关于胜丰涵闸基础地质变化采取措施的简要分析
中图分类号：TV223 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）04（b）-0062-01
1 工程设计概况
胜丰涵闸由与内河连接段、闸室段、穿堤箱涵段及与外江连接段组成。闸室段长7.00m，共3孔，单孔孔口尺寸4.00m×4.00m，闸底板厚1.20m，底板顶面高程1.50m，边墩厚1.20m，中墩厚1.50m。胸墙布置在工作闸门前（内河侧）。闸门采用平面定轮钢闸门，检修平台高程7.37m，启闭平台高程13.37m。闸室采用C25F50钢筋砼结构。与内河连接段由C25F50钢筋砼箱涵、C25F50钢筋砼挡墙及厚35cm的生态网垫组成。与外江连接段由厚100cm的两层大块石水平防冲平台组成，高程为1.50m。设计平台控制高程以下根据需要采用抛石填筑，抛石迎水坡坡比为1：4。
2 工程地质情况及存在问题
经地质勘探和施工实际开挖，涵闸基础主要以含泥粉细砂为主，上部表层淤泥、淤泥质土，砂砾卵石薄层，长期水流作用，沉积环境较为复杂，工程地质条件较差，深部Ⅳ1层粉细砂和Ⅳ2砂砾卵石地层稳定，含泥粉细砂是闸基稳定和抗冲稳定的控制性土层，易被冲刷淘刷，分布范围和位置较为复杂。为保证涵闸的稳定，采用适当的方法进行地基处理和防渗处理。
3 闸基础处理方案选择
3.1 地基处理方法――换填法
目前常用的软土地基处理方式有：置换、吹砂或碎石垫层加速排水、排水固结法、真空预压法、爆破挤淤法、桩基处理法、深层搅拌法以及振冲挤密法等。综合比较上述处理方法的优缺点，根据工程范围内的地形地质条件和自然地理条件，换填法、桩基处理法及深层搅拌法在本工程宜采用，三种软土地基处理方法优缺点见表1。
综合以上分析，涵闸基础地形开阔，方便开挖，换填法是地基处理方法中最为简单易行的处理方法，主要用于处理地基表层存在着厚度不大且易于挖除的不良土层，而下卧土层则较好。该方法就是将表层不良地基土挖除，然后回填有较好压密特性的土进行压实或夯实，形成良好的持力层，从而改变地基的承载力特性，提高抗变形和稳定能力。
通过挖除闸基长期水流作用和沉积而成的表层淤泥、淤泥质土，按《水闸设计规范》（SL265-2001），粉细砂层基底应力满足地基承载力要求。清理并平整施工场地后，土基高程为-2.5m，水闸底板底高程为0.3m，考虑现场地表承压水排出，粉质粘土回填夯实最优含水率难以控制，容易产生弹簧土，又考虑防渗要求，现场采用掺8%水泥的砂砾石回填压实。按规范闸室基底应力计算公式，在两种工况下胜丰涵闸应力比及抗滑稳定安全系数满足规范要求，基底应力也满足地基承载力要求。
3.2 地基渗透稳定分析――高压喷射混凝土防渗墙
涵闸开挖后经业主、设计、监理和施工四方联合验收，设计地质工程师确认闸基地质为含泥粉细砂，根据《水闸设计规范》（SL265-2001），闸室渗透稳定计算公式：L=C*△H
式中：L―闸基防渗长度，即闸基轮廓线防渗部分水平段和垂直段的总和（m）；
△H―上、下游水位差（m）；C―允许渗径系数值。
计算控制工况为：外江为设计洪水位6.80m+内河设计底水位1.50m；
最高水头差为4.93m，取C=5，经计算，闸基允许防渗长度为24.65m，闸基水平防渗由上游箱涵段、闸室底板以及下游箱涵段组成，实际布置底板长度7.00m，加上上游箱涵段长度5.00m及下游箱涵段长度4.00m，设计防渗长度为16.00m，不能满足防渗要求。
按规范当闸基为粉土、粉细砂、轻砂壤土或轻粉质砂壤土时，闸室上游宜采用铺盖和垂直防渗体（钢筋混凝土板桩、水泥砂浆帷幕、高压喷射灌浆帷幕、混凝土防渗墙、土工膜垂直防渗结构等）相结合的布置形式。垂直防渗体宜布置在闸室底板的上游端。在地震区粉细砂地基上，闸室底板下布置的垂直防渗体构成四周封闭的形式。粉土、粉细砂、轻砂壤土或轻粉质砂壤土地基除应保证渗流平均坡降和出逸坡降小于允许值外，在渗流出口处（包括两岸侧向渗流的出口处）必须设置级配良好的滤层。
综合上述情况，本涵闸防渗决定变更采用闸室上下游宜采用400g/m2的无妨土工布理砌大块石铺盖和高压喷射混凝土防渗墙相结合的布置形式。高压喷射混凝土防渗墙底高程-10m，上接水闸底板，垂直长度10.3m，渗流长度28m，闸基允许防渗长度为24.65m，满足防渗要求。
4 结语
在涵闸基础施工过程中，发现闸基因长期水流冲刷作用，沉积淤泥、淤泥质土等复杂环境影响，闸基控制性土层以含泥粉细砂为主，过程地质条件较差，经科学的技术比较，采用掺8%水泥的砂砾石回填压实软土地基的换填法和高压喷射混凝土防渗墙相结合闸基础处理方案，满足规范要求的应力比、抗滑稳定安全系数及地基承载力要求，也满足防渗要求。经施工建设，涵闸满足设计要求，有效发挥以防洪为主，结合排涝的建设任务，保障社会经济持续稳定发展。
