墙背高填式省水船闸刚性桩组合地基处理研究

作     者：戈国庆 张毅濠 王曙光 何良德 孟彦廷 

作者机构：山东省交通规划设计院集团有限公司 河海大学港口海岸与近海工程学院 

出 版 物：《人民长江》 (Yangtze River)

年 卷 期：2025年

学科分类：08[工学] 0824[工学-船舶与海洋工程] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2023YFC3206103) 山东省交通规划设计院集团有限公司科技计划项目(KJ-2021-SJYJT-03) 

主　　题：地基处理 省水船闸 复合地基 复合桩基 宽缝施工 

摘      要：省水船闸在北方平原地区应用潜力大，但在软土覆盖层深厚的鲁西平原等地区，多级分布式省水船闸闸室结构本身和墙背高填土将引起地基显著沉降，不利于工程安全。本文以渡槽穿黄-八级分散式省水船闸为依托，考虑厚覆盖层、高水头、墙背高填土，结合宽缝施工，提出多种填土区与闸底刚性桩布置及桩顶连接方案，建立PLAXIS有限元模型，分析闸室与桩体的受力变形特性。结果表明，填土区宜采用等桩长变间距带桩帽布置，闸底宜采用边密中疏布置，宽缝宜在第③-⑤级省水池挡墙及回填土施工时封合；闸墙与桩顶刚接使得底板与闸墙差异沉降最小，可作为最优的桩顶连接方式，但此时桩身弯矩、剪力均超过预应力管桩极限承载力，需将其替换为灌注桩作为优化的刚性桩组合地基处理方案。优化方案下，闸墙外侧桩体顶部轴力、剪力及弯矩均最大，但仍在灌注桩极限承载力范围内。针对类似的墙背高填式省水船闸，建议按弯矩增量法确定宽缝最佳封合时间，填土区宜在桩顶设置桩帽，闸室下方宜采用闸墙刚接的变刚度布桩方案。