锡溧漕河围堰施工及计算模板.docx
- 文档编号:1690863
- 上传时间:2022-10-23
- 格式:DOCX
- 页数:8
- 大小:103.14KB
锡溧漕河围堰施工及计算模板.docx
《锡溧漕河围堰施工及计算模板.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《锡溧漕河围堰施工及计算模板.docx(8页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
锡溧漕河围堰施工及计算模板
锡溧漕河二期整治工程
围
堰
稳
定
性
计
算
书
编制人:
审核人:
审批人:
编制单位:
常州市航务工程有限责任公司
编制日期:
6月28日
围堰稳定性计算书
一、工程特征
锡溧漕河二期整治工程范围为戴溪~欢塘桥段,航道整治里程为6.733km。
根据施工设计资料,该地段处于平原水网区,水流较为平缓,常水位按3.5m考虑,河床基底基本是淤泥质粉质粘土。
结合本工程实际情况及以往工程的施工经验,我部对部分新建驳岸拟采用土围堰+双排木桩围堰的方案施工。
根据相关规范的规定,围堰应满足以下几点要求:
1围堰高度应高出施工期间可能出现的高水位(包括浪高)0.5~0.7m。
2围堰外形应考虑河流断面被压缩后,流速增大引起水流对围堰、河床的集中冲刷及影响通航、导流等因素,并应满足堰身强度和稳定的要求。
3堰内平面尺寸应满足基础施工的需要。
4围堰要求防水严密,减少渗漏。
二、水文地质情况
1、根据设计资料,锡溧漕河枯水期常水位3.3~3.5m,按3.5m+0.5m计算施工防护水位4.0m。
我部考虑将需要围堰施工的驳岸段落安排在枯水期施工,以避开雨季(7~9月)洪水位。
2、围堰内填粘土内摩擦角φ1=10.2° 容重r1=18.8KN/m3粘聚力C1=28kp
3、根据地质资料确定围堰施工的地质情况:
1)经现场测量,河床淤泥基本在40cm以内;
2)河底土层基本为淤泥质粘土。
承载力〔〆〕=60Kpa,内摩擦角φ2=6.2°容重r2=18.1KN/m3粘聚力C2=10.7kp
三、围堰方案设计
1、双排圆木桩围堰,桩堰顶宽2.5m,堰高至施工期高水位以上0.5m,根据水深选取稍径Ф20cm、桩长6~8m木桩,间距1.0m,用挖掘机打桩。
桩内侧绑扎竹篱,外侧横向绑扎木桩或钢管联结成整体。
两排桩之间用Ф12钢筋对拉形成整体。
土方采取反铲挖掘机挖土至泥驳船上,运至围堰处由抓斗挖泥船挖填构筑。
2、土围堰采用渗透性小的粘土填筑,顶宽3m,堰顶标高4.3m,临水面坡比1:
2,背水面坡比1:
1.5。
四、双排圆木桩围堰的计算
(一)、双排木桩围堰布置图
1、木桩顶标高4.5m,填土标高4.0m;
2、围堰外侧河床标高1.9m,清淤0.4m,清淤后1.5m;
3木桩暂定L=6m小头直径Φ=20cm桩底标高=-1.5。
双层围堰布置图
(二)、双层木桩围堰整体稳定性
1按最高水位4.5m,堰内抽水
1)围堰内填土重量W=2.5*2.5*18.8=117.5KN/m
2)水的侧压力Eh=10*3.0*0.5*3.0=45KN/m
对B点倾覆力矩MB=45*1/3*3.0=45KN-m/m
对B点抗倾覆力矩MB’=117.5*1/2*2.5=146.875KN-m/m
抗倾覆安全系数K=MB'/MB=146.875/45=3.264,安全稳定
(三)、木桩受力计算
按施工期常水位3.5m计算
A、木桩受力图(L=6m)
⑴主动土压力Ea=1/2LaH1
∵φ1=10.2° r1=18.8KN/m3H1=2.5mC1=28kp
φ2=6.2°r2=18.1KN/m3H2=3.0mH总=5.5mC2=10.7kp
r平均=(18.8*2.5+18.1*3.0)/5.5=18.42KN/m3
φ平均=(10.2*2.5+6.2*3.0)/5.5=8.02°
C平均=(28*2.5+10.7*3.0)/5.5=18.56kp
La=r平均*H1*Ka=18.42*5.5*tg2(45°-8.02°/2)
=18.42*5.5*0.869=88.03
Ea=0.5*88.03*5.5-2*18.56*5.5*tg(45°-8.02°/2)+2*18.562/18.42=89.16KN/m
H1C=(1/3)*(5.5-2*18.56/(18.42*tg(45°-8.02°/2))=1.06m
⑵常水位水压力(3.5m)
Eh=0.5*ρ*(H2′)2=0.5*10*(2.0)2=20KN/m
H2C=1/3*2.0=0.67m
⑶被动土压力Ep=0.5*Lp*H3
Lp=r2*H3*Kpφ2=6.2°r2=18.1KN/m3H3=3.0mC2=10.7kp
=18.1*3.0*tg2(45°+6.2°/2)=67.45
Ep=0.5*67.45*3.0+2*3*10.7*tg(45°+6.2°/2)=172.73KN/m
H3C={2*10.7*tg(45°+6.2°/2)*3*1.5+18.1*3.0*tg2(45°+6.2°/2)*1.5*1}/172.73=1.21m
⑷各力对O点(拉筋位置)取矩,令ΣM=0
Ep*(5.5+0.3-1.21)+Eh(2.0+0.8-0.67)-Ea(5.5+0.3-1.06)
=Ep*4.59+Eh*2.13-Ea*4.74
=4.59Ep-380.02
Ep=82.79KN/m<172.73KN/m符合平衡要求
⑸令ΣH=0
R+Ep+Eh-Ea=0
R=Ea-Eh-Ep=89.16-20-82.79=-13.63KN/m
拉筋在该点不受力。
⑹计算A点(桩与河床接触点)处的弯矩
∵Ea′=0.5La′H1
La′=r1*H*Ka=18.8*2.5*tg2(45°-10.2°/2)
=18.8*2.5*0.699=32.85
Ea′=0.5*32.85*2.5-2*28*2.5*tg(45°-10.2°/2)+2*282/18.8=7.41KN/m
MA=Eh*0.67+R*2.8-Ea′*0.833
=20*0.67-7.41*0.833
=7.23KN-m/m
由此可见,桩长6m能满足围堰的要求
⑺木桩强度检算
木桩小头直径¢=20cm中径按直径¢=25cm计算每米n=2根
截面系数:
W=π/32*(25)3*3=3067cm3
α=Mmax/W=MA/W=7.23*1000/3067=2.36Mpa<木桩容许应力12Mpa
结论:
1.木桩应力较小,可使中径¢=25cm计算,每米设2根。
2.木桩长6米符合围堰安全要求,木桩中间段应无节疤。
3.拉筋可视情况设置,单侧能够用木桩连接成整体。
(四)、木桩受力计算
围堰内已抽水
木桩受力图(L=6m)
1∵主动土压力:
Ea=89.16KN/mH1C=1.06m
被动土压力:
Ep=172.73KN/mH3C=1.21m
各力对O点(拉筋位置)取矩,令ΣM=0
Ep*(5.5+0.3-1.21)-Ea(5.5+0.3-1.06)=0
Ep=89.16*4.74/4.59=92.07KN/m<172.73KN/m符合平衡要求
∴L=6m木桩是合适的
R=89.16-92.07=-2.91KN/m
拉筋在该点不受力。
2计算B点处弯矩
Ea1=Ea′=7.41KN/m
MB=7.41KN/m*0.83=6.15KN-m/m
木桩所受应力α=6.15*103/3067=2Mpa<木桩容许应力12Mpa
该处木桩受力较小。
结论:
1木桩长6m,小头直径¢=20cm,中段应有¢=25cm,每米设2根。
桩顶标高4.5m,桩底标高-1.5m。
2拉筋建议Ф12双层,间距可为2m一道,要设水平圆木使围堰成整体。
3双层木桩间必须填好混合料,以尽可能提高φ值。
五、土围堰稳定性验算
围堰填土内摩擦角φ1=10.2° 容重r1=18.8KN/m3粘聚力C1=28kp
河底土层基本为淤泥质粘土。
承载力〔〆〕=60Kpa,内摩擦角φ2=6.2°容重r2=18.1KN/m3粘聚力C2=10.7kp(考虑水的渗流力影响)
Fs=∑{cili+[(γh1i+γ'h2i)bi+qbi]cosθitanφi}/∑[(γh1i+γ'h2i)bi+qbi]sinθi
式子中:
Fs--土坡稳定安全系数;
ci--土层的粘聚力;
li--第i条土条的圆弧长度;
γ--土层的计算重度;
θi--第i条土中线处法线与铅直线的夹角;
φi--土层的内摩擦角;
bi--第i条土的宽度;
hi--第i条土的平均高度;
h1i--第i条土水位以上的高度;
h2i--第i条土水位以下的高度;
γ'--第i条土的平均重度的浮重度;
q--第i条土条土上的均布荷载;
其中,根据几何关系,求得hi为:
hi=(r2-[(i-0.5)×bi-l0]2)1/2-[r+l0-(i-0.5)×bi]tanα
式子中:
r--土坡滑动圆弧的半径;
l0--坡角距圆心垂线与坡角地坪线交点长度;
α--土坡与水平面的夹角;
h1i的计算公式
h1i=hw-{(r-hi/cosθi)×cosθi-[rsin(β+α)-H]}
当h1i≥hi时,取h1i=hi;
当h1i≤0时,取h1i=0;
h2i的计算公式:
h2i=hi-h1i;
hw--土坡外地下水位深度;
li的几何关系为:
li={arccos[((i-1)×bi-l0)/r]-arccos[(i×bi-l0)/r]×2×r×π}/360
θi=90-arccos[((i-0.5)×bi-l0)/r]
四、计算安全系数:
将数据各参数代入上面的公式,经过循环计算,求得最小的安全系数Fs:
------------------------------------------------------------------------------------
计算步数安全系数滑裂角(度)圆心X(m)圆心Y(m)半径R(m)
第1步4.79125.9861.7012.9083.369
示意图如下:
--------------------------------------------------------------------------------------
计算结论如下:
第1步开挖内部整体稳定性安全系数Fs=4.791>1.30满足要求!
[标高-2.000m]
常州市航务工程有限责任公司
6月28日
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 漕河 围堰 施工 计算 模板
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)