唐恩輝胡朝仲

（1.隴川縣麻栗壩水庫管理局，云南德宏 678700；2.云南省保山市隆陽區(qū)水利電力勘測設(shè)計(jì)隊(duì)，云南保山 678000）

?

淺談麻栗壩水庫城子渡槽工程基礎(chǔ)處理措施及效果

唐恩輝1胡朝仲2

（1.隴川縣麻栗壩水庫管理局，云南德宏 678700；
2.云南省保山市隆陽區(qū)水利電力勘測設(shè)計(jì)隊(duì)，云南保山 678000）

【摘 要】麻栗壩水庫城子渡槽沿線大部分地段為淤泥質(zhì)軟土層，承載力低，壓縮變形大，基礎(chǔ)持力層埋藏較深，地下水位高，基坑開挖排水容易產(chǎn)生明顯的滲流破壞，導(dǎo)致地基承載力不能滿足設(shè)計(jì)要求。為解決基礎(chǔ)承載力問題，該工程采用鋼筋混凝土灌注樁對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行加固處理。本文主要介紹了麻栗壩水庫城子渡槽工程基礎(chǔ)地質(zhì)條件、跨河拱重力墩及排架承臺(tái)基礎(chǔ)處理措施和效果，可為類似地質(zhì)條件的工程提供參考。

【關(guān)鍵詞】城子渡槽；工程地質(zhì)；基礎(chǔ)處理；灌注樁

1　工程概況

城子渡槽工程位于東干渠首段，從西低干渠K7＋473處分水橫跨南宛河，地震設(shè)防烈度為Ⅶ度。渡槽全長2214.746m（其中跨河段長75m），設(shè)計(jì)底坡為1/1000，設(shè)計(jì)流量7.0m3/s，加大引用流量Q＝8.4m3/s，過水?dāng)嗝娉叽?.9m×2.4m。槽身采用“U”形預(yù)制鋼筋混凝土薄殼渡槽，總段數(shù)為190段，長度為5.23～12m不等，標(biāo)準(zhǔn)段長12m。

根據(jù)《灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50288—99）規(guī)定確定渠系建筑物等級(jí)為:西低干渠K7＋735.23以上段為3級(jí)；東干渠及西低干渠K7＋735.23以下干渠為4級(jí)，城子渡槽為4級(jí)建筑物。

2　工程地質(zhì)條件

城子渡槽基礎(chǔ)基本上為第四系沙卵礫石層和上第三系沙土層:沖洪積沙壤土結(jié)構(gòu)中密、高壓縮性、強(qiáng)度中偏低、透水性弱，易產(chǎn)生壓縮變形；淤泥質(zhì)黏土呈軟塑狀、高壓縮性、強(qiáng)度極低，易產(chǎn)生塑性變形破壞；沙壤土、粉細(xì)沙土結(jié)構(gòu)中密、中等壓縮性、強(qiáng)度中偏低、透水性弱，無液化；沙卵礫石結(jié)構(gòu)松散、中低壓縮性、強(qiáng)度較高、透水性強(qiáng)；中細(xì)沙結(jié)構(gòu)松散、中等壓縮性、強(qiáng)度中偏低，強(qiáng)透水性，無液化。沙土結(jié)構(gòu)緊密、中—低壓縮性、強(qiáng)度較高、透水性弱；沙質(zhì)黏土呈硬塑狀、中高壓縮性、強(qiáng)度偏低、弱—微透水。地基土存在不均勻沉陷，基礎(chǔ)多以沙土、沙質(zhì)黏土、粉質(zhì)黏土作持力層，基坑多處于地下水位下，渡槽工程基礎(chǔ)多坐落于地質(zhì)較不穩(wěn)定段和中等穩(wěn)定段。

3　工程設(shè)計(jì)及施工情況

3.1工程設(shè)計(jì)變更過程

城子渡槽工程初步設(shè)計(jì)槽身跨度均為10m，共221個(gè)槽身段，斷面型式為“U”形槽，采用C20鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，排架總數(shù)214座，采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。排架基礎(chǔ)大部分置于第三系含礫中細(xì)沙土上，少部分置于淤泥質(zhì)黏土上，對(duì)于淤泥質(zhì)黏土層承載力不能滿足設(shè)計(jì)要求的，采用碎石振沖樁進(jìn)行基礎(chǔ)加固處理，樁穿過淤泥質(zhì)黏土層深入到第三系含礫中細(xì)沙土中，樁長10m，每一排架基礎(chǔ)下設(shè)10根樁。

隨著技施設(shè)計(jì)階段的深入，對(duì)城子渡槽所處沿線地質(zhì)情況有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。在初步設(shè)計(jì)總體布置不變的情況下，技施設(shè)計(jì)階段對(duì)城子渡槽的部分結(jié)構(gòu)及布置型式做了局部調(diào)整，修改后渡槽的槽身跨度由10m變?yōu)?2m，槽段數(shù)量由221個(gè)減少到190個(gè)，為利于南宛河河床段行洪，由原來的7個(gè)排架渡槽改為三連拱型式，槽身同樣采用薄殼“U”形斷面型式，壁厚12cm。對(duì)于排架基礎(chǔ)兩種不同的地質(zhì)條件采用不同的工程措施，對(duì)N層含礫沙土地段采用C20鋼筋混凝土塊體基礎(chǔ)，對(duì)淤泥質(zhì)黏土地段采用混凝土灌注樁進(jìn)行處理。

城子渡槽工程在實(shí)施過程中，由于渡槽線路上的地質(zhì)條件與勘測設(shè)計(jì)資料有一定變化，在施工中暴露出了新的問題，需對(duì)技施設(shè)計(jì)再次修正，修正后槽身壁厚由12cm變到14cm，排架基礎(chǔ)全部改為在塊體基礎(chǔ)下用鉆孔鋼筋混凝土灌注樁進(jìn)行處理，每個(gè)排架底部設(shè)6根灌注樁。

3.2渡槽跨南宛河河床段施工

渡槽跨南宛河河床采用三連拱的型式，下端支承結(jié)構(gòu)采用無鉸拱，底部采用結(jié)構(gòu)較大的重力墩，墩頭為圓形拱，跨度L＝25m，共三跨四個(gè)重力墩。重力墩采用沉井法施工，沉井壁厚0.7m，高6.0m。沉井施工到設(shè)計(jì)開挖深度時(shí)基礎(chǔ)承載力未滿足設(shè)計(jì)要求，經(jīng)現(xiàn)場簡易勘探得知底部為松散的沙層或黏土且深度較深，根據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況，通過參建各方現(xiàn)場研究確定:采用φ50mm鋼管樁、間距400mm×400mm梅花形布置加固基礎(chǔ)，每一根樁承受的力不小于2t，鋼管樁的長度視實(shí)際打深情況確定，并保證有30cm露出與混凝土澆筑成一體，然后進(jìn)行沉井埋石混凝土的施工封堵。

3.3渡槽排架基礎(chǔ)施工

在進(jìn)行排架塊體基礎(chǔ)施工開挖時(shí)，因?qū)嶋H開挖地質(zhì)條件與初設(shè)勘查資料有一定變化，多數(shù)設(shè)計(jì)承臺(tái)位置存在一定厚度的軟弱地層，加之地下水相當(dāng)豐富，基坑邊坡浸水易滑塌，有的還出現(xiàn)流沙，地基承載力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。加之渡槽總長2214.746m，底坡為1/1000，對(duì)沉降要求較高，為確保渡槽工程的安全，避免發(fā)生不均勻沉降而影響渡槽的過水能力，邀請相關(guān)專家到工地現(xiàn)場踏勘進(jìn)行技術(shù)咨詢。后經(jīng)多方論證，渡槽排架基礎(chǔ)全部采用在塊體基礎(chǔ)下用φ60cm鉆孔鋼筋混凝土灌注樁進(jìn)行施工，每個(gè)基礎(chǔ)布置6根樁，同時(shí)抬高排架基礎(chǔ)的建基面，減少開挖工程量。渡槽鋼筋混凝土灌注樁于2009年3月全部施工結(jié)束。

4　基礎(chǔ)工程施工處理效果

4.1跨河拱重力墩

跨河拱重力墩完工后，對(duì)跨河拱重力墩進(jìn)行一個(gè)月的預(yù)壓沉降觀測，通過預(yù)壓沉降觀測，發(fā)現(xiàn)沉降觀測值略大于設(shè)計(jì)值，按沉降觀測值復(fù)核計(jì)算后，拱端應(yīng)力略比原設(shè)計(jì)值大，為增加安全度，防止沉降帶來的不利影響，在兩邊墩后增加混凝土墩用于抵抗拱座變形。

4.2排架基礎(chǔ)灌注樁

排架基礎(chǔ)混凝土灌注樁工程完工后，根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50007—2002）、《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ 94—94）、《基樁低應(yīng)變動(dòng)力檢測規(guī)程》（JGJ/T 93—95）、《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》（JGJ 106—2003）以及設(shè)計(jì)單位下發(fā)的城子渡槽施工技術(shù)要求和灌注樁測試技術(shù)要求，進(jìn)行混凝土灌注樁單樁完整性檢測和單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)。

4.2.1單樁完整性檢測

采用低應(yīng)變法檢測樁身混凝土完整性，判斷樁身缺陷的程度及位置。該工程的檢測儀器設(shè)備為FDP204PDA動(dòng)測儀及傳感器等相配套的設(shè)備和工具，檢測前對(duì)所用設(shè)備進(jìn)行調(diào)試和檢查，確保設(shè)備運(yùn)行正常和所采集的圖形、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。樁身完整性判定分為四類:

a.Ⅰ類樁:完好樁，樁體均勻完整，混凝土密實(shí)。

b.Ⅱ類樁:基本完好樁，樁體基本完整，有輕微缺陷。

c.Ⅲ類樁:樁體有明顯缺陷，一般不進(jìn)行處理可使用。

d.Ⅳ類樁:樁體有嚴(yán)重缺陷，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，不經(jīng)處理不能使用。

根據(jù)有關(guān)規(guī)程規(guī)范，單樁完整性檢測抽檢數(shù)量不應(yīng)少于總樁數(shù)的20%。該工程共選擇199根樁進(jìn)行低應(yīng)變檢測，檢測結(jié)果為:199根樁均達(dá)到設(shè)計(jì)及規(guī)程規(guī)范要求，其中Ⅰ類樁106根，占53%；Ⅱ類樁93根，占47%；無Ⅲ類、Ⅳ類樁。

4.2.2單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)

通過單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)判定單樁豎向抗壓承載力是否滿足設(shè)計(jì)要求。單樁靜載荷試驗(yàn)必須在低應(yīng)變反射波法檢測樁身混凝土完整性、判斷樁身缺陷的程度及位置完成后進(jìn)行。該工程單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)配備的設(shè)備由100t油壓千斤頂、試驗(yàn)用各型號(hào)工字鋼梁、量程為60MPa的壓力表、精度為0.01mm的百分表及試驗(yàn)用沙袋等組成。試驗(yàn)前對(duì)所用設(shè)備進(jìn)行調(diào)試和檢查，確保設(shè)備運(yùn)行正常和所測得的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。

通過對(duì)試驗(yàn)觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，然后繪制各測試樁荷載-沉降（Q-s）曲線、沉降-荷載對(duì)數(shù)（s-1g Q）曲線、沉降-時(shí)間對(duì)數(shù)（s-1g t）曲線及其他輔助分析所需曲線，最后根據(jù)規(guī)范規(guī)定得出各測試樁的單樁豎向抗壓承載力實(shí)測值。

根據(jù)有關(guān)規(guī)程規(guī)范規(guī)定，單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)抽檢數(shù)量不應(yīng)少于總樁數(shù)的1%，且不少于3根。該工程共選擇10根樁進(jìn)行單樁豎向靜載試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果為:10根樁的單樁豎向抗壓承載力均大于360kN（設(shè)計(jì)要求每根樁的承載力需達(dá)到360kN），極限承載力均大于720kN，相應(yīng)沉降量分別為6.88mm、6.90mm、4.56mm、6.23mm、3.83mm、6.52mm、4.82mm、8.56mm、7.72mm和8.48mm，滿足設(shè)計(jì)要求。

5　結(jié) 語

麻栗壩水庫城子渡槽沿線大部分地段為淤泥質(zhì)軟土層，承載力低，壓縮變形大，基礎(chǔ)持力層埋藏較深，地下水位高，基坑開挖排水容易產(chǎn)生明顯的滲流破壞，導(dǎo)致地基承載力不能滿足設(shè)計(jì)要求。該工程嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)及規(guī)程規(guī)范要求進(jìn)行施工，工程完工后經(jīng)過嚴(yán)格的檢查。經(jīng)對(duì)165個(gè)承臺(tái)基礎(chǔ)灌注樁處理并檢測，灌注樁施工質(zhì)量良好，檢測試驗(yàn)結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求。此次采用無損檢測試驗(yàn)方法對(duì)灌注樁施工質(zhì)量進(jìn)行的檢測試驗(yàn)，具有現(xiàn)場操作簡單易行、試驗(yàn)成果可靠、節(jié)約投資的特點(diǎn)。城子渡槽工程基礎(chǔ)處理灌注樁施工取得的成功經(jīng)驗(yàn)對(duì)類似地質(zhì)條件的工程有一定的參考價(jià)值。■

參考文獻(xiàn)

［1］ GB 50007—2002建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［2］ JGJ94—94建筑樁基技術(shù)規(guī)范［S］.

［3］ JGJ/T 93—95基樁低應(yīng)變動(dòng)力檢測規(guī)程［S］.

［4］ JGJ 106—2003建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范［S］.

DO l:1O.16616/j.cnki.11-4446/TV.2O16.O2.OO1

On foundation treatmentmeasures and effects of Maliba Reservoir Chengzi Aqueduct Project

TANG Enhui1，HU Chaozhong2
（1.Longchuan County Maliba Reservoir Administration，Dehong 678700，China；
2.Yunnan Baoshan Longyang DistrictWater Conservancy Electric Power Survey and Design Team，Baoshan 678000，China）

Abstract：Most sections a1ong Ma1iba Reservoir Chengzi Aqueduct be1ong to si1t soft soi11ayer，which is characterized by 1ow bearing capacity，high compression deformation，deeper buried depth of foundation bearing 1ayer and high underground water 1eve1.Drainage of foundation pit excavation can easi1y produce obvious seepage damage，and therefore foundation bearing capacity cannotmeet the design requirements.Reinforced concrete cast-in-p1ace pi1e is adopted in the project for foundation reinforcement treatment in order to so1ve the prob1em of foundation bearing capacity.In the paper，foundation geo1ogica1conditions，arch gravity pier across a river as we11 as bent cap foundation treatment measures and effects in Ma1iba Reservoir Chengzi Aqueduct Project are main1y introduced，thereby providing reference for projects with simi1ar geo1ogica1conditions.

Key words：Chengziaqueduct；engineering geo1ogy；foundation treatment；cast-in-p1ace pi1es

中圖分類號(hào)：TV223

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號(hào)：1005-4774（2016）02-0001-03