后经过严格的检查。经对165个承台基础灌注桩处理并检测，灌注桩施工质量良好，检测试验结果满足设计要求。此次采用无损检测试验方法对灌注桩施工质量进行的检测试验，具有现场操作简单易行、试验成果可靠、节约投资的特点。城子渡槽工程基础处理灌注桩施工取得的成功经验对类似地质条件的工程有一定的参考价值。■

参考文献

［1］ GB 50007—2002建筑地基基础设计规范［S］.

［2］ JGJ94—94建筑桩基技术规范［S］.

［3］ JGJ/T 93—95基桩低应变动力检测规程［S］.

［4］ JGJ 106—2003建筑基桩检测技术规范［S］.

DO l:1O.16616/j.cnki.11-4446/TV.2O16.O2.OO1

On foundation treatmentmeasures and effects of Maliba Reservoir Chengzi Aqueduct Project

TANG Enhui1，HU Chaozhong2
（1.Longchuan County Maliba Reservoir Administration，Dehong 678700，China；
2.Yunnan Baoshan Longyang DistrictWater Conservancy Electric Power Survey and Design Team，Baoshan 678000，China）

Abstract：Most sections a1ong Ma1iba Reservoir Chengzi Aqueduct be1ong to si1t soft soi11ayer，which is characterized by 1ow bearing capacity，high compression deformation，deeper buried depth of foundation bearing 1ayer and high underground water 1eve1.Drainage of foundation pit excavation can easi1y produce obvious seepage damage，and therefore foundation bearing capacity cannotmeet the design requirements.Reinforced concrete cast-in-p1ace pi1e is adopted in the project for foundation reinforcement treatment in order to so1ve the prob1em of foundation bearing capacity.In the paper，foundation geo1ogica1conditions，arch gravity pier across a river as we11 as bent cap foundation treatment measures and effects in Ma1iba Reservoir Chengzi Aqueduct Project are main1y introduced，thereby providing reference for projects with simi1ar geo1ogica1conditions.

Key words：Chengziaqueduct；engineering geo1ogy；foundation treatment；cast-in-p1ace pi1es

中图分类号：TV223

文献标志码：B

文章编号：1005-4774（2016）02-0001-03