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1、浅议小型灌区改造水闸设计要点 摘要：在灌区改造工程,建筑物分水闸的设计至关重要，本文详细阐述了水闸设计内容。关键词：水闸；设计；分析中图分类号：TV66文献标识码：A文章编号：引言人们常说堤防之险在于闸,水闸之险在于基,因此在水利工程之中水闸地基设计是水闸设计的重点,也是难点。当天然地基无法满足工程设计需要的承载力和沉降要求的时候,在满足水闸抗滑稳定的前提下设计人员需要采用其他结构来进行地基处理,以增加水闸结构的刚度和稳定性。1、水闸的组成和作用7水闸一般是通过闸室、防渗排水设施、消能防冲设施和两岸连接建筑物四部分构成的。闸室一般都是通过水闸挡水和控制过闸
2、水流为主体部分,在设计中包括底板、闸门、闸墩、护栏和工作桥。防渗排水设施是为了保证闸基能够一直保证在安全状态而设置的,它通常都是位于水闸的高水位侧面,是通过用透水性能较小的材料和粘土构成的。在设置的时候防渗排水设施是通过垂直或者水平防渗进行铺盖,借此来增长渗透压力和消除闸基所产生的应力和作用力。从而保证闸基荷载要求和应力变化,防止渗水出现在地基上而导致地基出现变动。水闸是一种既能挡水,又能够在工作中泄除多于的水量,是一种依靠升降闸门来控制水位的水工建筑物。在现阶段水利工程中被广泛的应用在防洪、灌溉、排水、航运和发电等多个行业之中。水闸在目前水利工程中主要可以
3、分为节制闸、进水闸、分水闸,排水闸、冲砂闸等,不同的水闸在水利工程中所发挥的作用和功能不尽相同,在很多的情况下,由于水利工程需要发挥多种不同的功能,因此在处理的时候可以按照水利工程作用和效益的需求来进行不同种类的设计和控制,也可以将多种类型的水闸可以一起应用于同一水利枢纽中。2、水闸的设计72.1水闸的选址原则在水闸建设过程中,水闸的选址是非常关键的环节。分析已建水闸工程的失事,其主要原因往往是闸址地质条件不好,或虽然经过人工处理但仍未处理好,属于不良人工地基,导致水闸失稳、渗透破坏或者冲刷破坏。水闸选址的原则是水闸稳定安全、能够较好地满足水闸的使用要求、水
4、流流态稳定、水闸便于管理、造价经济。针对上述情况,在满足水闸使用要求和管理的情况下,水闸在选址时应根据水闸的地质条件和水文条件选择地质条件良好的天然地基,最好是选用新鲜完整的岩石地基,或者是承载能力大、抗剪强度高、压缩性低、透水性小、抗渗稳定好的土质地基,如果在规划选址的范围内实在找不到地质良好的天然地基,只能对天然地基进行技术处理。对地基进行技术处理的造价是较高的,一般占总造价的20％～40％。经过技术处理的水闸地基如在施工或管理等方面不规范,容易导致地基破坏,最后致使水闸失事,所以在水问选址的时候应综合考虑各种情况,选择良好的天然地基。2.2水闸地基处理
5、方法水闸地基处理的方法很多,它们主要用于以下三个方面:(1)增加地基的承载能力,保证建筑物的稳定;(2)消除或减少地基的有害沉降;(3)防止地基渗透变形。目前国内在增加水闸地基承载能力和减少地基有害沉降的处理方法方面最常用的是垫层法、砂井预压法、灌浆法和桩基法,加载预压法、超载预压法和真空预压法因所需工作面广和预压时间长,目前使用较少,强夯置换法、振动水冲法。因实践经验比较少,现正处在探索过程中。2.2.1桩基法桩基法是常用于竖向荷载大而集中或受大面积地面荷载影响的结构以及沉降方面有较高要求的建筑物和精密设备的基础,桩基能有效地承受一定的水平荷载和上拔力。桩
6、基按施工方法分可分为预制桩和灌注桩两大类。72.2.2复合地基法复合地基一般是指天然地基在地基处理过程中被置换或增强而形成的由基体和增强体两部分组成的人工地基。复合地基根据桩体材料的性质一般可分为三类:散粒体材料桩复合地基、柔性桩复合地基和刚性桩复合地基,也有学者将柔性桩中强度较高的桩细分为半刚性桩复合地基。由于桩体材料不同,各类桩的加固机理、适用条件和施工工艺也有很大差异。2.2.3木桩加固法木桩加固法属于桩基法中的一种,此方法是一种十分古老的地基加固方法。由于木桩加固设计简单,施工方便,不受环境限制,取材方便,直至20世纪60年代初,受技术和经济条件限制
7、,国内水利行业对较深厚的软土闸基处理仍缺乏足够的手段和办法,采用木桩加固地基几乎成为唯一的选择。木桩的设置一般有两种方法,一是将木桩桩头与闸底板浇注在一起,形成类似桩顶铰接的深基础,另一种则在木桩桩顶设碎石垫层,实际上属于复合地基的一种。近年来广东省在水闸安全鉴定中发现,无论采用哪种设桩方法,相当数量采用木桩基础的水闸都出现了险情,破坏主要表现在桩体腐朽导致水平和竖向承载力不足、闸基桩土变形不协调等。72.2.4预压法预压法是通过预先加载,加速场地土排水固结,以达到减少沉降和提高地基承载力的目的。该方法特别适用于在持续荷载作用下体积会发生很大压缩,强度会明显
8、增长的土,如淤泥质土、撇泥和冲填土等饱和粘性土地基等
