浅析水闸工程地基防渗处理的设计与施工.doc

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1、浅析水闸工程地基防渗处理的设计与施工摘要：水闸是一种控制水位和调节流量的低水头水工建筑物，具有挡水和泄（或引）水双重作用，在水闸设计中，对于地基土的抗渗稳定问题,必须给予高度重视。本文对此进行了探讨。关键词：水闸；地基处理；施工・、£•・亠•一、IJU§水闸是水利工程中常见的水工建筑物，往往与堤防、电排站、大坝、水电站等水工建筑物结合在一起组成水利枢纽，既可以挡水又可以泄水。目前水闸在防洪、灌溉、排水、航运、发电等水利工程中应用十分广泛。水闸在关闸挡水时，水闸承受较大的水平水压力，而土基的摩阻力较小，有可能发生

2、滑动。同时，上下游水位差引起的闸基渗流，会对水闸底板产生向上的渗透压力，对水闸稳定不利。土基的抗剪强度和承载能力较低，而压缩性较大，且常常分布不均匀，在水闸自重和外部荷载的作用下，可能因抗剪强度不足而丧失稳定，也可能产生较大的不均匀沉陷，导致水闸倾斜甚至断裂。土基在渗透水流作用下，容易产生渗透变形，特别是粉细沙地基，细小颗粒极易被渗流带走，严重时，闸基和两岸会被掏空，引起水闸沉降、倾斜、断裂甚至倒塌。无论是土质地基还是岩石地基，水闸地下轮廊线布置均应遵照防渗与导渗（即排水）相结合的原则。即在水闸上游侧布匿防渗设

3、施，如防渗铺盖、垂直防渗体或截水槽等，用来延长渗径，减少底板渗透压力，降低闸基平均渗透坡降，并保证其不超过规定的允许值，防止渗流出水口处发生渗透变形，并减少底板渗透压力，增加闸室的抗滑稳定性。二、地基防渗处理设计与施工方案制定在选择地基处理方案前，首先应开展必耍的调查研究，主耍有以下儿个方lib1、结构条件。主要应了解建筑物的体型、刚度、结构受力体系、建筑材料和使用要求;荷载大小、分布和种类;基础类型、布置和埋深;慕底压力、天然地基承载力以及变形容许值筹。2、地质条件。应充分了解和掌握该场地的地形、地质成因、地

4、基成层状况;软弱土层厚度、不均匀性和分布范围;持力层位置及状况;地下水及地基土的物理和力学性质。各种软弱地基的性状是不同的，现场地质条件随着场地的位置不同也是多变的。3、环境影响。在选择地基处理方案时还应考虑场地的环境影响，并予以妥善处理。如采用强夯法和振动砂桩密实法，施工时的振动、噪音和挤土对邻近建筑物和居民会产生影响和干扰。如采用真空预压法或降水预压法，往往会使邻近建筑物及周伟I地区产生附加沉降。如采用高压喷射注浆法或石灰桩，有时会污染周围环境。4、施工条件。如施工时占地较大,虽然施工会较方便，但有时却会影

5、响经济造价；从施工观点来看，工期不宜太紧，这样可以有条件选择缓慢加荷的堆载预压法筹地基处理方案，且施工期间的地基稳定性增大。但有时工程要求工期较短，这样就限限制了某些地基处理方案的选用；应尽可能就地取材，如应考虑采用砂垫层或挤密砂桩等方案的可能性；如当地有石料供应，则应考虑采用碎石桩或碎石垫层等方案的可能性；如施工机械的有无，施工程度的难易、施工质量的控制以及管理水平和工程造价等也是考虑采用何种地基处理方案的重要因素。三、水闸工程地基常用防渗处理措施1、板桩板桩是水闸工程中使用最为广泛的一种垂直防渗体结构。板桩

6、根据所用材料的不同分为木板桩、钢板桩和钢筋混凝土板桩三种。木板桩因木材供应较为紧张且打下去常有劈裂和接口脱开现象，施工质量难以保证，不透水性差。而钢板桩因其打拔方便，可重复使用，一般在临时防护时应用较多，尤其用在特殊施工情况以及板桩入土深度要求较深时，也可使用在永久建筑工程中。一般工程中绝大部分均采用钢筋混凝土板桩。板桩的防渗效果较好，兼有保护地基防止地基土液化的作用。钢筋混凝土板桩入土深度是要根据地下轮廊布萱、防渗长度计算和施工条件来确定的。单排桩一般都打在闸底板的上游侧。根据江苏省大型水闸实践经验，钢筋混凝

7、土板桩长度多数采用最长达5m。如果钢筋混凝土板桩长度过长，不仅在经济上不合理，而且桩下渗流不经过闸底板，直接由上板桩渗至下板桩，并不能增加渗径长度，同时板桩长度过长，还增加施工难度。钢筋混凝土板桩的厚度及宽度要求主要根据防渗要求和打桩设备条件确定，根据水闸工程实践经验，板桩最小厚度不宜小于20cm,宽度不宜小于40cm。这样既可满足防渗要求，也可满足结构钢度要求，同时也便于施工。为了确保板桩的防渗效果，钢筋混凝土板桩侧面应设置齿墙。在板桩施工完成后，在齿墙内采用水泥砂浆灌孔。板桩作为垂直防渗体，其防渗效果较好,

8、但需要打桩设备，造价较高，同时也会延长一些施工时间，所以只有当铺盖不能满足防渗要求,且显然不太经济时,或者需要兼有保护地基,起到防止地基土液化的作用时，才考虑使用。2、高压喷射灌浆帷幕：高压喷射灌浆帷幕利用置于钻孔中的喷射管，用高压射流的冲击力破坏被灌土体，使浆液与土体颗粒掺混凝结，同时由下而上灌注水泥砂浆，一部分细颗粒随浆液或水冒出地面，形成渗透系数小，达到防渗和提高地基承载力的作用