潘启雄
中国水利水电第八工程局有限公司 湖南省长沙市 10000
摘要：针对某地区的水闸基础为软基且表现出较差的地基土性质的问题，如果采取传统的方法来对地基承载力和沉降问题进行处理，就需要对桩基直径、长度以及间距来进行调整，而且要对复合桩基的刚度进行调节，不仅操作难度大而且投资也较大。因此本文针对此工程概况，提出了一种真空堆载联合预压法来进行水闸软基处理的方法，不仅对此方法的施工平面布置进行介绍，而且也分析了此方法应用之后的效果，也提出了此方法应用之后的改进策略，以供参考。
关键词：真空堆载联合预压法；水闸软基处理；应用
1引言
以某地区中的软基水闸为例，其地基属于软弱地基，不仅具有较高的含水率，而且还存在较大的压缩变形，以及较差的物理力学指标。针对此问题就需要对其进行桩基处理，对此地基中的竖向力和水平力来进行分担。但是在经过上述桩基处理之后，出现较大的海堤沉降问题，而且在此沉降问题下也导致出现了海堤和水闸等交叉建筑物的差异沉降问题。而上述问题则容易导致出现水闸渗水以及漏水，甚至是安全事故的发生。针对传统的对桩基进行改变以及对复合地基进行调节等方式具有较大投资且治理效果不明显的问题，文章提出了采用真空堆载联合预压法来进行水闸软基处理的策略。
2工程概况
以深圳沿海地区的软基水闸为例，其当时的设计防洪标准为200年一遇，闸外海侧的设计高潮位5.23m，大潮平均高潮位3.34m，闸内常水位2.5m。此水闸的闸室采用的是箱涵式的设计建造方式，而且建造位置在堤顶的外侧。此闸室与水流方向垂直方向的宽度为54.8m，而顺水流方向的长度为10m，孔口的宽度为42m，排涝流量为498m3/s，闸底槛高程为-2m。检修门门库以及防汛值班室等分别设置在闸室两侧，而且基础主要采用C30钢筋混凝土空箱基础，长度和宽度分别为14m和10m。在闸涵的上游位置进行了宽度为20m的箱涵交通桥的设置来便于交通，而且水闸的上下有翼墙都是采用钢筋混凝土空箱式的方式进行建造的。
3水闸真空堆载联合预压法软基处理技术的应用及效果分析
在此工程中，为了对水闸打桩之后与两侧海堤之间的沉降位移进行减少，而且对地基土性质进行改善以及对桩基进行优化，采用真空堆载联合预压法对闸室范围以及前后左右进行处理。此种方法就是将真空预压法与堆载预压法进行结合的方法，在进行前一种方法的应用时会在真空预压荷载的作用下而对土体进行加固，且对其施加侧向收缩变形力。而在后一种方法应用中，在堆载的作用下会对土体进行加固并产生侧向挤出变形力。这样就可以将上述两种变形进行抵消，加快地基处理的预压速度，确保在此过程中不会出现地基的变形失稳问题。
3.1水闸真空堆载联合预压的布置
在本工程中为了对真空堆载联合预压法进行应用之后的效果进行对比，将本工程中水闸基础分为了三个区域，分别为真空-低压堆载区域（A区），不处理区（B区），以及真空-高压堆载区（C区）。具体的堆载厚度以及处理范围如图3.1所示。
图3.1 真空堆载联合预压处理平面布置图
3.2水闸真空堆载联合预压的效果
一是可以使得沉降提前发生而降低工后沉降问题。在对上述区域采取持续大概3个月的真空堆载联合预压之后，其中的真空-低压堆载区域的地表出现了1326mm的平均沉降量，而且固结度也达到了80%。而其中的不处理区的沉降量则为204mm，真空-高压堆载区的沉降量为1627mm，固结度也超过了77%。表现出良好的地基固结效果和预压沉降效果，对此软土地基中的大部分主固结沉降和次固结沉降进行消除。
二是对地基土质进行改善。针对其中的真空-低压堆载区域来说，采取了此预压方法之后，针对土层的物理力学指标来说，主要表现出地基土层的含水率、孔隙比、压缩系数等指标都变小而实现对地基土起到排水固结的作用。而且还表现出剪切强度指标增大以及固结C值提高的效果，还有灌注桩的极限阻力标准值提高、土质显著改善、压缩性下降、强度增加等效果，从其物理力学性质上进行判断，经过上述方法之后可以将原有的淤泥土质改变为淤泥质黏土。此外针对上述不同区块进行浅层平板荷载试验的成果分析可知，经过此方法处理之后区块的地基土承载力都有了显著提高，在70kPa以上并满足设计要求，但是没有经过此方法处理的区块的地基土承载力仅有23.3kPa，证明此方法可以实现地基土层承载力的显著提高。
三是灌注桩承载力的提高。经过真空堆载联合预压法处理之后，不仅实现了地基土灌注桩极限侧阻力的提高，而且其承载力也有所增加。主要表现在目前所采用的长度为20.8m、直径为1m的灌注桩可以发挥原有的长度为27m灌注桩的作用。
四是实现了投资的减少。正是由于可以缩短灌注桩的长度，而且取消了堤闸衔接段进行水泥搅拌桩的打设，因此减少了桩基与水泥搅拌桩的投资。在此工程中采用真空堆载联合预压法之后与传统的水泥搅拌桩方法进行投资方面的对比可知，由于常规方法需要消耗钢筋混凝土灌注桩投资2076万元，以及水泥搅拌桩239万元，而后者则主需要钢筋混凝土灌注桩1796万元以及真空堆载联合预压费用434万元，因此节省了投资大约85万元。
4施工中遇到的问题及解决方法
在本次工程中采用了真空堆载联合预压法对水闸软基进行处理之后，其中的浅层2-1、2-2以及2-3层的地基土指标表现出显著的改善，但是其中的深层3-1层却没有表现出显著的改变。分析此问题的原因，可能是由于四周的双排水泥搅拌桩没有对砂层进行完全截断的问题以及没有起到完好密封闭气的作用，这就导致在进行真空预压的过程中出现了漏气的问题而影响了此预压方法的效果。因此针对此问题和原因，在进行真空堆载联合预压法的应用中，如果出现砂层的贯通问题，则需要对砂层密封闭气进行截断而且还要做好密封沟的工作，在施工中对真空度进行实时监测来避免出现漏气的问题。
5结语
在本文中所介绍的工程中，水闸地基为软基，在进行桩基处理时出现了较大的海堤沉降问题，因此，本文针对传统桩基处理方法所存在的问题，提出了采用真空堆载联合预压法进行处理的方案。经过本工程中进行此方法的平面布置以及应用，从改善沉降问题、改善地基土质、增大灌注桩承载力以及节省投资方面表现出良好的优势。而且还针对桩基处理之后出现的深层地基土指标改善不明显的问题，提出了对此方法的改进方案。为同类工程施工提供一定的借鉴经验。
参考文献：
[1] 李宣统, 黄晓东. 真空-堆载联合预压法在软土加固施工中的应用[J]. 居业, 2016(6):105-106.
[2] 张京成. 真空堆载联合预压法处理软土地基在越南沿海电厂项目中的应用[J]. 工程建设与设计, 2016(11).
论文作者:潘启雄
论文发表刊物:《科技新时代》2019年2期
论文发表时间:2019/4/10
标签：预压论文; 水闸论文; 真空论文; 地基论文; 桩基论文; 方法论文; 承载力论文; 《科技新时代》2019年2期论文;