一种既有水闸新增闸墩地基处理方法及新增闸墩与流程

本发明涉及水利工程地基处理，公开了一种既有水闸新增闸墩地基处理方法及新增闸墩。

背景技术：

1、目前，有些软土地区的中小型水闸，由于前期设计中对闸室宽度设计得过宽，导致在运行不久后由于闸门本身变形出现闸门无法启闭的问题，尽管可以通过置换刚度更大的闸门来减小闸门本身的变形，但仍然会由于闸室过宽导致闸门两侧启闭难以同步、闸门运行不畅的问题，使水闸丧失功能。

2、在遇到上述问题时，常规的处理方法是对水闸进行拆除重建，但这样会导致重复投资，造成极大的浪费。

3、目前，对于上述问题的解决，除拆除重建以外的处理方法未见报道。

技术实现思路

1、根据现有技术的不足，本发明的目的是提供一种既有水闸新增闸墩地基处理方法及新增闸墩，在既有水闸底板上设置新增闸墩，使单孔水闸变为双孔水闸，达到减少闸室宽度、从而减小闸门宽度的目的，使闸门自身的变形与闸室能够充分协调，也能使闸门两侧启闭同步更加顺畅。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

3、一种既有水闸新增闸墩地基处理方法，包括以下步骤：

4、在既有水闸底板开通孔，所述通孔穿过既有水闸底板、既有垫层和天然地基；

5、在通孔内放置高出所述既有水闸底板一定高度h1的钢筋笼，并向所述钢筋笼浇筑混凝土形成新增灌注桩，所述新增灌注桩的直径小于所述通孔的直径，所述新增灌注桩高出既有水闸底板一定高度h2，h2<h1，使得所述新增灌注桩顶部保留一部分所述钢筋笼；

6、在所述新增灌注桩高出既有水闸底板的顶部架设模板，在所述模板底部设置支撑架；

7、对新增闸墩采用分层浇筑，在所述模板上浇筑至少一层混凝土，形成一定高度的新增闸墩，且使所述新增灌注桩顶部的钢筋笼伸入新增闸墩，判断所述新增闸墩是否达到预设高度，若未达到预设高度，则设置模板继续进行分层浇筑，直到达到预设高度后撤走所述支撑架和所述模板，若达到预设高度，则直接撤走所述支撑架和所述模板。

8、进一步地，所述通孔的直径大于所述新增灌注桩的直径8-12cm。

9、进一步地，在浇筑混凝土形成新增灌注桩前，在所述通孔内放置套管，所述套管的外直径小于所述通孔的直径且内直径略大于或等于所述新增灌注桩的直径，所述套管和所述通孔之间采用膨胀性黏土进行填充。

10、进一步地，所述新增灌注桩钢筋伸入所述新增闸墩的高度h3不少于所述新增闸墩净高的1/4，h3＝h1-h2。

11、进一步地，所述新增闸墩荷载下所述新增灌注桩本身的压缩变形和所述灌注桩桩端往下刺入地基的位移和为s，所述高度h2的取值范围为1.0s～1.1s。

12、进一步地，新增灌注桩在新增闸墩荷载下本身的压缩变形s1采用下式计算：

13、

14、其中：σt、σb分别为新增灌注桩桩顶和新增灌注桩桩底上所受的应力；l为新增灌注桩桩长；ep为新增灌注桩桩身压缩模量。

15、进一步地，新增灌注桩在新增闸墩荷载下桩端往下刺入地基的位移s2采用下式计算：

16、

17、其中：es、νs分别为新增灌注桩桩底下地基土的变形模量和泊松比；r为新增灌注桩桩身半径，当新增灌注桩桩底位于不可压缩土层时，s2＝0；

18、新增灌注桩桩顶所受的应力σt采用下式计算：

19、

20、其中：p为新增闸墩作用在新增灌注桩桩顶上的压力；

21、新增灌注桩桩底所受的应力σb采用下式计算：

22、

23、其中：lsi为新增灌注桩长度范围内桩周第i层土的厚度；usi为新增灌注桩桩周第i层土的侧摩阻力。

24、进一步地，所述支撑架包括多根横梁和多根纵梁，多根所述横梁和多根所述纵梁通过焊接固定，多根所述纵梁通过水闸上下游分别设置的两台吊机吊设缆绳进行支撑。

25、进一步地，当新增灌注桩沉降完成后，若新增闸墩与既有水闸底板之间存在空隙，对空隙进行填充处理。

26、一种新增闸墩，设在水闸两个既有闸墩之间，包括：

27、通孔，穿过既有水闸底板、既有垫层和天然地基；

28、钢筋笼，设在所述通孔内且高出所述既有水闸底板一定高度h1；

29、新增灌注桩，直径小于所述通孔的直径，高出既有水闸底板一定高度h2，h2<h1，通过向所述钢筋笼浇筑混凝土形成；

30、新增闸墩，设在所述新增灌注桩顶部，所述新增灌注桩顶部的钢筋笼伸入新增闸墩，通过分层浇筑形成；

31、其中，在所述新增灌注桩高于所述既有水闸底板的顶部架设模板，且在所述模板底部设置支撑架，对所述新增闸墩采用分层浇筑，在所述模板上浇筑至少一层混凝土，使得所述新增灌注桩顶部的钢筋笼伸入新增闸墩，判断所述新增闸墩是否达到预设高度，若未达到预设高度，则设置模板继续进行分层浇筑，直到达到预设高度后撤走所述支撑架和所述模板，若达到预设高度，则直接撤走所述支撑架和所述模板。

32、与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：

33、本发明提供的一种既有水闸新增闸墩地基处理方法及新增闸墩，不需要对水闸进行拆除重建，只需要要在既有水闸上新建新增闸墩，进而通过加装多扇闸门来解决由于闸室过宽导致闸门两侧启闭难以同步、闸门运行不畅的问题。

34、且本发明采用新增闸墩荷载由新增灌注桩承担的方法，避免了新增闸墩对既有水闸底板的影响，新增闸墩不会对既有水闸底板产生压力作用，从而达到避免拆除水闸进行重建的目的，这样做一是仅对水闸闸室局部进行改造，大大地减小了拆除重建的工程投资；二是这样的局部改造工期较短，可以尽快地恢复水闸的功能，对水闸防洪排涝安全不造成影响，达到既经济又安全的目的。

技术特征：

1.一种既有水闸新增闸墩地基处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的既有水闸新增闸墩地基处理方法，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的既有水闸新增闸墩地基处理方法，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的既有水闸新增闸墩地基处理方法，其特征在于：

5.根据权利要求1所述的既有水闸新增闸墩地基处理方法，其特征在于：

6.根据权利要求5所述的既有水闸新增闸墩地基处理方法，其特征在于：

7.根据权利要求5所述的既有水闸新增闸墩地基处理方法，其特征在于：

8.根据权利要求1所述的既有水闸新增闸墩地基处理方法，其特征在于：

9.根据权利要求1所述的既有水闸新增闸墩地基处理方法，其特征在于：

10.一种新增闸墩，设在水闸两个既有闸墩之间，其特征在于，包括：

技术总结
本发明一种既有水闸新增闸墩地基处理方法及新增闸墩，包括在既有水闸底板开通孔，通孔穿过既有水闸底板、既有垫层和天然地基，在通孔内放置钢筋笼且通过浇筑混凝土制成新增灌注桩，新增灌注桩顶部保留一部分钢筋笼，新增灌注桩的直径小于通孔的直径且高出既有水闸底板一定高度，在新增灌注桩高出既有水闸底板顶部架设模板，模板底部与既有水闸底板间隔一定距离，在模板底部设置支撑架，对模板上采用分层浇筑，形成新增闸墩。本发明在既有水闸底板上设置新增闸墩，使单孔水闸变为双孔水闸，达到减少闸室宽度、从而减小闸门宽度的目的，使闸门自身的变形与闸室能够充分协调，也能使闸门两侧启闭同步更加顺畅。

技术研发人员：彭良泉,彭绍才,牟春霞,曾文,曾繁钦,马小俊,李旻,郑建坤,宋瑞虎,赵泽湖
受保护的技术使用者：长江勘测规划设计研究有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16