【摘 要】本文結合筆者工作經驗實踐，系統的對水閘地基處理方法進行了分析探討，可供參考。

【關鍵詞】水閘；地基處理；施工工藝
　　1、前言
　　隨著建閘技術的提高和建筑材料新品種的出現，水閘建設也日益增多。我國1949年后大規(guī)?，F代化水閘的建設，在中國普遍興起，并積累了豐富的經驗。水閘是一種既能擋水，又能泄水的低水頭水工建筑物，它依靠可以升降的閘門來控制水位，調節(jié)流量，在防洪、灌溉、排水、航運、發(fā)電等水利工程中得到十分廣泛的應用。水閘一般可分為節(jié)制閘、進水閘、分水閘、排水閘、沖砂閘，不同的水閘其功能不同，在很多情況下，為滿足水利工程的需要，多種類型的水閘可以一起應用于同一水利樞紐工程中。
　　2、水閘工程地基處理的重要性
　　水閘是一種控制水位和調節(jié)流量的低水頭水工建筑物，具有擋水和泄（或引）水雙重作用，在防洪、灌溉、排灌及發(fā)電等水利事業(yè)中應用十分廣泛。水閘的工作條件與巖基上的溢流重力壩相似，但是水頭相對較低，地基又多為土基，因而與溢流重力壩又有許多不同之處。
　　水閘在關閘擋水時，水閘承受較大的水平壓力，而土基的摩阻力較小，有可能發(fā)生滑動。同時，上下游水位差引起的閘基滲流，會對水閘底板產生向上的滲透壓力，對水閘穩(wěn)定不利。土基的抗剪強度和承載能力較低，而壓縮性較大，且常常分布不均勻，在水閘自重和外部荷載的作用下，可能因抗剪強度不足而喪失穩(wěn)定，也可能產生較大的不均勻沉陷，導致水閘傾斜甚至斷裂。土基在滲透水流作用下，容易產生滲透變形，特別是粉細沙地基，細小顆粒極易被滲流帶走，嚴重時，閘基和兩岸會被掏空，引起水閘沉降、傾斜、斷裂甚至倒塌。
　　由于上述原因，為了使用上的需要和保障水閘的安全，對水閘的地基處理也就顯得非常重要了。
　　3、水閘地基處理的作用和方法
　　水閘地基處理的主要主要作用有以下三個方面:
　　1)增加地基的承載能力，保證建筑物的穩(wěn)定；2)消除或減少地基的有害沉降；3)防止地基滲透變形。
　　國外對于水閘地基處理的方法也很多，使用較多的主要有以下幾種:1)置換法。置換法根據置換材可分為換土(砂)墊層法、擠淤置換法、強夯置換法、振沖法、砂石樁法、石灰樁法等。2)排水固結法。排水固結法主要有加載預壓法、超載預壓法和真空預壓法等。3)灌入固化物法。灌入固化物法主要有深層攪拌法、旋噴樁法和水泥粉煤灰碎石樁法(CFG樁法)。4)振密或擠密法。振密或擠密法主要有強夯法、擠密砂石樁法和夯實水泥土樁法。5)加筋法。加筋法主要有低強度混凝土樁復合地基法和鋼筋混凝士樁復合地基法。6)和樁基法。樁基法主要有木樁法、預制管樁法、鉆孔樁法。
　　4、換土(砂)地基處理方法
　　關于墊層材料的選用，應遵循就地取材，節(jié)約經費的原則，并要考慮施工方便，技術可靠。級配良好的中砂和粗砂，較易振動密實。某腰閘地基換填厚3.9m中砂，用水撼法振密，相對密度達0.8～0.9，最大干密度達1.85g/cm3以上，密實度滿足設計要求。級配良好的礫質砂也可使用。但對可能是管涌土類，必須驗算閘基出口段抗?jié)B穩(wěn)定性。至于粉，細砂和砂壤土類，不均勻系數多在1～3之間，遭受振動荷載作用時，易產生“液化”現象，不宜采用。
　　對于砂料的含泥量，一般規(guī)范都規(guī)定不大于3%。考慮砂墊層砂料的選用關鍵是緊密度能否滿足要求，故含泥量可放寬到5%。
　　粘性土類以中壤土類為適宜，這類土易于打碎，施工含水量易控制也易夯實。粘粒含量較大的重粉質壤土和粘土，打碎較困難，施工含水量也難控制，不宜作為換土的土料。含礫粘性土是較好的墊層材料，其中含有較多的砂粒和小礫石，有利于土塊的破碎和疏干。
　　粘性土墊層施工含水量的控制是保證施工質量的關鍵，應嚴格掌握。設計的控制干密度是由室內擊實試驗得到的最大干密度乘以壓實度而得出的。如圖（1）所表明的擊實曲線，最大干密度為1.65g/cm3，取壓實度為96%，則控制干密度為1.58g/cm3?？刂聘擅芏鹊淖鴺司€與擊實曲線相交于a，b點，a點的橫坐標即為施工含水量的下限值，b點的橫坐標為上限值；ab區(qū)間即施工控制含水量的范圍。若土料的含水量不在該區(qū)間內，則密實度是很難達到預期效果的。
　　為了避免坑底基土受到擾動，預留適當厚度的保護層是一般常用的方法，對于含水量過大的淤泥類土，在開挖到設計高程后，可鋪墊一層土工織物，一方面起保護基坑底面，解決在淤泥土上操作困難的問題；另一方面可起到鋪墊作用，承受一部分拉應力，從而增強穩(wěn)定性和減小沉降量。
　　墊層直接作為水閘基礎的持力層，在設計計算中是作為基礎的一部分考慮的，因此填筑時，每層厚度應符合規(guī)定，否則層底部密實度達不到設計要求。由于土的性質和施工機械不同，鋪土厚度也不同，應根據試驗確定。
　　墊層鋪墊時，應盡可能一層鋪畢壓實后再鋪上一層，不要形成“界溝”或接頭。若回填面積過大，必須分段施工，則應將每層接頭錯開，不要形成自上到下的通縫，造成薄弱環(huán)節(jié)。
　　5、振沖地基處理方法
　　振沖法加固砂土或砂壤土地基，能同時起到增密，排水減壓和預振效應等三方面的作用，對提高地基土壤抗液化能力和承載力的效果是明顯的。
　　目前對振沖法加固軟弱粘性土地基的有效性認識尚不一致，較多的意見認為：用振沖法加固粘性土地基主要是振沖置換土和制樁擠實作用，形成樁土復合地基。因此，用碎石樁振沖置換軟基時，地基土的不排水抗剪強度應大于16～20KPa。這是由于位于軟土的碎石樁，如果軟土強度太低，則樁四周的側壓力太低，并不能提高地基的承載力，因此對軟弱粘性土地基必須經論證才可采用振沖法加固。
　　振沖置換所用的填料，對粉細砂和砂壤土地基用礫砂，粗砂，對軟土堆基用碎石，但碎石樁改變了閘基滲流狀態(tài)，可能還需增加防滲設施。對中，粗砂地基可不加填料，只用振動器的振力將地基振動密實。
　　振沖器與振沖孔周邊之間一般為50～100mm。因此碎石填料粒徑在5～40mm之間為宜，最大粒徑不宜大于50mm，粒徑過大易發(fā)生拒落，料徑過細，在孔內泥漿中沉入速度太慢，也不易振密。填料的含泥量要求在50%以下，是按南京水利科學研究院的資料提出的。否則將增加泥漿的比重，填料下沉速度減慢，影響加固效果。砂石混合料不應使用，因振沖時會使砂料和石料分離，密實度差。