顾 群，郯 森

（泰州市城市水利投资开发有限公司，江苏泰州225300）

钢坝闸是一种新型的可调控溢流闸，它由土建结构、带固定轴的钢闸门门体、启闭设备等组成；这种建筑物适合于闸孔较宽（10m～100m）而水位差比较小的工况（1m～7m），由于它不仅可以单孔设计的比较宽，而且可以立门蓄水、卧门行洪排涝，适当开启调节水位时还可以利用闸门门顶过水形成人工瀑布的景观效果，因而越来越多地用于城市水利工程。

由于钢坝闸门的结构需要，其配套的土建工程需布置为中间是闸室、两侧为控制箱的结构形式，而控制箱的自重远大于闸室，形成两侧重、中间轻的不利格局，软土地基上钢坝闸的基础处理形式尤为重要，如处理不当，工程建成后两侧控制箱与闸室将会形成较大的不均匀沉降，导致闸室底板裂缝、钢坝闸门的底轴变形等不利状况发生，直接影响工程的正常运行[1，2]。

1 工程背景

2011年，泰州市开始实施城区水生态环境封闭控制工程，根据规划要求，先后在凤凰河、南官河、老通扬运河、翻身河、中干河以及稻河上新建控制建筑物，将主城区86 km2的区域建成相对独立的防洪、蓄水、调水体系，形成“有洪能挡、有水能排、低水可补”的城市防洪景观区域，本文主要介绍在稻河与新通扬运河交汇处新建的稻河闸控制工程。

稻河闸控制工程采用了钢坝闸门，闸门净宽20m、净高3.5m，门槛高程▽0.5m（废黄河高程，下同）。保水设计工况时内河侧（稻河）水位▽2.0m、外河侧（新通扬运河）水位▽1.5m，挡洪设计工况时内河侧（稻河）水位▽2.0m、外河侧（新通扬运河）水位▽3.8m。

根据钢坝闸门的结构需要，稻河闸配套的土建工程包括控制箱、闸室两部分，闸室内河侧底板顶面▽0.5m，外河侧底板顶面▽-1.15m，净宽20.0m，底板厚1.5m；控制箱布置于闸室两侧，底板顺水流向长20.5m，垂直水流向宽7.5m，底板面▽-1.15～▽2.0m，隔墩厚0.6m，控墩顶▽4.2m（见图1，图2）。

图1 闸室剖面图

图2 控制箱剖面图

2 基础处理方案研究

2.1 工程地质条件

根据现场勘察资料，稻河闸地基土可分为五层，叙述如下：

第1层：杂填土（淤泥质粘土），标准贯入击数N=1.3击，比贯入阻力Ps=0.843～2.234MPa，承载力允许值 [R]=50KPa，软塑状。第2层：灰色淤泥质粉质粘土，N=2.3击，Ps=1.10MPa， [R]=70KPa，压缩模量Es＝3.2MPa，流塑状态，高压缩性，平均层厚约14.5m。第3层：灰黄、灰色重、中粉质壤土，N=9.1击，Ps=1.60MPa， [R]=140KPa，Es=6.0MPa，可塑状态，局部软塑状态，中压缩性，平均层厚约3.0m。第4层：灰黄色粉质粘土，N=16.6击，Ps=8.55MPa， [R]=180KPa，Es=7.0MPa，中密至密实状态，中压缩性，平均层厚约17.3m。第5层：灰色轻粉质砂壤土，N=29.4击， [R]=170KPa，Es=8.8MPa，可塑状态，中压缩性，平均层厚约7.6m。

控制箱、闸室底板位于第2层淤泥质粉质粘土层上，该层土力学强度较低，不能作为本工程的天然地基持力层，须进行基础处理。

2.2 方案比较分析

由于建筑物底板所处第2层软土平均层厚达14.5m，加上闸址西侧为居民楼、东侧为道路，不具备深基坑开挖的条件，常用的适当加厚底板厚度、深开挖回填做扩大基础等基础处理方案均不能解决问题，因而考虑了水泥搅拌桩、钢筋砼预制方桩、钢筋砼灌注桩三种方案。

方案一：基础采用Φ0.6m水泥搅拌桩，桩中心距1.0m，桩长16.0m，采用P.O42.5级普通硅酸盐水泥，掺入量为18%。在搅拌桩顶部设置厚0.3m的水泥土，形成复合地基的结构形式。控制箱、闸室采用整底板布置，整底板顺水流向长20.5m、垂直水流向宽33.6m，试算后底板厚度需4.0m，采用空箱结构。

方案二：基础采用0.3×0.3mC30钢筋砼预制方桩，以4层粉质粘土层作为桩端持力层，桩长20.0m；根据规范要求，确定桩中心距为1.0m，20.5×33.6m共可布置608根方桩，如桩顶嵌入底板水平力由预制桩直接承担，试算后桩顶水平位移不能满足规范要求[3]，所以需在桩顶部设置厚0.3m的水泥土，形成复合地基的结构形式，相应控制箱、闸室需采用整底板布置，底板厚度需4.0m。

方案三：基础采用Φ1.0mC25钢筋砼灌注桩基础，以4层粉质粘土层作为桩端持力层，桩长22.0m。灌注桩顶嵌入建筑物底板，经试算，桩顶位移满足规范要求时[4]，约需70根桩。考虑灌注桩的沉降较小，为节省工程投资，将控制箱与闸室底板分块设计、分期施工，以减小不均匀沉降、减少底板工程数量。控制箱底板厚2.0m，底板下布置3列7排灌注桩，垂直水流向桩中心距2.75m，顺水流向桩中心距3.0m；闸室底板厚1.5m，底板下布置6列5排灌注桩，垂直水流向桩中心距3.1m，顺水流向桩中心距2.6m；工程共布置Φ1.0m灌注桩72根。

综合三个方案进行对比，预制方桩的方案桩基础和底板的工程造价最高，控制箱、闸室底板厚达4.0m，基坑开挖深度较大，施工难度较大；搅拌桩基础较灌注桩基础和底板的造价略低，计算沉降较大，且基坑开挖深度较大，施工难度大，现场施工质量难控制；而灌注桩施工工期相对较短，底板厚为2.0m，比其它两个方案的底板厚度小2.0m，基坑开挖深度不大，最终采用了灌注桩基础的方案。

2.3 灌注桩基础计算值与实际观测值对比

桩基础的计算分为施工期、运行期两种工况。根据《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）中附录P中的计算方法进行。计算结果见表1。

从计算结果可见，各工况下的计算值均小于规范允许值。施工期控制箱与闸室的不均匀沉降差大于运行期，将控制箱与闸室分期施工以减小不均匀沉降的设计方案是合理的。

稻河闸工程施工期沉降观测从控制箱、闸室底板浇注完成后开始观测，每块底板布置4个观察点，位于底板的4个角。施工期沉降、位移观测成果见表2。

表1 桩基础计算成果统计表

表2 施工期桩沉降、位移观测成果

从观测结果可见，各底板的沉降、位移观测值基本与计算值相当，均小于规范允许值，满足规范要求。

3 结语

稻河闸控制工程拆坝放水至今已有1年多，经观察，沉降、水平位移值与施工期相比未发生变化，说明工程现状处于安全运行状态。

[1]SL265-2001，水闸设计规范[S].

[2]JG94-2008，建筑地基础设计规范[S].

[3]刘琼，郑勇强.横竖向荷载共同作用下的基桩模型试验研究[J].中外建筑，2007，（9）：473.

[4]吴飞，陈玉泉.钻孔灌注桩的静载试验研究[J].建筑技术开放，2003，（11）：31-33.