浅析思议港闸站工程中软土地基处理方案

陆雯 吴舒海 吕大为

【摘要】在水利工程中，地基处理是最基本也是最重要的环节，直接关系到整个工程的质量，而软土地基是水利工程建设中常见的一个问题，文中结合思议港闸站工程软土地基处理方案的实例，介绍了几种常用于软土地基的桩基，以期为类似工程提供参考。

【关键词】水利施工；软土地基；桩基

1、引言

软土地基具有含水量过高、压缩性强、孔隙较大、灵敏度高、透水性差等基本特點，修建在软土地基上的水工建筑物往往因地基承载力和沉降量不能满足要求而需要采取地基处理措施。桩基由于其既可以解决竖向承载力和沉降变形，与底板刚性连接后还能承担水平荷载，且桩基具有施工简单、质量容易保证等优点，因此在软土地基水利工程地基处理上有着广泛的应用。

2、工程概况

思议港闸站工程为2级水工建筑物，合建在一块底板上，泵站4台套机组分建在节制闸两侧，底板顺水流向长24.0m，垂直水流向宽26.4m，顶面高程0.5m，底面高程-1.50m。思议港闸场地为长江新近冲积而成，浅部地基土为低承载力高压缩性的软弱土层，场地工程地质条件较差。

根据地质勘探报告，闸站底板处于②1层淤泥质粉质粘土层，其下卧层自上而下可分为如下各层：

②1层 （Q4 al）：淤泥质粉质粘土、重粉质壤土，场地均有分布，层厚6.5～8.0m，流塑～软塑状态，高压缩性，力学强度低，允许承载力60kPa。

②2层 （Q4 al）：淤泥质粉质粘土、重粉质壤土，场地均有分布，层厚2.3～4.7m。流塑～软塑状态，高压缩性，力学强度低，允许承载力70kPa。

④层（Q4 al-pl）：重、轻粉质砂壤土，层厚8.5～12.7m，中密，中压缩性，力学强度中等，允许承载力160kPa。

④′层（Q4 al）：淤泥质中、重粉质壤土，流塑状态，层厚2.5～6.5m，中～高压缩性，力学强度较低，允许承载力90kPa。

⑥层 （Q4 al）：重、中粉质壤土，流塑状态，中压缩性，力学强度一般，最大揭示厚度4.3m，允许承载力110kPa。

3、地基处理方案比选

根据地质勘探资料，闸站坐落于②1层淤泥质粉质粘土夹粉砂，地基承载力为60 kPa。根据《水闸设计规范》表7.3.10，综合摩擦系数f可采用0.20～0.25，本次计算取f=0.25。闸室抗滑稳定安全系数按《水闸设计规范》计算。

根据《水闸设计规范》，计算闸站稳定，计算成果表明，闸站完建期基底反力最大值/最小值分别为117kPa/95.7kPa，正向设计工况下基底反力最大值/最小值分别为101.7kPa/68.4kPa，正向校核工况下基底反力最大值/最小值分别为102.4kPa/67.1kPa，正向地震工况下基底反力最大值/最小值分别82.8kPa/76.8kPa，均不满足规范要求，需进行地基处理。

因闸站地基软弱土层平均厚度约10m，采用换土处理技术不可行。根据江苏水利工程软土地基地基处理工程经验，常采用钻孔灌注桩、混凝土预制管桩及劲性复合桩等进行地基处理。本工程采用3种桩基地基处理方案进行比选。

方案一采用Φ60cm预制管桩基础：布置9排Φ60cm预应力管桩，排距为240cm，桩间距为240cm，共99根，桩底高程-26.0m。经计算，闸站最大单桩设计竖向荷载为514.0kN，最小单桩容许承载力为573.6kN，符合规范要求。

方案二采用Φ80cm灌注桩基础：布置8排Φ80cm钻孔灌注桩，排距为280m，桩间距为260cm，共72根，桩底高程-31m。经计算，闸站最大单桩设计竖向荷载为1158.9kN，水平位移4.8cm，最小单桩容许承载力为1244.6kN，符合规范要求。

方案三选用等芯柔刚复合桩，其中外层桩为柔性桩，采用直径70cm的水泥土搅拌桩，间距为1.5m，水泥掺入量为18%，设计搅拌桩桩身水泥土的抗压强度不得小于1000kP；刚性桩作为桩体内芯，采用C30素砼桩芯，直径为22cm，桩长15m。经计算，劲性复合桩单桩承载力特征值为286kN，置换率为17.1%，处理后的复合地基承载力计算值为161kPa，符合闸站地基承载力要求。

经比选，劲性复合桩地基方案投资虽省，但工期较长，增加施工机械，对施工工艺要求较高。灌注桩虽投资虽略多，但施工较为方便，对周围建筑物影响较小，较其他2种方案可靠性高，且闸站身是整个工程最重要的部分，对沉降的敏感性要求较高，因此闸站地基处理采用方案二，即采用Φ80cm灌注桩基础。

4、结语

水利工程中常会遇到软土地基的问题，如果对软土地基处理不当，会直接影响工程的质量及安全性能。因此，需做好对软土地基处理工作，选择合适桩基类型十分重要。思议港闸站工程软土地基处理方案的比选，可为类似工程提供参考。

参考文献：

[1]冯是明，邹福华.水利工程施工中软土地基处理技术.水利科学与工程技术

[2]龚晓南 桩基工程手册（第二版） 中国建筑工业出版社

[3]江苏省水利勘测设计研究院有限公司 《镇江扬中市思议港闸站工程 初步设计报告》2017.06