7.3.1 上下游翼墙
(1) 翼墙结构型式的确定
提示：翼墙的结构型式应根据挡土高度、地基特性、当地建材资源和施工条件等方面进行多方案经济技术比较确定。对于地基条件较好的水闸可考虑采用半重力式衡重式结构；重力式挡土墙多适用于扭曲段联接或中低挡土墙；对于挡土墙高度在10m以上或地基条件较差的翼墙多采用扶壁式、连拱空箱式或空箱减荷板式结构；也可考虑采用加筋式挡土墙或锚杆式挡土墙等其它新型结构型式。 (2) 翼墙稳定计算
提示：翼墙稳定计算应分别考虑施工完建、正常运用和地震情况下的抗滑稳定、抗倾稳定、地基承载力均能满足要求，必要时还要验算地基深层滑动稳定性。翼墙设计的重点是合理选定设计土压力的强度值，应根据翼墙的实际变形条件确定是静止土压力还是主动土压力或被动土压力。 (3) 结构计算
提示：重力式翼墙一般不需进行应力分析，只有墙体过高而墙身厚度较薄的情况下才需应力复核。悬臂式翼墙、扶壁式翼墙及连拱空箱式翼墙一般采用材料力学的方法计算内力。 7.3.2 其它结构 (1) 胸 墙
提示：胸墙按其结构型式分为活动胸墙和非活动胸墙，而以非活动胸墙居多。非活动胸墙又分为板式结构和板梁式结构（肋形结构）。板式结构胸墙内力按单向板计算，板梁式结构胸墙内力按肋形结构计算。 (2) 工作桥（亦称机架桥）
提示：工作桥是为了安置启闭机械而设，桥面高程根据闸门提升高程、闸门高度及滑轮组尺寸来确定。工作桥支承于排架上或直接支承在闸墩上。工作桥结构多为板梁式结构，设有启闭机房的工作桥有四根纵梁，不设启闭机房的工作桥有二根纵梁。主梁内力按闸墩或排架为支座的简支梁计算。 (3) 交通桥
提示：结合水闸工程建桥是一种经济合理的工程布置方案。大中型水闸工程的两岸连接道路也多是公路工程的一部分。闸上交通桥的设计标准应根据通过闸区公路的实际标准和规划标准综合确定。交通桥的结构型式应优先选用空心板、T形梁等具有标准设计图的结构。交通桥多支承于闸墩之上、也有的支承于闸墩上的排架之上。交通桥的结构计算可参阅有关资料。 (4) 排 架
提示：水闸上的排架最多用来支承安置启闭机的工作桥，也有的用来支承交通桥，还有一种用来启吊叠梁式检修闸门的单排架。因此，将水闸上的排架分为单柱式（壁墙式）排架和刚架式排架。单柱或排架按一端固定、一端自由的偏心受压构件计算内力。刚架式排架的内力计算应按顺水流方向和垂直水流方向用结构力学方法（如“无剪力分配法”等）分别计算。 8 地 基 设 计
提示：水闸工程与其它建筑物一样，能否保持设计荷载作用下的地基稳定性是工程设计成败的关键。保持地基稳定性，不仅要求基底应力小于地基容许承载力，建筑物的稳定安全系数大于其规定值，还要求建筑物的沉降量不超过容许值，并防止渗透破坏的发生。地基设计要充分考虑利用天然地基的可能性。地基处理方案也应进行多方案经济技术比较，以达到结构合理、施工方便、效益显著之目的。 8.1 天然地基设计计算 8.1.1 验算地基的容许承载力
提示：地基容许承载力的确定可由以下途径： (1) 缺乏地基土力学性能指标时，根据其物理状态采用有关规范规定的地基容许承载力，必要时可考虑根据基础特性对基本承载力进行修正；无实测资料时，也可根据经验采用类比法确定地基容许承载力； (2) 从地基变形的角度出发，根据地基中极限平衡区的开展范围确定地基容许承载力； (3) 从地基的整体剪切破坏角度出发，根据地基发生整体剪切破坏时的极限荷载除以安全系数确定地基容许承载力。 8.1.2 地基的稳定性计算
提示：水闸建成后，正常挡水并遭遇地震荷载时、或最高挡水位时，均可能承受最大水平向推力而使基础丧失稳定，并根据垂直荷载的大小产生表层滑动或深层滑动。水闸地基的稳定性计算就是指深层滑动的稳定性计算。稳定性的计算方法有圆弧法、折线法、塑性平衡理论计算法等，应根据地基分层情况和工程特点确定相应计算方法。 8.1.3 地基沉降计算
提示：土基尤其是软土地基上的水闸，其沉降不均匀且沉降值较大时，可能造成闸室倾斜、底板开裂，严重地影响水闸的安全运用。因此，软基上的水闸应根据沉降计算成果来分析地基变形情况，以便选用合理的结构型式，并由此确定施工速度和程序。 8.1.3.1 选择沉降计算断面和计算点
提示：(1) 断面选择：一般中孔闸室选择一个断面，边孔闸室选择一个或两个断面。 (2) 计算点：条形基础选择在基础边缘和中心点；长方形基础选择在基础四角和中心点；中小型水闸可取底板两端和中点。 8.1.3.2 确定压缩层厚度
提示：水工设计中传统的压缩层厚度确定方法，只与附加压力的大小有关：一般土层用附加应力等于自重应力的20%的厚度，软土地基用附加应力等于自重应力的10%的厚度作为压缩层厚度。由于没有考虑土层压缩性大小的影响，显然不太合理。现改为按计算沉降量确定压缩层厚度较符合实际。确定的方法是：在压缩层下限向上取1米厚土层，计算的压缩量值不大于在压缩层范围内各土层压缩量总和的2.5%，以此作为压缩层厚度的确定条件。 8.1.3.3 选定各计算层次的标准压缩曲线
提示：首先根据地质剖面图中所标明的不同土类及其变化情况确定压缩计算层次，再确定各土层相应的标准压缩曲线。标准压缩曲线是根据所取有代表性的原状土样进行压缩试验结果计算所得。 8.1.3.4 地基的应力计算
提示：应力计算包括自重应力、附加应力和基坑开挖的卸荷应力。 (1) 自重应力：应考虑地基中有粘土隔水层和含沙水层相间时对自重应力的影响； (2) 附加应力：一般按照均质弹性半无限体理论且不考虑地层软硬不均的影响的计算方法，通过积分求得矩形或条形基础在分布荷载作用下基础角点处的附加应力。 (3) 卸荷应力：基坑开挖时地基卸荷，计算随开挖范围而变化的地基应力值减小的数量。 8.1.3.5 最终沉降量计算
提示：(1) 根据地基应力计算成果，可以确定闸室各计算断面中计算点在基坑开挖后的初始应力和水闸建成后的最终应力，并从各土层的标准压缩曲线上求得相应的初始孔隙比和最终孔隙比，再求出各土层的压缩量和总压缩量，即为最终沉降量。 (2) 最终沉降量的修正： ① 按土的固结过程和固结度法进行修正。 ② 按照沉降量与经历时间的经验关系式进行修正。 8.1.3.6 水闸容许沉降量的确定
提示：水闸容许沉降量尚无统一规定，根据工程运行经验可确定为：整体平底板水闸最大沉降量应控制在100mm以内，最大沉降差控制在30mm之内；反拱底板水闸闸墩的最大沉降差应控制在3mm之内。 8.2 闸基处理
提示：(1) 平原地区水闸大多建造在第四纪松散覆盖层上，经常遇到松散砂性土、软粘土、淤泥等软弱地基，这些地基的地基土均具有标准贯入击数小、承载力低、粘性土的天然含水量高、砂性土的天然空隙比大等特点。不能满足水闸对地基的要求，必须进行基础处理。 (2) 水闸基础处理的方法较多：有垫层法等浅层基础处理；有砂井预压、振冲挤密、强夯等中深层基础处理；对深层处理则多采用桩基；对岩基水闸的闸基断裂带局部处理或湿陷性黄土、膨胀土、冻土等特殊土的闸基处理则应采取相应专门处理措施。确定地基处理方案要首先充分考虑利用天然地基的可能性，并进行多方案经济技术综合比较，以求达到技术可靠、结构合理、施工方便、效益显著之目的。限于篇幅，本章只介绍浅层基础处理的垫层法和深基础的钻孔灌注桩基础。 8.2.1 垫层法处理水闸浅层基础
提示：垫层法主要适用于闸基下为厚度不大于3.0m的软粘土或淤泥时的情况。垫层材料多采用中粗砂、碎石或重壤土等，其作用除增强了地基的稳定性，减小了水闸的沉降量和不均匀沉降之外，还缩短了下卧软土层的渗透固接时间，有利于抵抗深层滑动。 8.2.1.1 确定垫层厚度
提示：确定垫层厚度的方法主要有： (1) 根据下卧层的承载能力确定垫层厚度； (2) 按照极限平衡理论求地基中塑性开展区的范围的方法确定垫层厚度； (3) 基础延伸法：将垫层视为基础来考虑； (4) 根据基础边缘地基的局部稳定条件确定垫层厚度：使垫层厚度略大于基础边缘可能局部滑动的最大深度。 8.2.1.2 确定垫层宽度
垫层宽度可根据满足地基应力扩散的要求来确定。 8.2.2 钻孔桩基础设计
提示：在软弱地基上建造水闸，当地基的承载能力和稳定性不能满足要求或水闸的不均匀沉降过大时，一般采用钻孔桩基础。必须指出，桩基水闸闸室布置多为低桩承台加分离式底板的布置型式，其方案应与平底板方案进行经济技术比较后确定。桩基设计依据“建筑桩基技术规范”JGJ94-94。 8.2.2.1 钻孔桩基础结构布置
经计算确定，每个中墩共布置 排钻孔桩，每排 根，桩距 m，桩长 m；每个边墩共布置 排桩，每排 根，桩距 m，桩长 m；桩径 m，排距 m。承台宽 m，长 m，厚度 m，顶面高程 m；承台间底板厚 m。
提示：结构布置中桩的总数根据作用于桩基的垂直荷载和水平荷载来确定，布置桩的位置时应尽量使桩群的重心与荷载的合力作用点重合。承台与底板间设止水。 8.2.2.2 荷载计算
经计算单桩桩顶承受的最大垂直荷载 kN，最小垂直荷载 kN，平均垂直荷载 kN；单桩承受的水平荷载 kN。
提示：根据JGJ94-94第5.2.2.2条的规定，对于桩数超过3根的非端承桩桩基，宜考虑桩群、土、承台的相互作用效应，复合基桩的承载力可用相应计算公式计算。 当承台底面以下存在可液化土、湿陷性黄土、高灵敏度软土、欠固结土、新填土，或可能出现震陷、降水、沉桩过程中产生高孔隙水压和土体隆起时，不考虑承台效应。 8.2.2.3 单桩的承载能力计算