涵闸除险加固工程中地基液化处理方法

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1、涵闸除险加固工程中地基液化处理方法【摘要】本文以垦地县西双河闸除险加固工程为例，阐述了地基液化处理的必要性，分析了抗液化处理的方法，并进行了方案必选，确定采用旋喷围封法，进行了具体的设计。【关键词】地基液化；旋喷围封法；西双河闸　　0引言　　地基液化指的是地震时饱和砂土地基会发生液化现象，造成建筑物的地基失效，发生建筑物下沉、倾斜甚或倒塌等现象。　　垦利西双河引黄闸位于东营市垦利县境内，临黄大堤右岸桩号239+054处，是一号坝引黄工程中三项工程之一，也是双河干渠渠首泵站进水控制闸。水闸安全鉴定评定为

2、三类闸，需要进行除险加固。　　该闸为开敞式水闸，闸基下砂壤土层为液化地层，需要采取抗液化处理措施。　　1地基液化处理必要性　　按照《水利水电工程地质勘察规范》GB50287-XX，经计算勘探土层②、④层为液化地层，液化点占总点数的%，液化等级为严重；⑥层砂壤土为局部液化地层。本工程的持力层即为液化土层，埋深较浅，闸室上、下游为软体粘土铺盖，一旦地震时持力层发生液化，液化土层将被挤出至上、下游粘土铺盖防渗体处，造成闸室沉降，上、下游粘土铺盖被顶出、破坏，闸室砼与粘土防渗体之间的沥青麻布撕裂，是防渗体失效

3、，水闸将变成新的防洪险点。　　该闸位于黄河大堤上，黄河为二级悬河，该闸设计防洪水位为：，背河地面为9m左右。如果闸基发生液化，地基承载力锐减，桩基失稳，将造成涵闸失事。因此，为了确保防洪安全，应对闸基液化问题进行处理。　　2抗液化处理方式　　液化处理常用的方法有挖出置换法、强力夯实法、挤密砂桩或砂桩挤密法、旋喷围封法和桩基础。　　挖出置换法　　换填法将基础底面以下一定范围内的软弱土层挖去，然后分层填入强度较大的砂，碎石，素土，灰土及其他性能稳定和无侵蚀性的材料，并夯实至要求的密实度，改善地基应力分布，

4、减少沉降量，适当提高地基稳定性和抗渗稳定性。　　换填法适用于厚度不大的软土地基。　　强力夯实法　　是将80-400kN重锤从落距6-40m处自由落下，给地基以冲击和振动，从而提高地基土的强度并降低其压缩性，提高抗液化的能力。强夯法常用来加固碎石、砂土、粘性土、杂填土、湿隐性黄土等各类地基土。由于其具有设备简单、施工速度快、适用范围广、节约三材、经济可行、效果显著等优点。但用强夯法加固地基，一定要根据现场的地质条件和工程作用要求，正确选用强夯参数，一般通过试验来确定有效加固深度、单击夯击能、最佳夯击能、

5、夯击遍数、间歇时间、夯点布置和夯点间距等强夯参数。　　强力夯实法适用于透水性较好的松软地基，尤其适用于稍密的碎石土或松软地基。　　挤密砂桩或砂桩挤密法　　该法是指用振动、冲击或水冲等方式在软弱地基中成孔后再将砂挤入土中，形成大直径的密实砂柱体的加固地基的方法。砂桩属于散体桩复合地基的一种。　　排水固结法：该法即指给地基预先施加荷载，为加速地基中水分的排出速率，同时在地基中设置竖向和横向的排水通道，使得土体中的孔隙水排出，使土体不发生液化。　　旋喷围封法　　适用于黏性土、砂土等，既可用来防止基础继续下沉

6、，也可减少液化指数、降低液化等级或消除液化的可能。此法在基础内或紧贴基础侧面钻孔制作水泥旋喷桩：先用岩心钻钻到所需的深度，插入旋喷管，再用高压喷射水泥浆，边旋转注浆边提升，提到预定的深度后停止注浆并拔出旋喷管。在旋喷过程中利用水泥浆的冲击力扰动土体，使土体与水泥浆混合，凝固成圆柱状固体，将土层封闭固定范围内，达到加固地基的目的。此法的优点如下：　　1）可在不同深度、不同范围内喷射水泥浆，可形成间隔的桩柱体或连成整体的连续桩；　　2）可适用于各种类型的软弱土；　　3）桩柱体的强度，可通过硬化剂的用量控制

7、；　　4）可形成竖直桩或斜桩，可在建筑物侧面设置。　　桩基础　　增加地基承载能力，减少沉降量，提高抗滑稳定性。适用于较深厚的的松软地基，尤其适用于上部为松软土层、下部位应土层的地基。需要说明的是：桩尖为嵌入硬土层的摩擦桩，仍有一定的沉降量；用于松砂、砂壤土地基时，应注意渗透变形。　　3方案选取　　由于本工程为除险加固工程，本工程已建成并运行多年，换填法、强力夯实法、挤密砂桩或砂桩挤密法不适合。因此，闸基处理采用旋喷围封法和桩基础两方案进行比较。　　采用桩基础方案处理闸基液化问题，已建桩基础中联桩底高程

8、为-～-，岸箱桩底高程为-～-，第⑥层液化土层底高程为-，中联的桩长不能穿透第6层液化土层，不符合《水闸设计规范》第条“对于地基中的液化土层，……，当采用板桩围封或沉井基础处理时，桩体必须嵌入非液化土层”的规定。即使新增加的灌注桩加长，由于与原桩不能加长，不能形成群桩效应，因此不能有效的提高抗震动液化的能力。　　采用桩基础尽管可提高其承载能力，但是不能解决地震发生时液化土层被挤出的问题。本工程的持力层即为液化土层，埋深较浅，闸室上、下游为软体粘土铺盖，一