提高斜午拦河闸桥头堡建筑物稳定性措施

孙文慧，徐 斌，孙修昊

（山东临沂水利工程总公司，山东 临沂 276000）

斜午拦河闸除险加固工程，规模为大（2）型，工程等别为Ⅱ等，主要永久性水工建筑物级别为2 级，次要永久性水工建筑物应设计要求，级别为3 级。抗震设防烈度设计合理，测定的地震动峰值加速度和地震动反应谱特征周期与设计的地震设防烈度相符合。本桥头堡工程使用框架结构，下部基础设计方案为条形阀基，由于原设计勘探结果显示建筑物基础下为砂基和土基两种不同承载力的物质，为避免基础不均匀沉降导致建筑物发生结构变化，导致建筑物发生塌陷，在桥头堡正式施工前，项目人员针对实际施工可能发生的问题及多种基础施工方案进行分析讨论，提出应对措施。

1 原因分析

为避免设计前的勘探结果由于时间变化不准确，影响真实性，造成施工偏差。通过施工前的实时勘察结果显示，由于长时间地质变换，原定条形阀基设计方案适用于右岸桥头堡，但是左岸桥头堡基础不是同种介质，靠近闸墩一侧为砂基，另侧为原装土基，相比较而言，土的含水量较大，长期经受荷载，产生土体整体、冲切、局部剪切破坏，出现初始固结等现象，压缩性明显大于砂基础，且易出现流土和管涌现象，二者地基承载力明显不一，会产生不均匀沉降，直接按照图纸施工建筑物强度刚度将受到影响，承载力不足，后期建筑物基础会出现断裂，导致桥头堡主体框架梁、柱、板出现挠曲变形并产生裂缝，影响建筑物使用寿命。

2 方案选择

2.1 方案一：钻孔灌注桩提高基础强度

虽然桩基础承载能力高，适用于其他基础处理解决不了的各种问题地质条件，但其施工工序较其他两种方案繁琐、造价高；同时难以控制质量，在施工中极可能产生大量的泥浆垃圾，需要耗费较多人力物力处理，需要及时处理各种施工污染，保证环保难度大；施工噪声大等不可忽视的缺点。故方案一不合适。

2.2 方案二：毛石混凝土基础换填

混凝土中掺加毛石，取材方便同时可有效缩减了施工成本，毛石不产生水化热，进行大体积混凝土施工时减小了对结构性能的不良影响。但是施工中毛石大部分时需要人工搬运，人力物力消耗大效率低；毛石的不规则形状致使表面不可避免带有泥土杂物，不易清理；无法振捣密实造成混凝土内部空隙多而大，离散度高，后期对建筑物将造成严重影响。故方案二不合适。

2.3 方案三：扩大独立基础施工

相比较前两种施工方案，扩大独立基础施工不用打桩，钢筋混凝土结构施工方便快速，在节约施工成本的同时有效提高基础强度，减小建筑物基础的不均匀沉降。故方案三是较合适。

3 施工工艺

1）清理基坑。清理基坑是先清理基础到坚硬岩基面，不留积水。

2）阶梯状垫层施工。根据原始岩基面倾斜度，自南向北按照不同高度阶梯状浇筑垫层，振捣密实，垫层间阶梯处设置沉降缝，通过此方式将建筑物基础分成几个较小长宽比的沉降体系，保证各单元结构刚度较好的同时具有有效调整地基不均匀变形的能力。

3）定位放线。技术员利用水准仪将所有独立基础的中心线、控制线全部放出来，并进行复测。

4）钢筋工程。待垫层混凝土施工完成，强度达到1.2 MPa 后依据设计进行弹线并钢筋绑扎，基础底部、顶部分别采用X、Y 双向配筋，接长部分采用套筒连接，多次检查保证钢筋无漏扣，柱插筋弯钩部分水平筋成45°角度绑扎，连接点处注意全部绑扎。

5）模板工程。通过定制特定尺寸木模，利用架子管双层加固。支模由下至上顺序安装。

6）清理。模板安装完成后，及时清除模板内杂物，避免木屑、泥土等造成后期混凝土外观问题，板缝及孔洞保证密封，木模定期浇水湿润。

7）混凝土浇筑。分层连续进行浇筑，间歇时间不超过2 h，先浇一层5～10 cm 厚混凝土，方便固定钢筋，避免钢筋出现偏移。

8）混凝土振捣。采用插入式振捣器，插入的间距与时间严格把控，操作动作谨慎，避免碰撞预埋件、预埋螺栓，防止预埋件移位。最后进行混凝土平面保养、模板拆除。

4 难题及解决措施

4.1 地基开挖

施工前建立测绘控制网，确定好长度、高度、宽度、轴线等基本信息，保证基坑尺寸形状不产生较大偏差，造成资源浪费。为避免开挖过程中地基出现强力振动，在靠近闸墩及基底范围50 cm内，严格使用人工开挖方式，开挖过程顺延对角线方向工作，避免受力偏颇造成坑壁残破。另外开挖过程中注意开挖边坡坡度，适当增大边坡系数，及时清理积土，一般在边坡上边缘2 m 范围内不存放渣土或其他荷载，避免后期突然卸载基坑坍塌。及时清理废水，保持边坡干燥，必要时增加挡土板，避免因边坡失稳造成损伤。开挖结束后经设计人员、勘探人员、监理方、业主方多方共同验收后才可以进行下一步施工。

4.2 施工排水

设计基坑开挖底高程虽然高于地下水位，但施工期雨水量大且开挖坑四周易产生渗水，必须及时排除基坑积水，做好降水处理，保证基坑施工为无水作业，避免对基坑边坡造成破坏。为此，施工时在基坑四周先挖条，在坑壁四周挖宽约150～200 mm 深约300～400 mm 的沟，沟内一角自然挖深，使基坑积水顺势流到角内，使用抽水泵向外抽水，将沟内水平面降低到低于基坑底高程。

4.3 变更后设计方案承载力问题

桥头堡基础处理变更的设计方案经原设计单位验算，原设计条形阀基础地基承载力1 500 kPa，变更后的独立基础地基承载力明显大于原设计，且从成本方面计算，独立基础也是有明显的优势，说明变更设计方案合适。

4.4 独立基础侧立面防水问题

大部分独立基础桩施工中，容易产生侧立面质量损坏问题，如果不谨慎处理，整个独立基础的强度都将降低，从而基础不稳，使用寿命降低。为解决这个问题，施工时通常对独立基础的侧立面涂抹防水层，本项目施工中采用的是网格布并覆盖抗裂防水砂浆，不仅省时简便还不易脱落。

4.5 墙体砂浆抹面问题

墙体抹面工序不严谨即使基础足够稳定也将造成后期墙体开裂、墙体空鼓，外观质量受到严重影响，所以对于砂浆强度偏低、灰缝不饱满造成墙体砌筑质量问题必须严肃处理。严格检查施工人员教育培训是否到位，使用的砂浆材料是否过了初凝期，砂浆搅拌机具是否能正常运转制作出合格的抹面砂浆，抹面过程中各个层次的厚度、时间间隔是否达到要求等，确保各个工序无漏洞，打造优质工程。

5 结 语

建筑结构的稳定性是关系到大众生命和财产安危的一个重要因素，设计施工中必须对影响建筑物稳定性的因素加以广泛的关注和控制，克服不良因素带来的影响。本项目针对斜午桥头堡基础不均匀沉降问题，通过设置单独基础及制定提高建筑结构整体性相关措施等设计和施工方案的改进，有效减小了其带来的不良影响，积累了丰富的施工经验，并为以后类似情况提供了可靠参考。