复合基础在七沙水闸工程地基处理中应用

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1、复合基础在七沙水闸工程地基处理中应用　　摘要：阐述了广州市番禺区七沙水闸工程基本情况、地基处理设计方案采用水泥搅拌桩和预制钢筋混凝土管桩相结合的方法，即满足了刚性混凝土桩基础的承载力要求，因水泥搅拌桩柔性复合地基具有变形和协调性较好的的特点，又解决了软土地基存在水闸底板脱空和渗流等问题。本工程桩基础处理的成功案例，可为中小型水利枢纽具有河道宽、持力层埋深大、软土和淤泥层较厚的类似工程条件采用的基础处理方法提供参考。关键词：水利、水闸、软土、地基处理、监测中图分类号：TV文献标识码：A文章编号：1基本情况该工程位于广州市番禺区化龙镇七沙涌出口，是砺江河流域综

2、合治理的骨干工程之一。建设内容包括新建水闸和管理房等。工程建成后可以提高流域整体防洪（潮）标准、优化流域防洪（潮）排涝总体布局、改善河涌水环境和调控景观水位，满足城市现代化和建设生态城市的高标准要求。2设计标准和规模6设计防洪（潮）标准为200年一遇，设计排涝标准为20年一遇24小时暴雨遭遇外江多年平均最高潮位不成灾。七沙水闸为III等工程，规模为中型。水闸工程主要包括闸室段、两岸建筑物、上下游连接段及管理楼等。闸室段共8孔，采用为二孔一联，单孔净宽10m，总净宽80m，闸室段总宽95.2m。闸室底板总长24m，厚1.3m，底板顶高程-3.50m。工程管理

3、楼布置在水闸左侧岸边。总平面布置图如图1所示。图1：总平面布置图3水闸地基处理设计3.1地质结构闸基地质结构主要由第四系全新统海陆交互相的淤泥、粉细砂、中粗砂、淤泥质粉质粘土、底部的砂砾石层以及下第三系莘庄村组的砂砾岩、砂岩组成（见图3.1）。地质结构自上而下为：⑴第四系全新统灰黄色粉质粘土：为区内广泛分布的硬壳层，厚度一般1m左右，主要分布左岸，堤内地表有出露；⑵第四系全新统深灰色淤泥：淤积于河床底部及左岸的灰黄色粉质粘土和右岸的吹填砂层之下，厚度4.8～12.4m，底板高程-6.8～12.1m；⑶第四系全新统青灰色粉细砂：连续分布于深灰色淤泥之下，厚度

4、0.8～4.50m，至右岸尖灭，底板平缓延展，高程-11.2～-12.3m；6⑷第四系全新统深灰色淤泥质粉质粘土：分布于粉细砂之下，厚度13.2～15.3m，底板高程稍起伏：-25.2～-27.5m；⑸第四系全新统砂砾石层：稳定分布于基岩顶部，厚度3.4～10.1m，底板高程-29.2～-37.0m；⑹下第三系莘庄村组的砂砾岩、砂岩（强风化）：顶板稍起伏，主要分布在左岸堤防至堤外段、右岸堤脚内20m以外；⑺下第三系莘庄村组的砂砾岩、砂岩（弱风化）：顶板稍起伏，在两岸堤线之间揭露的基岩为弱风化岩体直接与砂砾层接触。图2闸址区地质结构图1.人工堆积;2.第四系

5、全新统海陆交互相沉积层;3.下第三系莘庄村组;4.人工填土;5粉质粘土;6.淤泥;7.粉细砂;8.中粗砂;9.淤泥质粉质粘土;10.砂砾石;11.砂岩;12.砂砾岩;13强风化岩体;13.弱风化岩体；3.2地质评价根据地质情况，闸址区淤泥分布广泛，厚度大（下部淤泥和淤泥质土最大厚度25.4m），不能直接作为水闸的基础，持力层埋深大，基础处理难度较大；河道较宽，水深较大，不便于施工；施工围堰置于淤泥上，可能出现沉降变形、抗滑稳定问题；闸址区工程地质条件差，因此，需进行地基处理。3.3地基处理设计63.3.1处理方案比选由于该工程闸址基础淤泥层厚，性状较差，若

6、采用灌注桩处理，一方面成孔困难，另一方面工期长、造价高，因此不适于本工程。预制桩具有施工设备简便、灵活，施工速度快、施工受地下水影响较小等优点，但存在施工中可能存在挤土效应等不足。搅拌桩形成的复合地基方案较大限度的利用了原土，保证底板和土体接触，对地基沉降差的调节性较好，振动小，无噪音和无污染等优点，但其缺点也较为突出：搅拌桩完成后需较长时间待凝，等达到一定强度后才能进行上部结构的施工，施工周期较长，搅拌桩复合地基物理力学性质受外界因素影响较大，在含水量较大的淤泥的力学性能改善幅度较小，对施工质量要求较高。通过比选，该工程采用中粗砂置换面层淤泥，以及水泥搅

7、拌桩和预制管桩组合法的基础处理方法。3.3.2基础布置设计6本工程基础处理方案：①在水闸闸室和导流墙等重要部位采用预制混凝土桩－水泥土搅拌桩组合法加固，即由预制桩、水泥土搅拌桩及桩间土组成复合地基。采用搅拌桩对基地面以下浅层基础进行处理，提高其密实性以发挥承台底面及侧面的抗力作用，减小深厚淤泥施工对管桩的不利影响；采用管桩承担全部竖向力，桩端深入深层砂砾层中，以减小地基沉降量；桩顶设2m厚中粗砂褥垫层，以调整复合地基的桩土荷载分配，同时也创造良好的施工条件。为防止砂层受震后液化并加强地基抗渗性能，在闸室四周布置水泥搅拌桩，形成防渗帷幕进行封闭处理；②在上下

8、游堤段等部位采用搅拌桩加固；③为减小基础不均匀沉降，对闸基础以下2