内容发布更新时间 : 2024/12/23 16:19:26星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
表2.4-6 涵洞结构计算成果表
指标 部位 顶板 底板 边墙 M (KN.m) 10.31 12.64 12.65 Q (KN) 65.80 47.01 80.80 N (KN) 40.37 80.80 47.01 As (mm2) 770 770 770 配筋 As 5?14 5?14 5?14 裂缝宽度 (mm) 〈0.30 〈0.30 〈0.30
6地基处理 ○
a、水泥搅拌桩计算
.本闸涵洞中段的最大地基应力153.14kPa，挡墙段的最大地基应力为109.58kPa。根据地勘情况，闸下持力层为第四系全新统第一海相层的粉质粘土层，层厚2.4~6.0m，底高程-4.4~-7.40m，距闸底板（高程-3.20m）平均2 m深，地基承载力只有70 kPa；它下面的第四系全新统第二陆相层中仍有粉质粘土存在，底高程为-12.20m以下，地基承载力为120kPa，因此，桩基应穿到粉质粘土层。
现在较常用的桩基处理方法有钢筋混凝土灌注桩和水泥搅拌桩等。在同为摩擦桩的情况下，选用钢筋混凝土灌注桩或水泥搅拌桩，其桩长、桩径和根数均相同，只是每延米造价上两者相差较大。如?500mm的水泥搅拌桩造价只有154元，而钢筋混凝土灌注桩造价则高达485元，因此，推荐采用水泥搅拌桩进行地基加固处理。
选用的水泥搅拌桩尺寸为Φ500mm,长10.0米，桩底高程为-13.30m，持力层为粉质粘土，底高程-11.95m以下，地基容许承载力为120KPa,查《水闸设计规范》，桩周允许摩擦力取15KPa。
水泥搅拌桩复合地基承载力应通过现场复合地基荷载试验确定，也可以按下式计算：
fsp,k=mRkd/Ap+β(1-m)fs,k
单桩竖向承载力标准值可按下列二式计算，取其中最小值： Rdk=ηfcu,kAp
_
Rk=qsUpl+ɑApqp
式中：fsp,k—复合地基的承载力标准值； m—面积置换率； Ap—桩的截面积；
fs,k—桩间天然地基土的承载力标准值；
β—桩间土承载力折减系数，当桩端土为软土时，可取0.5～1.0；当桩端土为硬土时，可取0.1～0.4；当不考虑桩间软土的作用时取0；
Rkd—单桩竖向承载力标准值；
fcu,k—与搅拌桩桩身加固土配比相同的室内加固土试块（边长70.7mm立方体）的无侧限抗压强度平均值；
η—强度折减系数，可取0.35～0.50；
_
d
qs—桩周土的平均摩擦力，对淤泥可取5～8Kpa,对淤泥质土可取8～12Kpa，对粘性土可取12～15Kpa；
Up—桩的周长； l—桩长；
qp—桩端天然地基土的承载力标准值；
α—桩端天然地基土的承载力折减系数，可取0.4～0.6。 装数可按下式计算： n=mA/ Ap
n—桩的根数； A— 基础底面积。 地基处理成果见表2.4-7.
表2.4-7 地基处理成果表 涵洞前段 70 涵洞中段 70 153.14 10 16 1.1*1.3m 158.0 涵洞后段 70 138.70 10 16 1.2*1.3m 142.0 进口翼墙 70 96.06 10 27 1.3*1.2m 105.0 出口翼墙 70 109.58 10 45 1.4*1.2m 115.0 原承载力 （Kpa） 桩长（m） 根数 桩间距 ζmax（Kpa） 144.85 10 17 1.1*1.3m 154.0 承载力 （Kpa） 共计需要Φ500mm、桩长10.0m的水泥搅拌桩121根，总长为1210.0m。 b、设计参数
渗透系数K≤10-6cm/s，强度≥1.2Mpa，水泥渗入比为15%。 C、水泥搅拌桩布置
涵洞段水泥搅拌桩孔按矩形网格状布置，桩长都为10.0m，桩纵间距（中心到中心）均为1.1m，其中中间段垂直水流方向为两排（除闸室布置3排），顺水流方向为23排，共计47根。涵洞前段垂直水流方向为两排（除闸室布置3排），顺水流方向为8排，横间距为1.1m,共计17根；涵洞中段垂直水流方向为两排，顺水流方向为8排，横间距为1.1m，共计16根；涵洞后段垂直水流方向为两排，顺水流方向为7排，横间距为1.1 m，共计16根；进口翼墙处，横间距为1.3m，共计27根；出口翼墙处，横间距为1.4m，共计45根。每根桩考虑0.5m的损失量，总进尺约1270.5m。
具体布置详见附图：宁河县江洼口险工段江洼口站前闸 （154CSG-03-01-04-01-02） ⑦金属结构及启闭设备
本闸采用PGZ1.0m*1.5m铸铁闸门，共1套。
根据泵站的运用工况，计算启闭力并选择启闭设备。 闭门力：
Fw=nT(TZd+TZS)-nG*G+Pt 启门力：
FQ=nT(TZd+TZS)+nG*G+Pa+Gj+WS 对于滑动支承摩擦阻力，TZd=f2P 对于止水摩擦阻力，TZS=f3PZS 式中：
Fw：闭门力KN； FQ：启门力KN；
nT：摩擦力安全系数，取1.2；
nG：自重修正系数，启门时取1.1；闭门时取0.9； G：闸门自重，3.1KN； Pt：上托力（KN），取0； Gj：加重块（KN），取0； Pa：下吸力（KN），取0； TZd：支撑摩阻力（KN）； TZS：止水摩阻力（KN）； P：闸门上的总水压力（KN）；
f2：滑动支承的摩擦系数，取0.35；
f3：止水与止水座的滑动摩擦系数，取0.65； PZS：作用在止水上的水压力（KN）； WS：水重（KN）。
经计算，启门力为33.6KN，闭门力为35.5KN，最后选用50KN手电两用螺杆启闭机。 ⑧机架桥设计
闸的规模为小型建筑物，选用的启闭设备比较简单，因此机架桥采用现浇式钢筋混凝土双柱式整体结构型式，单柱尺寸为300mm*300mm。
机架桥底高程=▽墩顶+h闸门+△h 式中
▽墩顶：闸墩顶高程为2.40m； h闸门：闸门高度为1.5m；
△ h：安全超高，取0.5m；
经计算，机架桥底高程为4.40m； 2.4.3.2江洼口高排闸
① 工程现状及重建的必要性
江洼口高排闸位于蓟运河右堤江洼口村北侧，现为2.1*1.6m一孔浆砌石盖板方涵，地板高程0.0米，设计流量1.0m3/s。该闸担负江洼口等村的排涝任务，控制排涝面积2000亩，主要由进水口、穿堤涵洞和出水口组成。进水口和出水口为八字形浆砌石翼墙，闸门为钢闸门。该闸建于1972年，经过三十年的运用，工程结构老化，闸两侧翼墙严重倾斜、下游护坡冲毁，又因堤线调整，本闸需移位重建。
本闸工程范围内堤线重新调整，为不影响原有排涝系统，经与地方协商，按新堤线布置情况对涵闸重建，在保证能满足原设计流量的情况下，将原规模缩小，同时工程布置尽量简化。
② 工程设计
考虑排涝设计流量只有1m3/s，经与地方协商同意把原闸出口规模减小，新建涵闸为1.0*1.5m的钢筋混凝土箱涵，并与原闸相连接。
③ 结构设计
重建后，新建涵闸位于桩号0+076，根据地形现状，新建涵闸总轴线与设计堤顶中心线垂直，按引水方向依次为引水渠、进水口、穿堤涵闸、出水口及排涝渠组成。
浆砌石进口引渠段长5.0m，底板高程0.0m，边坡1：2.0，为减少水流对渠道的冲刷，对5m长渠道进行全断面M10浆砌石护砌，砌石厚0.40m，下铺设0.1m后的碎石垫层。
进水口采用“八”字形钢筋混凝土悬臂墙，长5.0m，墙顶高程3.5m，底板顶高程0.0m，厚0.5m，下铺0.1m厚的素混凝土垫层。
涵闸洞身为整体式现浇钢筋混凝土结构，全长20.0m，分为三段，以止水缝相接，底板顶高程为0.0m，洞深总宽1.80m，单孔，净宽1.0m，净高1.50m，顶板、底板及边墙厚均为0.40m，涵洞上部复土堤，堤顶高程为5.50m，复土深度3.60m，堤顶宽为6.0m；迎水坡坡比为1：2.5，与堤身设计相结合，采用0.40m厚M10浆砌石护坡，下设5cm碎石垫层及300g/m2土工布一层，背水坡坡比为1：3.0。
出水口采用“八”字形浆砌石翼墙，长5.0m，顶板高程2.90-2.00m，底板高程0.0m，厚0.4m，下铺0.1m厚的碎石垫层。
排涝渠与翼墙相连接，顶高程2.0m，底板高程0.0m，坡比1：2，渠底宽4.0m，为减少排涝时水流对渠道的冲刷，对5m长渠道进行全断面M10浆砌石护砌，砌石厚0.40m，下铺设0.1m厚的碎石垫层。
结构详见宁河县江洼口高排闸结构图 154CSG-03-01-04-02。 ④ 闸基防渗长度计算
具体公式同江洼口站前闸闸基防渗长度计算，参数和防渗长度计算结果见表2.4-8。 表2.4-8 江洼口高排闸闸基防渗长度计算表 渗径系数C 5.5 上游水位 （m） 3.0 下游水位 （m） 0.0 上下游水位差（m） 3.0 闸基防渗长度（m） 16.5 设计闸基防渗长度19.80m大于16.5m，能够满足防渗要求。 ⑤ 重建工程挡土墙稳定及涵洞地基应力计算
计算内容、计算工况、计算参数、计算荷载，抗滑、抗倾稳定安全系数、基底压力不均匀系数和计算公式均与江洼口站前闸相同。
出口挡土墙计算成果表见表2.4-9。 表2.4-9 出口挡土墙计算成果表 荷载组合 计算工况 K抗滑 K抗倾 基底压力 偏心距e（m） 基本组合 建成无水 1.587 8.246 0.119 ζmax （kPa） 88.31 η min ζ（kPa） 66.10 1.38 正常运用 特殊组合 设计洪水 1.683 1.399 8.200 4.872 0.181 0.250 98.11 109.2 60.01 54.61 1.63 2.00 在最不安全工况下，抗滑、抗倾计算结果能满足规范要求。根据地堪报告，闸下持力层为第一陆相层的粉质粘土层，层厚2.0-3.3m，该层地基承载力为110kPa，通过计算，最大地基应力109.2kPa<110kPa,满足设计要求。
对最大弯矩截面进行裂缝开展宽度验算：
具体公式见前一节，计算成果见裂缝验算表2.4-10。