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蓟运河防潮闸基础加固处理设计与施工(郭晓利 李淑红 王凤芝)

栏目:农林鱼水论文发布:2010-03-12浏览:2240下载213次收藏
 



摘要:蓟运河防潮闸基础为软基桩基,其基础加固处理为地下隐蔽工程,设计与施工难度大。在设计与施工过程中,采用了合理的设计原理和先进的施工方法,较好地解决了闸基渗漏和闸室稳定问题。这为软基桩基础的加固处理提供了很好的借鉴。

关键词:高喷灌浆;接触灌浆;灌注桩;闸基加固;设计;施工

中图分类号:tv66 文献标识码:c 文章编号:1004—7328(2007)04—0062—03

1 工程概况

蓟运河防潮闸位于天津市塘沽区北塘镇蓟运河与永定新河交汇处,始建于1973年,是一座排沥、泄洪、挡潮、蓄淡并提供两岸工农业用水具有综合效益的大中型水闸。

防潮闸为14孔,其中过流孔12孔,设计流量1 200m 3/s,相应闸上水位2.14 m、闸下水位1.91 m。防潮闸为开敞式闸,分离式闸底板,灌注桩基础。闸室与两岸呈阶梯式衔接,中部8个深孔底板高程-6.0 m,两侧2、11号边孔底板高程-4.0 m;1、12号外边孔底板为倾斜式,坡顶高程-2.0 m,最外侧边墩孔设有渔道。渔道与边墩间底板为1:4斜坡。闸室每孔净宽8.0 m,闸墩厚1.3 m,墩中心距9.3 m,总宽128.9 m。长17.0 m。闸室底板由墩底板和中底板组成,墩底板兼桩基平台,中部3~12号孔中墩底板宽4.5 m,厚1.2 m,布置两排共12根 ф85 cm灌注桩,桩长15 m,桩底板高程-22.2 m。其余墩底板宽度、厚度、灌注桩的数量略有变化。各孔中底板厚度均为0.8 m。但边孔、外边孔闸门底槛部位局部加厚。

2 工程地质

根据建闸和1985年在闸址处的2次地质勘探结果表明,闸基为近代浅海沉积层,土质松软,多呈饱和状态。按地质岩性可分为3层:第一层(+2.4~6.5m),为黑灰色淤泥质粘土,含云母及有机质,有粘土及轻亚粘土互层,土质松软,呈流动状,渗透系数k=3.78×10-4~6×10-8cm/s;第二层(-6.5~-27 m)为水闸持力层,该层自上而下又分为轻亚粘土、亚粘土和重亚粘土3小层,其性状自流塑、软塑、硬塑,渗透系数k=9.7×10-4~4.7×10-8cm/s;第三层(-27.0 m 以下)为黄褐色亚砂土。

3 基础存在的主要问题

防潮闸地处海滨,长期受海洋环境侵蚀,加之1976年唐山地震影响,闸室基础受到不同程度破坏。根据1997年2月水利部天津水利水电勘测设计研究院所做的质量检查,防潮闸存在着亟待解决的隐患,大致有以下3个问题。

3.1 闸室底板脱空

闸底高程测量反映出闸底板分别比防渗板和消力池底板少下沉4.6 cm 和6.5cm,皆因桩基支撑所致,由此证明脱空是普遍性的。从探孔的吸水(边孔)和涌水(中孔)表明,灌浆后底板与地基土间仍有不同程度的间隙,除两端渔道孔测点吸水量较小外,其余3~9号闸孔的钻孔平均涌水量达320 mi/min,个别探孔涌水量达900~1 090 mi/min,存在涌水通道。

3.2 灌注桩桩身混凝土质量差,桩端与闸底板联接薄弱

通过14根桩检查发现,大部分桩身混凝土质地松散、破碎,混凝土强度低,并有断桩。依其透水性判断,桩身质量完好的仅2根,占检测数的14%。大部分桩端混凝土由细砂、卵石、砂浆碎块组成,且钻透底板后大多数钻孔出现不同程度的涌水现象,其桩端与底板结合良好的仅有4根,占28%。

3.3 原防渗墙体与底板间存在脱空间隙

通过检测发现,1986年对闸室中段进行处理后的高喷防渗墙墙体薄,孔位偏差大,部分计划检查的部位未能采集到墙体芯样,墙体材料显著的不均一性,难以排除定喷墙为非连续墙;定喷墙芯样表明,大部分底板以下、芯样上端都有1~5 cm水泥灌浆固结物。说明灌浆前定喷墙与底板间存在脱空间隙;墙体芯样松软、干容重小、孔隙大、抗压强度仅o.8mpa,且渗透系数部分仅1o~5 em/s,与基土相当,上述情况均说明定喷墙形同虚设。

闸室基础存在的3个主要问题威胁着水闸的渗流稳定和整体稳定性,亟待处理。否则,地基的接触冲刷破坏将不断加剧,灌注桩的承载能力持续降低,严重威胁工程的安全运用。

4 基础加固工程设计

根据闸室基础存在的问题,加固工程设计分别采取了接触灌浆、灌注桩围封加固和上、下游高喷防渗墙。

4.1 闸室底板脱空处理

闸室底板脱空采用接触灌浆处理。接触灌浆在每孔中底板自上游至下游布孔4排8个

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