维普资讯 http://www.cqvip.com ２００６年第４期 湖北水力发电 总第６６期 ２００６ Ｎｕｍｂｅｒ ４ ＨＵＢＥＩ ｒ＾ＴＥＲ ＰＯＷＥＲ Ｔ０ｌａｌ Ｎｏ．６６ 预应力管桩在溢洪道闸室基础处理中的应用 甄广峰 （汕头市水利水电勘测设计院，广东汕头５１５０４１） 摘要 对溢洪道闸室回填土基础采用预应力管桩处理进行论证。并对闸基回填土层运行后可能产生的沉降提出了解 决方法。 关键词 闸室回填土基础预应力管桩 １工程概况 小山头，消力池左侧有花岗岩出露，为花岗岩风化剥蚀 地形。基底为全风化层，透水性较弱，渗透系数Ｋ＝ 秋风岭水库位于广东省汕头市潮南区西南部的两 １．３７×１０ ｃｍ／ｓ下伏强风化岩，透水性中等，渗透系 英镇境内，１９５８年９月动工兴建，１９５９年ｌ１月建成运 数Ｋ＝８．１５×１０一一４．６９×１０～ｃｍ／ｓ。全风化层地基 行。秋风岭水库原集雨面积７８ ｋｍ２，１９７５年为了将南 土承载力标准值． ＝２１０ ｋＰａ，足以承担一般水闸的荷 山一带水库洪水直接截洪出海，减少练江流域的洪涝 载。但新建溢洪道闸底板底高程ｖ ３６．８ ｍ，与原溢洪 灾害，在秋风岭水库东侧副坝处新建溢洪道，并从溢洪 道底板高程ｖ ３３．７３ ｍ之间有３．０７ ｍ的高差，需回填 道至田心出海口兴建首期南山截洪河道；１９７６年又将 土。且老溢洪道闸底有厚３．５３ ｍ的回填土层（回填土 秋风岭水库西侧的上金溪水库（中型）与利陂水库（小 层底高层ｖ ３０．２ ｍ）。回填土层的沉降量大小将对溢洪 一型）两库串连，形成梯级，引洪东行，连同附近老虎岩 道今后的安全运行构成威胁，故对溢洪道重建重点考虑 水库（小一型）及区问洪水汇入秋风岭水库，经秋风岭 闸基回填土层的加固。闸室基础地质情况见表１。 水库调洪排入“南截”出海；１９７８年在秋风岭水库干流 表１闸基地质描述 上游新建红场水库。因此，秋风岭水库实际控制集雨 面积１０５．１ ｋｍ２，总库容６ ９０３万ｍ３，并成为该区域水 库群防洪总枢纽工程。秋风岭水库由于设计标准的改 变，必须进行除险加固。工程由主坝、溢洪道、输水涵 管、坝后电站、副坝等组成。主、副坝为均质土坝，各设 ＨＩ￣ＩＩＩｑＩ溢洪道一座。主坝坝顶长ｌ ６８９ ｍ，最大坝高２８ ｍ，坝 １… ３０．．∞２０ ３。．． ５３ ｉ｛篓￡＝■ ｝Ｍ¨ｌＩ●ｍＷ！ 彗篓黧 １■ｌ ＝¨■＝ｊ＃¨ ｔ一！■目¨Ｉ ｌ㈣■＝ｊｔ啦 Ⅷｍ㈣Ｉ｜ ｇ¨ｉ¨ＩＩ｜－¨ｆ｜ ｆｇｍ－ｗ■｜ｔＨ㈣¨ｉ｝ｍ旧＇ＩｔＥ■ ｆｉ¨●§Ｈ！■Ｅ ｍ㈣瞻 口ｔ！ Ｉｌ扁岩／亡＿＾ 风—、…Ｌ广ｌ ６ｊ化・ｌ具、 。土 ．１： ｒ棚ｒ组＝． Ｊ一￡Ｊ Ｉ・成一 ．田： ．ｈ，・菩目—忆成ｔ ：… －份Ｐｔｒ。｝固 ＇县．ｔＪ｛￣ｄ ｌ顶高程４８ ｍ。副坝坝顶长３６０ ｍ，最大坝高８ ｍ，坝顶 ＝－ｏｒ¨ｌｌ冀 以粉粘粒为主，目¨＝ ・ｒ￣§ 警 ．． ｆ１％ ’含石 含石： 高程４８ ｍ。主坝溢洪道位于主坝中部拐弯处，如溢洪 道出险，将面临垮坝危险，则下游总产值为１８３．６６亿元 的工农业和５０万人口的生命安全将受到严重威胁，还 有ｌ０万亩农田灌溉用水以及３２４国道交通都将受到 严重影响。因此溢洪道重建工程是整个除险加固工程 中的重中之重。 秋风岭水库除险加固为三等工程，工程规模为中 型，主要建筑物为３级，次要建筑物为４级。溢洪道为 主要建筑物，设计洪水标准为５０年一遇，校核洪水标 准为１０００年一遇。 ３闸室基础处理措施 ２工程地质 闸室基础在施工图设计时采用截面５００ ｍｍ× 主坝溢洪道建于主坝中部拐弯处，原始地形为一 ５００叫—胡筋混凝土预制方桩处理。后因施工方提出 ２８ 维普资讯 http://www.cqvip.com 甄广峰：预应力管桩在溢洪道闸室基础处理中的应用 施工现场没有足够大的预制场地，且预制桩的施工周 期长，工期难以保证。故设计修改为市场上常见的预 应力混凝土管桩。 ３．１管桩布置、打桩机械及收锤控制指标 ３．１．１管桩布置 由地质资料，闸室段全风化花岗岩层的上界线最 低高程为ｖ ３０．２ ｍ，端承桩拟取此全风化花岗岩层为 持力层。预制管桩打入全风化花岗岩层的深度为２ ｍ， 即所取预制管桩的长度为：（３６．８ ｍ一３０．２ ｍ）＋２ ｍ＝ ８．６ ｍ。查《预应力混凝土管桩基础技术规程＞＞ＤＢＪ／Ｔ￣５ —２２—９８表Ａ．０．１管桩常用规格，取预制管桩长度为 ９ ｍ，管桩外径为５００ ｈｉｍ，壁厚１００ ｈｉｍ。 根据计算，闸室基础（单孔）共需预应力混凝土管 桩３５根，其布置为，顺水流方向为７根，垂直水流方向 为５根，桩距１ ８００ ｈｉｍ×１ ８００ ｈｉｍ。 ３、１．２打桩机械 打桩机械选用三点支撑履带自行式柴油打桩机。 柴油锤选用筒式柴油锤，柴油锤的型号根据高应变动 测法配合测试的试打桩结果选用，其型号为Ｄ５０，锤重 ９２ ｌｃＮ，落距２ ｍ。 ３．１．３收锤控制指标 收锤标准采用试打桩来确定。 利用《地基基础设计手册》中的动力公式计算最后 贯入度计算值ｅ： ＿．一．． Ｑ缱一一…Ｑ± ｇ 一，孔Ｐ （，孔Ｐ ＋，２ｌ４） Ｑ＋ｑ 式中：ｅ——打桩最后阶段平均每一锤的贯入度（ｃｍ）； ｎ——根据桩的材料和桩垫所定的系数，取１０； Ａ——桩的横截面积（ｃｍ２）； ｐ——锤重（１０ Ｎ）； ——锤下落高度（ｃｍ），落锤用钢丝绳吊锤，落 下时不与钢丝绳脱离，需乘以系数０．８； ｍ——安全系数，永久性建筑物取２； ——单桩的容许承载力（１０ Ｎ）； Ｋ——恢复系数，Ｋ：０．４５，Ｋ２＝０．２； 口——桩重（１０ Ｎ），包括送桩、桩帽及桩锤非冲击 部分的重量。 １０×７ｆ×２５２×９ ２００×０．８×２０ × ９ ２００ ４系 ＋（ ＋ ３１９ １ ０ ８００） 一＝ ‘０． ０８ａ… ｎ／击 通过计算得到的最后贯入度ｅ值较小，施工中难 以达到，且容易打烂桩头。故采用试打桩法来确定收 ２００６年１２月 锤标准。 在试打桩过程中，通过基桩高应变法测试，所选取 的具有代表性的８根桩的最后三锤贯入度平均值为 ２０ ｍｍ／１０击，与管桩基础工程质量验收标准相一致， 桩身完整。 ３．２回填土施工 由于闸室建在６．６ ｍ厚的回填土层之上，回填土 固结下沉，若与溢洪道底板分离，则整个闸室将由桩基 来承担，承台底摩阻效应系数将大大减小，甚至到０， 这样桩基水平承载力将不能满足。因此设计除要求对 回填土压实度严格控制外（压实度不小于９５％），同时 对闸室段预留灌浆孔，待溢洪道建成运行一年后进行水 泥浆接触灌浆，以保证溢洪道的安全运行。 ３．２．１土料选样 土料场位于大坝东侧０．８一１．０ ｋｍ处，此处风化 层发育，无经济林木，山坟较少，又有公路相通，方便采 运。土料场呈正方形分布，长宽约为５００ ｍ，土料层厚 ５～８ ｍ。土料场主体为花岗岩风化层，砾质和砂质粘 性土，部分为岩脉风化层，为粘性土。经料场取样试 验，最大干密度１．６８～１．７２ ｇ／ｃｍ３，最优含水率１７．６％ １８．８％，符合设计要求。 ３．２．２回填土碾压 回填土料应分层压实，每层铺土厚度为０．２５ ｍ， 碾压８—１０遍。回填土料含水量过大出现牛皮胀时， 土料应翻晒，降低含水量，土料含水量过低时应适当喷 淋，提高含水量。铺填下一层土料前，需对上一层压实 土面刨松处理。 ３．２．３质量控制标准 土料含水率与最优含水率的允许偏差为±２％，回 填土料压实度大于最大干密度的９５％，压实干容重 ｙ≥１．６０ ｋ￣ｃｍ３。 秋风岭水库主坝溢洪道经过一年多的运行，情况 正常。 ・ 参考文献 １ ＤＢＪ／Ｔ１５—２２—９８，预应力混凝土管桩基础技术规程． ２张季容，朱向荣．简明建筑基础计算与设计手册．北京：中国 建筑工业出版社，１９９７． ３沈杰．地基基础设计手册．上海：上海科学技术出版社， １９８８． ４ ＳＬ２７４—２００１，碾压式土石坝设计规范． 第一作者简介 甄广峰，男，助理工程师 （收稿日期：２００６—０９—０１）
