广东省电白县水电建筑安装工程公司
【摘要】一般而言，需要进行重建的水闸都有着或多或少的问题，因此要根据地质情况的不同，因地制宜，且一般旧闸的地质情况都是比较复杂的，所以根据不同的地质情况要进行不同的地基处理措施，以期达到预期的效果。
【关键词】水闸重建；基础处理；经验教训
我国从2010年起就开始启动了大中型病险水闸除险加固专项计划，全国各地的水闸都开始进行检测整修。水闸的分布范围较广，且地质条件各异，因此水闸重建基础处理工作具备一定的难度。水闸基础处理方案对于水闸的安全具有决定性的作用，对整体的水闸工程都有着很大的影响，尤其要慎重处理的是水闸工程中的强透水中粗砂层、砂砾层地基和深厚软层地基，对这两类地基要进行谨慎处理。
1.工程概况
该水闸是要在原址上重建一个更大面积的新水闸，原水闸的基础地质是砂层厚5-6m左右，要进行大面积的开挖挖难，在原河水水位上由于水位过高，且渗流量大，因此在重建的过程中，要将水泥搅拌在桩围堰周围，桩围堰D=500mm，呈梅花状，共三排，闸室基础也用水泥搅拌，使桩间距达到1000*1000mm，呈梅花状的状态。为了更好地确保水闸基坑的棘突物理性质，需要在水闸基坑开挖并回填砂垫层，比如说可以在基坑底不止地质钻孔8个，并根据实际情况进行现场饰演，孔深保持在8米，并且钻入持力层5米左右，根据实际情况，可以得出一系列结果。在水闸的基坑持力层的第一层，是素填土，即回填层，厚度在1.5米-2.8米左右，土质呈现黄色、松软的状态，没有什么杂志，分选好，且呈稍湿状态。第二层主要是粉质粘土，厚度在1米-2.5米左右，土质呈灰白色，细滑，并且含有10%左右的粉细砂，可塑性强，平均N=6。第三层是中砂，厚度约为3.1米-3.2米，土质呈灰黑色，且颗粒均匀，标贯实验4次，含淤泥约5%。第四层是粉砂，厚度约为3.8-6.7米，土质呈灰黑色，分选好，局部混腐木，标贯实验12次左右，平均N=7.9。
2.水闸工程中存在的问题分析
水闸工程中存在的问题首先是试桩中存在的一些问题，在搅拌桩正式施工前，需要按照设计的要求在水闸上游的空地进行试桩，对三根搅拌桩要进行抽芯，并且要发现在近水侧一根的搅拌桩在-3.0米处对搅拌桩桩体出现的断层现象进行分析，一般而言，容易出现断层现象就是试桩容易出现的问题，因此要对试桩工作加大重视程度，并进行合理处理。还有个问题是基础开挖工程中出现的问题，在开挖旧闸时可以发现地下水是十分丰富的，因此在挖除部分会有很多的泉眼，经过深层次的探析可以发现，旧闸底板的结构从上到下厚度渐增，并且深入挖掘后发现存在着1.5米厚左右的抛石。针对水闸工程中出现的种种问题，如果还继续采用搅拌复合地基，那么原水闸的就要在重新施工前将所有的硬化结构全部拆除，并且新增加的开挖深度约在1.8米左右，且开挖前必须要进行支护或增加开挖范围的工作。由于原有地基上存在泉眼，那么如果要增加开挖深度，必然会开挖出更多的地下泉眼，这对于搅拌桩施工的质量就无法保证。
3.强透水中粗砂层地基水闸基础处理
中砂层、沙砾层的地基包括两类，一类是水闸直接接触的中粗砂层、砂砾层，一类是中粗砂层、砂砾层表面覆盖的约3米左右的软弱土层。这类地基的主要特点是承载力的问题，承载力略低于设计承载力的要求，并且抗渗透变形的能力也比较差，对于这种地基的处理方法很多，并且从经济上来考虑，如果覆有一层软弱土层，那么可以挖除覆盖层，换填中粗砂并进行振动水冲。在强透水的中粗砂层地基中用振冲可以添加填料剂，并且桩径在0.6-0.8米左右，振冲孔孔距宜采用1.5米-2.5米，并且按照梅花形或者方格型进行布置，孔深可以根据设计的要求和具体的施工条件来确定。振冲孔中的添加填料适宜采用具有良好配级的砂，碎石的最大直径不能超过5厘米，且含泥量不能超过5%。
振动水冲挤没有办法解决渗透性稳定性的问题，因此还需要采取另外的防渗措施，最常可以采取的措施包括水平铺盖或者是垂直防渗墙，从防渗的效果来看，垂直防渗墙的效果更好，更适宜进行防渗措施工作。防渗墙体采用混凝土地下墙或者高压喷射灌浆防渗帷幕，连续墙的厚度为0.6米-1米，孔距为1.5-2米，套孔为0.2-0.3米，防渗墙的地面穿透透水砂层嵌入相对透水层不小于1米的防渗墙，需要特别注意的是，闸室两侧刺墙要相互衔接，并且要向两侧延伸出适当的长度来防止闸侧的绕渗被破坏，实际的情况也需要根据具体的运行来处理沉降、渗透变形等问题。
4.软土地基水闸基础处理
4.1软土地基层的特征分析
很多旧闸都存在着淤泥、粉细砂淤泥、淤泥质粘土等软弱土层，具有厚度大、含水量高、承载力低、压缩量大的特点，并且一般含水量能够达到60%-100%左右，孔隙率大于1.5，软土的厚度能够达到10-40米，最厚的地方能够达到60米左右，承载力一般为40-60kPa，且基底应力一般为70-120kPa左右。软土层在地震的作用下容易出现液化、震陷等问题，因此在水闸的建设中，需要采用基础措施才能够达到满足承载力、抗震及沉降等方面的要求。
4.2软土地基水闸处理方法
水闸重建是为了满足经济发展和当地生产生活的需要，早在20世纪60年代左右，我国结合防堤工程修建了大量的水闸，并且受到当时的经济和社会技术影响，很多的水闸技术含量不高，只是进行了简单的地基处理，有的甚至没有进行地基处理，经过几十年的运行，很多工程已经不堪一击，普遍存在着沉降大、结构开裂等问题，很多水闸在运行的过程中需要经过大量的维修，甚至有些已经无法运行，因此展开水闸重建工作室十分有必要的，我国从2010年开始就进行了大规模的重建，基础的处理方法包括刚性混凝土桩、水泥搅拌桩、水泥粉煤灰碎石桩和复合地基等。
刚性混凝土桩基础桩底一般在砂层、砂卵石层和粘土层中，是按照摩擦桩进行设计的，软土地经过处理之后承载力可以满足承载需要，且沉降量较小，也能够满足安全的要求。但是其中存在的主要问题是闸侧的回填土容易造成集中渗漏通道，给水闸带来安全隐患，这种方式的处理就要在闸底板预留灌浆孔，并且定时进行灌浆，但是通过这种形式又很容易埋下长久的隐患，如果处理不好，就很可能导致管道的崩溃。可以在软土层厚度约25米处作为水闸基础，这也是目前最广泛的混凝土钻孔灌注桩处理方式，但是存在的隐患就是容易造成沉降变形问题，但是只要在软土地区沉降量不是很严重，只要留够足够的高度来满足设计的要求就足够。采取的配合措施如在闸室基底四周设置连排水泥、搅拌桩等进行围封，或是在闸底预留灌浆孔定期灌浆来解决闸底脱空集中渗漏的问题，同时还可以在闸室两侧的连接地基采用水泥搅拌的方式来对排水板进行预压，采用配套措施进行基础处理，防止在运行中出现安全问题。
水泥搅拌复合地基相对其他地基而言属于一种柔性的地基，作用机理是通过对柔软的土地进行搅拌加固，这样能够对土地起到约束总用，并且能够对土体起到约束作用，在搅拌桩及桩间土的共同作用下来承担作用力，并要求对复合地基的承载力满足设计要求，这也对沉降变形的协调比较理想。CFG桩复合地基的强度要低于刚性混凝土桩，但是高于水泥搅拌桩，但是变形协调能力要高于刚性混凝土桩，低于水泥搅拌复合地基，因此需要置于可靠持力层中，并且处理后的地基承载力比较大，水闸沉降较小，因此很多水闸今年来比较多的采用CFG桩复合地基。
结语
综上所述，水闸重建基础处理对于水闸的安全具有决定性的作用，建议施工部门要严格检测水闸状况，总结成功的经验和失败的教训，并形成更好的技术指导型文件，以便更好地解决水闸基础处理的问题，以保证水利工程能够安全稳定运行。
参考文献：
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