围堰设计计算书1.docx
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围堰设计计算书1
1工程概况
1.17#墩概述
7#主墩承台长35.7m,宽19.7m,承台顶标高0.0m,底标高为-5.0m,总高度为5m。
承台总体布置如下所示。
图1.1-1承台平面尺寸图(单位:
cm)
7#墩所处所处位置环境复杂,紧邻寺庙及水闸,平面位置如下图所示:
1.2水文地质条件
1.2.1水文条件
瓯江为不规则的半日潮,落潮历时大于涨潮历时,平均潮差超过4m,潮流强劲,表面平均流速大于1m/s;
瓯江潮汐特征值详见下表:
表1.2-1瓯江港区潮差特征值(基准面:
85年高程系)
潮汐特征
温州郭公山
龙湾
最高潮位(m)
5.44
4.5
最低潮位(m)
-2.43
-2.02
平均高潮位(m)
2.52
2.49
平均低潮位(m)
-1.39
-2.02
平均潮差(m)
3.92
4.52
1.2.2地质条件
7#墩处地质条件复杂,基岩埋置深度变化大,局部现裸岩,承台部分设计入岩;表层为淤泥夹粉细砂覆盖层。
墩位处土层参数见下表。
表1.2-1土层参数
土层名称
层厚
(m)
天然湿密度
(KN/m3)
直剪固快
直剪快剪
内摩擦角
(°)
粘聚力
(KPa)
内摩擦角
(°)
粘聚力
(KPa)
淤泥夹粉细砂
16.9
11.2
墩位处土层及岩层埋深见下图。
图1.2-17#墩地形实测图(单位:
m)
1.3气象条件
工程区域属于亚热带海洋性季风湿润气候,温暖湿润,日照充足,雨量充沛,四季分明。
多年降水量1100~2200mm,年平均降水量1700mm。
夏季盛行偏南至西南风,冬季以北至东风为主,多年平均风速2.0m/s。
台风是区域主要的灾害天气,7~9月是台风活动频繁起,占总数的84%,常伴随狂风暴雨,诱发滑坡、坍塌、泥石流等不良地质现象的发生。
1.4结构描述
围堰通过双排钢管桩间填土形成,堰内填土,并在钢管桩悬臂范围内设置1~2道支撑系统。
在靠近观景平台侧,由于原河床面高,通过砂袋+填土的方式形成围堰。
水闸的水通过设置框架式混凝土墙实现隔水、引流,从土围堰后侧排入江中。
首先对靠近主航道、栈桥侧进行回填处理,处理后河床底高程分别为-4.0m、-1.0m。
2编制依据
1)104国道温州西过境永嘉张堡至瓯海桐岭段改建工程(瓯江特大桥)《两阶段施工图设计》文件,第1~2册
2)104国道温州西过境永嘉张堡至瓯海桐岭段改建工程(瓯江特大桥)施工图设计阶段《工程地质勘察报告》,第1~3册
3)《基坑工程手册》
4)《建筑基坑支护技术规程》
3设计参数
项目
参数
高潮位
+5.0m
低潮位
-2.0m
堰内填土高度
+5.0m
计算河床高程
-1.0m、-7.0m
承台底高程
-3.0m
基坑底高程
-3.5m
淤泥夹粉细砂
γ
16.9KN/m3
c
12.8kpa
φ
11.2°
Ka
0.675
(Ka)0.5
0.821
Kp
1.482
(Kp)0.5
1.217
粘土
γ
KN/m3
c
kpa
φ
°
Ka
(Ka)0.5
Kp
(Kp)0.5
第一道支撑
+3.0
第二道
-1.0
4计算工况
工况一:
高潮位+4.5m时,结构受力
工况二:
低潮位-2.02m时,结构受力
5围堰宽度计算
显见,工况一条件下,围堰受力最不利。
5.1河床底高程-7.0m处围堰宽度
计算模型采用重力式挡土墙,墙高4.5+7=11.5m,墙宽D。
计算模型图示如下:
堰内土自重
1)堰内土自重
G=16.9×D×11.5=194.35DKN/m
2)水压力
3)土压力
4)倾覆力矩
5)抗倾覆力矩
6)抗倾稳定系数
以图中C为转点,
,实际按D=6.5m取值。
5.2河床底高程-1.0m处围堰宽度
堰内土自重
1)堰内土自重
G=16.9×D×6=101.4DKN/m
2)水压力
3)倾覆力矩
4)抗倾覆力矩
5)抗倾稳定系数
以图中C为转点,
,实际按D=3.0m取值。
6钢管桩规格设计
单层任意位置支撑及多层支撑结构,净土压力为0的位置与弯矩为0的位置很接近,计算式将净土压力为0的位置简化为弯矩为0的位置。
6.1河床底高程-7.0m处内侧钢管桩规格
内侧钢管桩在工况一、工况二时,其受力一致,计算模型如下:
6.1.1钢管桩入土深度
1)主动土压力
2)被动土压力
3)管桩最小入土深度
h=6.8m,按1.25倍安全系数考虑,h=8.5m
6.1.2钢管桩受力
根据受力模型,采用结构力学求解器建立受力图示如下:
6.2河床底高程-7.0m处外侧钢管桩规格
工况一、工况二计算模型如下:
6.2.1钢管桩入土深度
工况一:
高潮位+4.5m时
1)主动土压力
2)水压力
3)被动土压力
4)管桩最小入土深度
h=6.8m,按1.25倍安全系数考虑,h=8.5m
工况二:
低潮位-2.02m时
1)主动土压力
2)水压力
3)被动土压力
4)管桩最小入土深度
h=6.8m,按1.25倍安全系数考虑,h=8.5m
6.2.2钢管桩受力
根据受力模型,采用结构力学求解器建立受力图示如下: