軟土地基上的新型鋼板樁圍堰設(shè)計(jì)

軟土地基上的新型鋼板樁圍堰設(shè)計(jì)1工程概況某工程位于由于河口，位置的地質(zhì)情況很差，淤泥質(zhì)粘土層厚超過20m。而設(shè)計(jì)水位又很高，外河設(shè)計(jì)水位7.96m，泥面高程約為0.0m，施工圍堰堰高和作用水頭均很大，所以圍堰設(shè)計(jì)存在較大難度。主要創(chuàng)新為堰身結(jié)構(gòu)采用袋裝吹填土代替常規(guī)的回填土。2場地工程地質(zhì)條件根據(jù)工程地質(zhì)勘察報(bào)告，場地地層自上而下可分為：第1層，素填土；第1-3層，淤泥質(zhì)填土～近期沖淤積土；第2層，淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土；第2-1層，粉質(zhì)粘土；第3層，粉質(zhì)粘土；第3-1層，淤泥質(zhì)土。表1列出了堰址處第2層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)。表1淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)坡含水率胞%臨比重間γ嶺KN/m瞇3敏直剪循滲透系數(shù)逢(判10策-6新cm/sec志)摸c桐q指/kPa芝φ偵q勢/高度秋垂直方向姥k煎v岔水平方向扇k孫h膛36.8牛2.71把17.9除11.2窄7.4視9.36主15.433板樁結(jié)構(gòu)土壓力計(jì)算圖1板樁結(jié)構(gòu)簡圖板樁結(jié)構(gòu)簡圖見圖1。第2層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土的重度γ=17.9kN/m3，飽和重度γsat=18.23kN/m3，土的內(nèi)摩擦角φq=7.4°，粘聚力Cq=11.2kPa，主動土壓力系數(shù)Ka=0.772，被動土壓力系數(shù)Kp=1.296。板樁內(nèi)及墻后均采用砂性吹填土填筑，吹填土的重度γ1=15.0kN/m3，吹填土的飽和重度γsat=18.0kN/m3，內(nèi)摩擦角φ=20°，粘聚力C=0，主動土壓力系數(shù)Ka1=0.49，被動土壓力系數(shù)Kp1=2.04。水位按最危險(xiǎn)組合情況進(jìn)行計(jì)算，堰內(nèi)剩余水頭控制在2.5m高程以下。q取為35.28kPa，土壓力按文獻(xiàn)[1]中公式進(jìn)行計(jì)算，土壓力計(jì)算簡圖見圖2。圖2土壓力計(jì)算簡圖4鋼板樁入土深度計(jì)算鋼板樁的土壓力計(jì)算參見圖2，確定由主動土壓力、被動土壓力和水壓力對錨桿安裝點(diǎn)的力矩MEa、MEp和MEw，鋼板樁入土深度需滿足下面經(jīng)驗(yàn)公式（文獻(xiàn)[2]）。經(jīng)計(jì)算，MEa=15136.26kN.m/m，MEp=23813.96kN.m/m，MEw=3477.19kN.m/m，F(xiàn)=1.28＞1.2。5堰體寬度計(jì)算振堰體迎寬度應(yīng)滿足抗股剪、抗傾、抗娃滑、地基承載返力和防止地基辭土管涌的要求爸。倡5記.夾1猴抗剪炕穩(wěn)定謀抗剪社穩(wěn)定槍采用披下列刑Terzag士hi味公式列（文僑獻(xiàn)澇[3怕]敏）發(fā)進(jìn)行計(jì)搏算銀:舍式中圖，纏B=10m賓，內(nèi)摩擦述角役φ隆=鈔20雕°槐，經(jīng)亮計(jì)算便，接E革a惱=占229.86眉kN超，商M=叢533.95臉kN泊.厘m木，顆K=1.糠04仁＞楊0.7底。音5仔.攻2慢抗傾斑穩(wěn)定躬抗傾肥穩(wěn)定指應(yīng)滿足吹下列公式轎（文宇獻(xiàn)帆[3棚]眾）危:匆經(jīng)幼計(jì)算作，澇G=期276.14胃kN撇，惹T=駝330.0艇kN港.紹m院，牌K=辦15.18魯＞愁1.4絹。能5親.遷3德抗滑太穩(wěn)定冬抗滑洗穩(wěn)定租應(yīng)滿足賺下列公式勁（文渾獻(xiàn)扇[3稈]殿）車:牛式中潤，預(yù)G=部276.14汪kN子，地f=tg公7.4戀°婦＝說0.13肚，屆S=A孫[州τ刺]稅縣，釋A=煌156美cm煌2微，挖[遷τ暑]=200M戒Pa偉皆，承E誠w朱為水壓力趴，膀Ew=儉306.25勺kN械，住E漁s悅為廟土壓力，禮Es=0若，經(jīng)闊計(jì)算晝，登K=惰20.78南＞翅1.4匠。娘5對.柱4按地基承載力計(jì)往算虜根據(jù)土的抗剪茶強(qiáng)度指標(biāo)，按鬼下惰列侮公桐式駐（文賽獻(xiàn)半[菠4斤]噸）駝確定地基土承調(diào)載力特征值：亞經(jīng)計(jì)算，地基幟土承載力特征帶值曲f蒙a李=煮416.45急kP胞a農(nóng)，牙詢σ紫max抓=錢299.61巡kP逃a陸，地基承載力然穩(wěn)定。彼5槽.宿5陪地基土管涌計(jì)達(dá)算鹿地基土尊的勢管涌講計(jì)算棚應(yīng)滿足交下列公式爹（文耍獻(xiàn)好[3伯]指）恥:份式中脂，芒l賢1厲=11理m青，側(cè)l映2倉=型11損m啄，范B=10m次，洋Δ火h=單7.96吵m辭，濾經(jīng)計(jì)算，搏K=旱4.02暖。廣6沫影錨桿破和鋼板樁的內(nèi)蝶力計(jì)算地6炎.1按錨桿擁的內(nèi)鴿力計(jì)算牢錨桿翠的內(nèi)菜力秧采用淡比較符合實(shí)際爸情況的蛋變位法計(jì)算拳。路即假定鋼板樁泥內(nèi)、外側(cè)板樁野由于外力作用恭產(chǎn)生變位，在太拉桿處的內(nèi)向愛變位相等。姻計(jì)算奶簡凈圖見謙圖慈3肯。孤計(jì)算公式釘（參見文獻(xiàn)嚴(yán)[3]狡）違如下條：蟲Z=(艘P割1自+某P際2毀)×(10×鵲H3-10×等H2×C+5片×H×C2-嚷C3)÷(8證0×H×C)膛P炊1勿＝蘇(悶2×P棟a盤-P針?biāo)?÷H逆P淹2益＝幅(拼2×P玩a驅(qū)+P蠻水貌)÷H搞式中賢：壓P僵a沃:御泥面以上主動慮土壓力之和；概P劉水吼:芹泥面以上室水屯壓力之和；傲C近:清泥面以上水深粗；厘H籮:岡泥面以上樁長狗；朵制圖披3恨剖變位法計(jì)算簡爸圖忌經(jīng)計(jì)算，錨桿憲拉力肥52.29御kN萍，根據(jù)設(shè)計(jì)資撫料，錨桿的直抱徑袖為肝φ第3沾2黨，保f花y顯=310N/斃m(xù)m當(dāng)2過，根據(jù)公測式托N妄≤塔f衰y情A亦s抄，可求未出傍f秤y泥A狼s月=249.3蠶k嘆N示。若取安全系逼數(shù)剛為禽1.萌5別，并考慮到錨蚊桿的間距和為托0.8m冬，可求出錨桿幕軸向拉力設(shè)計(jì)當(dāng)值時N=20脊7野.8燙k史N波。經(jīng)驗(yàn)算，錨侮桿的拉力滿足痕強(qiáng)度要求。陷6辜.帶2全鋼板樁的內(nèi)叼力計(jì)算懂鋼板樁內(nèi)力計(jì)配算可先確定鋼愧板樁剪力為零紐的位置（高盈程繼-0.45繪m偷處），然后計(jì)螞算該點(diǎn)的彎矩興，即昌鋼板樁耐的尼最大彎矩。顏計(jì)算簡圖見太圖埋4躲。父鳴固經(jīng)計(jì)算，閥鋼板樁最大彎搬矩秋分別為撐36.31畢kN.m模/m競。虹根據(jù)鋼板樁的慕結(jié)構(gòu)型式別，查得識鋼板樁的留W=省85潤0cm核3費(fèi)，削[非σ田]=200M踢P匆a砍。按照下列公瓜式驗(yàn)算：防經(jīng)驗(yàn)算，鋼板倆樁的內(nèi)力耍σ嚴(yán)為港42.72貞MP厭a選，滿足粥強(qiáng)度要求。鳥測感智鐵7須堰體袋整體享穩(wěn)定性分析滴采用瑞典圓弧軍法對草堰體進(jìn)行穩(wěn)定演性分析賤，穩(wěn)定安全系迎數(shù)彈采用晌以下蠢文感獻(xiàn)炸[折6狐]幟公式煩計(jì)算，圖戰(zhàn)5花為采用河海大朗學(xué)土石壩穩(wěn)定壟分析系板統(tǒng)絲V4.問0象軟件對小堰體形整體穩(wěn)定性驗(yàn)撫算座簡圖美。計(jì)算結(jié)果表儀明，痰堰體侍整體穩(wěn)定性符慘合規(guī)范要求。井圖鑼5祖堰體藝整體穩(wěn)定性驗(yàn)顏算8設(shè)計(jì)總結(jié)號本工程施工圍馳堰設(shè)計(jì)包括棵圍堰喂穩(wěn)定、抗傾、紙板樁剛度、拉年桿強(qiáng)度以及滲曠透穩(wěn)定濃設(shè)