围堰设计计算书1.doc

1、- 1 -1 工程概况1.1 7#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。 160410 50 41037350160197 R10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：- 2 -瓯海瓯北 栈桥水闸 水闸八 字墙老防洪堤 边线 观景平台 边线观景平台 边线碧 峯寺老 防 洪 堤 边线观 景 平 台 边线灯 塔老 避 风 亭在 建 避 风 亭水 闸 房 屋二 层 砖 房 观 景 平 台 边线1.2 水文地质条件1.2.1 水文条件瓯江为

2、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 4.521.2.2 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- 3 -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 土层参数直剪固快 直剪快剪土层名称 层厚

3、（m） 天然湿密度（KN/m3） 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。鹿城永嘉2.752.752.755.5.5.2.75 注 ： 1、 本 图 尺 寸 以 米 计 。2、 括 号 内 第 一 个 数 为 河 床 顶 高 程 ， 第 二 个 数 为 基 岩 顶 高 程 。(-,) (-2.7,-25.87)(-,+0.47)(-,1.42)(-5.2,-15.2)(-3.5,-2.85)(-3.94,-25.79)(-,) (-1.,-23.85)(-,+0.8)(-1.2,-8.02)(-1.61,-12.04

4、)(-0.32,-19.57)(-0.7,-23.6)(-,) (-0.81,-24.31)(-,) (-0.82,-5.27)(-1.06,-12.3)(-0.8,-18.2)(-0.65,-293)(-,) (-,)(-0.34,-3.2)(-0.35,-3.5)(-0.7,-12)(+0.19,-18.3)(-,) (-3.78,-23.9)(-,) (-4.64,-6.54)(-6.43,-12.41)(-6.5,-25.4)(-5.1,-2541)(-,) (-,)(-0.8,-0.8)(-9.2,-14.75)(-8.75,-21.8)(-,) (-5.87,-25.16)(-,)

5、 (-,)(-,) (-,0.14)(-,1.57)(-,14.03)(-,)(-,) (-,)(-,) (-,0.32)(-,3.8)(-,10.47)(-,16.53)(-,) (-6.52,-26.85)(-,) (-,) (-,) (-,) (-8.6,-2724)(-,) (-,)(-,) (-,) (-,) (-,) (-,)85.(-,) 栈桥水闸 水闸八字墙老防洪堤边线观景平台边线观景平台边线2.752.752.752.752.752.752.752.752.752.752.752.752.752.752.752.75 (86,169)(07,14.8(未 测 ,-8.)(-6

6、.98,-10.57)(638,171)(691,-14.73)(4,-15.78)(9,-121)(676,187)(-3.62,-6.79)(-5.48,-12.58)(-4.72,-2.93)(50,-18)(64,183)(-1.4,-2.3)(-,) (-,) (-,)(178,2.35(-,) (-,) (-,)(-0.37,037)(175,37)(53,1376)(2,-2361)(+0.4,-1.)(104,384)(07,1459)(0,-212)(-1.3,-1.32)(-0.72,-14.18)(-0.57,-18.12)(093,3)(054,164)(057,-2.

7、8)(-0.3,-2.79)(-,)(+0.15,-14.85)(-0.13,-2.13)(+0.7,+0.4)(-38,2)(08,-8.9)(+026,16.18(-,)(+1.3,-10.1)(+1.03,-3.84)(+1.,-0.87)(+1,-67)(+2,-14.0(+1.4,1.5)(+1.3,-4.8)(+1.5,-13.8)(-,)(-,)(-0.2,1.93)(+0.74,9.5)(+.64,14.9(-,) (13,12)(03,-9.3)(+.06,-163)(-,) (-,) (,- (,-图 1.2-1 7#墩地形实测图（单位：m）- 4 -1.3 气象条件工程区

8、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 11002200mm，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，79 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 12 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

9、理，处理后河床底高程分别为-4.0m、-1.0m。 鹿城永嘉 (-,) (-3.78,29)(-4.6,5)3124(-6.5,)14089786(-,)(-,0.14)57(-,14.03)32865(-,) (-.52,8)(-,)(-,)74栈桥水闸 水闸八字墙老防洪堤边线 观景平台边线 观景平台边线 0未 测 97+28992 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 12 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 13 册3) 基坑工程手册4) 建筑基坑

10、支护技术规程3 设计参数项目 参数- 5 -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 16.9KN/m3c 12.8kpa 11.2Ka 0.675（Ka） 0.5 0.821Kp 1.482淤泥夹粉细砂（Kp） 0.5 1.217 KN/m3c kpa Ka（Ka） 0.5Kp粘土（Kp） 0.5第一道支撑 +3.0第二道 -1.04 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

11、.0m处围堰宽度- 6 -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：Ew高 潮 位 +4.5m河 床 底 -7.0m坑 底 Pw江 水 -1.0m+5.0m河 床 土河 床 底基 坑 围 堰 填 土 外 侧 管 桩对 拉 支 撑 1对 拉 支 撑 2C PpD 坑 底 3堰内土自重1) 堰内土自重G=16.9D11.5=194.35DKN/m2) 水压力 m/25.61.105.h22KNE3) 土压力 /37.0.49.48. 22pK4) 倾覆力矩 m/1.235613hKNEM水水5) 抗倾覆力矩 30.4725.1943h2DGp土6) 抗倾稳

12、定系数以图中 C 为转点， ，实际按 D=6.5m 取值。m.265.1MK，水5.2 河床底高程-1.0m处围堰宽度 Ew高 潮 位 +4.5m河 床 底 -1.0m坑 底 江 水+5.0m河 床 土河 床 底基 坑 围 堰 填 土 外 侧 管 桩对 拉 支 撑 1对 拉 支 撑 2C 坑 底 3D- 7 -堰内土自重1) 堰内土自重G=16.9D6=101.4DKN/m2) 水压力 m/25.1.05.h21KNE3) 倾覆力矩 /3.73h M水水4) 抗倾覆力矩 24.102DG5) 抗倾稳定系数以图中 C 为转点， ，实际按 D=3.0m 取值。m9.25.1MK，水6 钢管桩规格设

13、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： Ea桩 底坑 底 P堰 内 填 土 -1.0m+5.0m河 床 土桩 底基 坑 围 堰 填 土 外 侧 管 桩对 拉 支 撑 1对 拉 支 撑 2Pp坑 底 3Dh6.1.1 钢管桩入土深度- 8 -1) 主动土压力 m/h841.h359.1674.0ha1 KNKP ）（）（ 2) 被动土压力 /0.2.8.p1P3) 管桩最小入土深度h=6.8m，按

14、 1.25 倍安全系数考虑，h=8.5ma6.1.2 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： Ea -1.5m坑 底 P堰 内 填 土 -1.0m+5.0m河 床 土桩 底基 坑 围 堰 填 土 外 侧 管 桩对 拉 支 撑 1对 拉 支 撑 2Pp 3Dh 98304KN/2215.4KN/m- 9 -mKNM53.47max KNF5.1KNF58.62KNF6.9236.2 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： Ea桩 底P堰 内 填 土 -1.0m+5.0m河 床 土桩 底基 坑围 堰 填 土 外 侧 管 桩对 拉 支 撑 1对 拉 支

15、 撑 2Pp 河 床 -7.0mDh河 床高 潮 位 23PwEwEEaP堰 内 填 土 PpPwEwE工 况 一 工 况 二- 10 -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 m/h124.h759.167.0ha1 KNKP ）（）（ 2) 水压力 m/20wKN）（3) 被动土压力 /h5.9.1648.h1PpK4) 管桩最小入土深度h=6.8m，按 1.25 倍安全系数考虑，h=8.5mpa工况二：低潮位-2.02m 时1) 主动土压力 m/h124.h759.167.0ha1 KNKP ）（）（ 2) 水压力 m/8.2.-wKN）（3) 被动土压力 /h05.9.1648.hPpK4) 管桩最小入土深度h=6.8m，按 1.25 倍安全系数考虑，h=8.5mpa6.2.2 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：桩 底-1.0m+5.0m河 床 -7.0m215KN/m工 况 一 工 况 二桩 底1.0m+5.0m河 床 -7.0m3 3+4.m 49.8KN/m236.KN/m215.4KN/m236.KN/m215.4KN/m