内容发布更新时间 : 2024/7/4 17:50:47星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

水利工程挡土墙软土地基加固设计

摘 要：挡土墙是水利工程中广泛采用的一种构造物，可用以稳定路堤和路堑边坡，减少土石方工程量和占地面积，防止水流冲刷路基，并经常用于整治坍方、滑坡等路基病害。文章对某水利工程挡土墙软土地基加固设计进行了探讨。

关键词：挡土墙设计；软土地基；搅拌桩设计；搅拌桩计算；变形计算 1 工程概况

某水利工程位于广东省汕头市，为灌排两用的中型泵站，工程等别为ⅲ等，建于1967年，防洪标准为20年一遇，设计排涝标准为5年一遇，设计流量18 m3/s，总装机容量为1 960 kw。安装7台机组，5台48zl－87型和2台28zbl－70型立式轴流泵，配套电机单机功率分别为330 kw、155 kw，泵站承担着64 km2农田的排水和72 km2农田灌溉任务。枢纽工程由进水闸、前池、泵房、出水池、出水涵闸、引水涵闸和灌溉涵闸7部分组成。本次更新改造工程设计主要内容包括：拆除重建进水闸和前池，维修加固泵房、出水池、出水涵闸、引水涵闸和灌溉涵闸。 2 前池下游端挡土墙设计

前池下游端挡土墙由渐变段和直立挡墙段组成。渐变段长12.0 m，底板顶高程－1.2～－3.2 m，两侧挡土墙采用钢筋混凝土直线扭曲面，边坡系数2.0，末端墙高8.3 m。直立挡墙段长4.0 m，底板顶

高程－3.2 m，两侧挡土墙为半重力式钢筋混凝土挡墙，墙高8.3 m，底宽7.4 m。前池下游端挡土墙稳定计算成果见表1。

根据地质资料，前池挡土墙地基允许承载力为95 kpa。由表1可看出，挡土墙抗滑稳定安全系数、基底应力不均匀系数均满足规范要求，但平均基底应力大于地基允许承载力，最大基底应力大于地基允许承载力的1.2倍，不满足规范要求，需进行地基处理。 3 前池下游端挡土墙地基处理 3.1 水泥土搅拌桩设计

前池下游端挡土墙地基为黏土粉砂互层、壤土粉砂互层。由于工程地质报告提供的天然地基土承载力较低，经稳定计算地基承载力均不满足要求，故需要进行地基处理。处理措施常采用换土法、强夯法、振冲碎石桩和水泥搅拌桩法等。由于工程区域地下水位较高，采用强夯法排水较困难，工期长；振冲碎石桩的防渗性能差，对地基的稳定不利；换土法也不适用，在最大换土深度以下挡土墙基础仍存在较厚的软土层；水泥搅拌桩工艺较简单，适用范围广，经综合考虑推荐采用水泥土搅拌桩地基处理方案。

根据工程实际情况，挡土墙底部水泥土搅拌桩采用矩型布置，桩径70 cm，桩长10 m，桩间距1.2 m×1.2 m。桩顶设置褥垫层，褥垫层采用0.3 m厚、粒径不大于20 mm的碎石。 3.2 水泥土搅拌桩计算 3.2.1 单桩竖向承载力计算

单桩竖向承载力特征值（ra）应通过现场载荷试验确定。初步设计按式（1）估算，是由桩周土和桩端土的抗力所提供的单桩承载力，并应同时满足由桩周土和桩端土的抗力所提供的单桩承载力小于（或等于）由桩身材料强度确定的单桩承载力，即式（2）的要求：

式中，fcu：与搅拌桩水泥土配比相同的室内加固土试块（边长为70.7 mm的立方体）在标准养护条件下90 d龄期抗压强度，kpa； η：桩身强度折减系数，取0.3； up：桩的周长，m；

n：桩长范围内所划的土层数；

qsi：桩周第i层土的侧阻力特征值，kpa； li：桩长范围内第i层土的厚度，m；

qp：桩尖地基土未修正的承载力特征值，kpa，取150 kpa； α：桩尖天然地基土的承载力折减系数，取0.4；

根据以上公式，由式（1）计算单桩竖向承载力特征值为243 kn；由式（2）计算单桩竖向承载力特征值为288.7 kn；单桩竖向承载力特征值取243 kn。

为充分发挥桩间土的承载力和复合地基的潜力，应使土对桩的支承力与桩身强度所确定的单桩承载力接近，通常后者略大于前者较为安全和经济。上述计算结果，由桩身材料强度确定的单桩承载力288.7 kn大于由桩周土和桩端土的抗力所提供的单桩承载力243