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简述水闸地基处理技术

摘要：水闸是一种既能挡水,又能泄水的低水头水工建筑物,它依靠可以升降
的闸门来控制水位,调节流量,在防洪、灌溉、排水、航运、发电等水利工程中得
到十分广泛的应用。水闸一般可分为节制闸、进水闸、分水闸、排水闸、冲砂闸,
不同的水闸其功能不同,在很多情况下,为满足水利工程的需要,多种类型的水闸
可以一起应用于同一水利枢纽工程中。本文结合工作经验，浅谈一下水闸地基处
理的换土(砂)地基和振冲地基施工方法。

关键词：水闸地基处理施工

1地基处理概述

水闸地基处理的方法很多,它们主要用于以下三个方面:(1)增加地基的承载
能力,保证建筑物的稳定;(2)消除或减少地基的有害沉降;(3)防止地基渗透变形。
国外对于水闸地基处理的方法也很多,使用较多的主要有以下几种:置换法、排水
固结法、灌入固化物法、振密或挤密法、加筋法和桩基法等。置换法根据置换材
可分为换土(砂)垫层法、挤淤置换法、强夯置换法、振冲法、砂石桩法、石灰桩
法等;排水固结法主要有加载预压法、超载预压法和真空预压法等;灌入固化物法
主要有深层搅拌法、旋喷桩法和水泥粉煤灰碎石桩法(CFG桩法);振密或挤密法
主要有强夯法、挤密砂石桩法和夯实水泥土桩法;加筋法主要有低强度混凝土桩
复合地基法和钢筋混凝士桩复合地基法;桩基法主要有木桩法、预制管桩法、钻
孔桩法。目前国内在增加水闸地基承载能力和减少地基有害沉降的处理方法方面
最常用的是垫层法、砂井预压法、灌浆法和桩基法,加载预压法、超载预压法和
真空预压法因所需工作面广和预压时间长,目前使用较少,强夯置换法、振动水冲
法因实践经验比较少,现正处在探索过程中。水闸地基处理方法很多,但每种方法
都有一定的适用条件和局限性,不存在一个万能的解决方案这里主要介绍水闸地
基处理的换土(砂)垫层法地基和振冲法地基施工方法。

2换土(砂)地基处理方法

关于垫层材料的选用，应遵循就地取材，节约经费的原则，并要考虑施工方
便，技术可靠。级配良好的中砂和粗砂，较易振动密实。某腰闸地基换填厚3.9m
中砂，用水撼法振密，相对密度达0.8~0.9，最大干密度达1.85g/cm3以上，密实
度满足设计要求。级配良好的砾质砂也可使用。但对可能是管涌土类，必须验算
闸基出口段抗渗稳定性。至于粉，细砂和砂壤土类，不均匀系数多在1~3之间，
遭受振动荷载作用时，易产生”液化”现象，不宜采用。

对于砂料的含泥量，一般规范都规定不大于3%。考虑砂垫层砂料的选用关
键是紧密度能否满足要求，故含泥量可放宽到5%。

粘性土类以中壤土类为适宜，这类土易于打碎，施工含水量易控制也易夯实。
粘粒含量较大的重粉质壤土和粘土，打碎较困难，施工含水量也难控制，不宜作

为换土的土料。含砾粘性土是较好的垫层材料，其中含有较多的砂粒和小砾石，
有利于土块的破碎和疏干。

粘性土垫层施工含水量的控制是保证施工质量的关键，应严格掌握。设计的
控制干密度是由室内击实试验得到的最大干密度乘以压实度而得出的。如图（1）
所表明的击实曲线，最大干密度为1.65g/cm3，取压实度为96%，则控制干密度
为1.58g/cm3。控制干密度的坐标线与击实曲线相交于a，b点，a点的横坐标即
为施工含水量的下限值，b点的横坐标为上限值；ab区间即施工控制含水量的范
围。若土料的含水量不在该区间内，则密实度是很难达到预期效果的。

为了避免坑底基土受到扰动，预留适当厚度的保护层是一般常用的方法，对
于含水量过大的淤泥类土，在开挖到设计高程后，可铺垫一层土工织物，一方面
起保护基坑底面，解决在淤泥土上操作困难的问题；另一方面可起到铺垫作用，
承受一部分拉应力，从而增强稳定性和减小沉降量。

垫层直接作为水闸基础的持力层，在设计计算中是作为基础的一部分考虑
的，因此填筑时，每层厚度应符合规定，否则层底部密实度达不到设计要求。由
于土的性质和施工机械不同，铺土厚度也不同，应根据试验确定。

垫层铺垫时，应尽可能一层铺毕压实后再铺上一层，不要形成”界沟”或接头。
若回填面积过大，必须分段施工，则应将每层接头错开，不要形成自上到下的通
缝，造成薄弱环节。

3振冲地基处理方法

振冲法加固砂土或砂壤土地基，能同时起到增密，排水减压和预振效应等
三方面的作用，对提高地基土壤抗液化能力和承载力的效果是明显的。

目前对振冲法加固软弱粘性土地基的有效性认识尚不一致，较多的意见认
为：用振冲法加固粘性土地基主要是振冲置换土和制桩挤实作用，形成桩土复合
地基。因此，用碎石桩振冲置换软基时，地基土的不排水抗剪强度应大于
16~20KPa。这是由于位于软土的碎石桩，如果软土强度太低，则桩四周的侧压
力太低，并不能提高地基的承载力，因此对软弱粘性土地基必须经论证才可采用
振冲法加固。

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