水闸基础处理及防渗施工研究
【摘要】本文主要阐述了水闸的一些主要的基础处理方法，以及对水闸防渗施工时所出现渗漏现象进行相应的防范，来确保水库大坝的安全性，避免不必要的损失。

【关键词】水闸；基础处理；防渗施工
水闸是依靠闸门来控制水流，调节水位流量的一种建筑物，它具有排水与挡水的双重功效。

水闸的基础处理对于水闸本身来说是至关重要的，基础处理的投资要占取水闸工程的大部分金额。

水闸基础因地制宜，要特别小心谨慎的处理在强透水中的深厚软土、砂砾层以及粗砂层的地基。

同时，水闸土体在渗透水流的作用下产生变形以及失去部分的承载力也是防渗工程在施工时期遭受破坏的主要原因。

1 水闸在软土地基础处理
在20世纪70年代左右，由于洪涝的灾害问题，我国建设了大量水闸来处理问题，但是当时由于技术与经济的问题大部分的水闸都没有对地基进行相应的处理。

然而经过这么多年的运行，很多水闸都会产生沉降、开裂等问题，很多水闸更是无法正常运作。

所以在上个世纪90年代开始我国对于这类问题水闸进行基础处理方法，这些方法包括水泥搅拌桩、刚性混凝土桩和水泥粉煤灰碎石桩等。

1.1 水泥搅拌桩的地基
水泥搅拌地基的机理就是通过对软弱土体进行相应的加固搅拌成桩，是一种柔性的地基，它对桩间土体起着约束的作用，对于沉降变形有较好的协调性。

就目前搅拌桩而言，它主要采用连体格栅来布置，对闸室的地板四周进行围封，来阻止软土的蠕动向闸室的底板外流，还可以防止地震塌陷。

当软土层的有机物质含量较大时就会对搅拌桩成桩的质量产生影响，这时就要进行试验来确定可用性。

使用这种搅拌桩并没有发现闸侧和闸底地渗漏现象，它是一种协调变形较好的柔性地基。

1.2 刚性混凝土桩的地基
刚性混凝土桩基础的桩底一般都穿透土体的淤泥层置于粘土层、沙卵石层以及沙层等，它在水闸的上部结构安全、承载力和沉降量等方面均满足基础的要求。

但是它也存在一些问题，由于闸侧的回填土沉降等原因，引起的闸底与闸室基底沉降脱空，会给水闸带来安全的隐患。

其处理的办法是定期进行相应的灌浆让闸底板预留灌浆孔，然而要是处理不好，可能在洪水时期造成闸两侧发生溃堤或者管涌的现象。

所以在软土层厚度大于25m时才可采用这种刚性混凝土桩的基础。

1.3 水泥粉煤灰碎石桩的地基
水泥粉煤灰碎石桩本身的强度要低于刚性的混凝土桩，要高于水泥搅拌桩，它在变形协调上要高于刚性的混凝土桩的基础，但是要低于水泥搅拌桩复合地基，它在桩底要置于可靠的持力层，地基的承载能力较大、水闸的沉降量较小，它的造价要低于混凝土钻孔灌注桩，要高于水泥搅拌桩，它适合用在处理地基承载能力要求相对较高的地基上。

由于这种地基用于非淤泥的地基效果较为理想，在大于60%含水量地超软地基是否也同样适用还有待实践与研究。

2 砂砾层和粗砂层地基水闸在强透水中的地基处理
水闸在砂砾层和粗砂层中的地基包含两类：一种是小于3m的软土层，另一种是直接坐落上的。

这种地基的特点是设计的承载力可以略高于允许地基的承载力，缺点是抗渗透的变形力比较差。

这种地基处于从经济的考虑可以采用振动水冲挤密法，对这种的砂层有覆盖的薄层软土层地基，可以除去覆盖层，添加粗砂后对其进行水冲振动。

对于振冲孔的添加填料要选用直径小于5cm，含泥量小于5%的砂与碎石等。

由于振动的水冲挤密法不能很好的解决水闸基底渗透的稳定问题，所以需要采用防渗措施。

采取防渗措施可以用水平的铺盖或者垂直的防渗透墙（水平铺盖没有垂直防渗墙效果好），在布置时需要注意与闸室两边刺墙的对接，要向两端延伸一定的长度来防止闸侧的渗透破坏。

经过广东省今年来的实践表明，在采用振动水冲挤密结合垂直的防渗墙的处理后，在使用当中并没有出现不均匀的沉降或者沉降过大、渗透变形的问题发生。

3 防渗施工的研究
水闸防渗的基础布置可以采用排水和防渗相互结合共同来施工。

排水的措施可以布置在水闸下游的渗流出口处，能够正常的让渗流排放到下游，防止渗流的现象发生；大部分的防渗措施可以用延长渗透的直径的方法，来布置侧向的绕渗，可用于水闸上游的一端。

3.1 防渗的措施
防渗措施具体有防渗墙、齿墙以及铺盖等等。

水闸防渗措施在软基上面主要有垂直于水平防渗设施两种，垂直的防渗一般采用灌浆混凝土墙与板桩等措施，其防渗效果明显，但是相对的施工比较复杂。

水平的防渗措施普遍用于在闸室上游，水平防渗主要用粘土或者混凝土来进行铺盖，通常的布置都在水闸的上游，它与闸室的底板相互联合形成不透水的地下轮线，此外在铺盖的上游和闸室的下游端布置有一定高度的齿墙。

垂直防渗可以对砂性的地基作为主要措施，在岩基上面的水闸防渗措施普遍都采用垂直灌浆。

3.2 止水分缝
由于结构所产生的沉降或者由于温度产生变形导致水闸裂缝这些都需要在
水闸上设缝来避免，其缝之间的宽度约为2～2.5cm，缝之间的距离为10～30m，这样能够让相互靠近的机构物不受到影响。

在抗震的时候，缝宽度将会变大。

但有防渗要求的伸缩缝与沉降缝，都要设置止水结构。

止水分为铅直和水平两种，止水的材料和型式需要满足柔性大的、可以适应变形能力和防渗性能较好的等特征，通常可以使用的材料包含胶皮止水带、塑料止水带以及紫铜片等等。

3.3 水闸相互连接建筑物之间的布置
和土堤互相连接的水闸，既要考虑到绕侧边墙的水平防渗措施还要考虑沿底板的垂直防渗措施，它是一个具有空间的渗流问题。

它的防渗措施不但需要分析侧边绕渗对于建筑物基底地压力影响和墙底接触的土面渗透坡降是否能够超过临界值造成管涌的破坏，还要考虑到渗透水压力沿边墙渗流的水面高度。

绕渗水可能会使防渗墙等防渗措施对砂基的截渗效果有所消减，因此，做好下游的排渗布置是可以减少绕渗危害的重要措施，这样可以降低下游边墙绕渗的地下水面，还可以降低建筑物基底的出渗坡降与压力，可以减少陡坡侧岸踏滑的安全危险。

排水井可以在翼墙的外侧可以布置2～3个排水井通到下游尾水，它是最简单便捷的减轻绕渗水的措施，这样可以减少向下游弯曲时侧岸绕渗的影响，与此同时，还可以使墙外填土的孔隙压力相互抵消，也可以与有滤层的排水井相结合用于观察绕渗水的水位。

在很多大型的水利工程施工当中，有许多成功的工程经验，对于水利工程来讲，渗流的问题是主要的关键，渗流的安全问题也成为整个工程的主要因素，同时，它也是评论这个工程环境效益、经济效益已经社会效益的重要内容。

怎么更好的运用与理解水闸的防渗工作、防渗的排水设施与地基防渗的处理手段的布置等一系列主要问题，在整个水闸的建筑物施工当中具有特殊的意义。

4 结束语
总体来说，在大坝的基础灌浆时要是在冬天施工，会受到气温、水温以及施工条件的影响，在确保施工质量的同时，经费上开支相对比较大些，所以要避免在冬天进行相应的施工。

然而水闸的基础处理以及防渗施工时候对整个大坝都起了至关重要的安全性作用，解决水闸的基础处理和防渗施工的问题，来保证水利工程安全可靠的运行。

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