《桩板结构护岸的应用研究与分析.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《桩板结构护岸的应用研究与分析.pdf(54页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、河海大学 硕士学位论文 桩板结构护岸的应用研究与分析 姓名:高小红 申请学位级别:硕士 专业:建筑与土木工程 指导教师:陶桂兰;曹勤方 20070601 摘要 泰州市目前使用的护岸大多建于上世纪七八十年代,块石老化,砂浆脱落, 已不能适应社会经济的发展,针对该现状,旧驳岸的改造迫在眉睫。传统重力式 护岸的施工,不仅需要修筑围堰、拆除围堰,施工期还必须设立井点排水,土方 开挖占地面积也大,块石开采还破坏了当地环境。因此根据目前水运事业日益发 展的形势,适应社会经济可持续发展的需要,对航道护岸进行新型结构、新材料 的开发和研究,加快对老旧驳岸进行改造的步伐,以继续发挥其作用,势在必行。 本课题根据
2、目前泰州地区航道护岸现状,提出适应形势要求的护岸改造结构 形式桩板结构,解决老旧驳岸损坏严重无法发挥作用的问题,对其进行合理 的改造,使之继续发挥作用。 本文通过对试验段桩板结构护岸进行分析研究,在满足墙体稳定和应力要求 的前提下,对桩的断面结构、长度等进行优化设计,确定合理的断面尺寸;通过 与传统结构设计进行技术经济分析比较,减少工作量,节约投资;针对施工条件 和规范要求,提出了施工方案与施工技术要求,供类似工程参考使用,具有一定 钓实用价值和推广意义。 关键词:桩板结构护岸研究分析 A b s t r a c t T a i z h o ua tp r e s e n tu s e st
3、h es h o r ep r o t e c t i o nm o s t l yc o n s t r u c t s a to n c e n t u r y7 8 0a g e s ,t h er u b b l es t o n e o f f ,h a sn o tb e e na b l et oa d a p tt h es o c i a l g e t so l d e r ,t h em o r t a rf a l l s e c o n o m yd e v e l o p m e n t ,i nv i e w o f t h i s p r e s e n ts
4、i t u a t i o n ,t h e o l dw a t e r f r o n tc o n s t r u c t i o n t r a n s f o r m a t i o n i si m m i n e n t T r a d i t i o n a l g r a v i t y s h o r ep r o t e c t i o n c o n s t r u c t i o n ,n o t o n l yn e e d st oc o n s t r u c te n c i r c l e st h eb a t a r d e a u ,t h e d e
5、 m o l i s i o n e n c i r c l e st h eb a t a r d e a n ,t h ec o n s t r u c t i o nt i m ea l s om u s ts e t u pt h e d r a i n a g eb yw e l lp o i n t ,t h ef o l kr e c i p ee x c a v a t e st h ea r e at o b e a l s o b i g , r u b b l es t o n e m i n i n g a l s o d e s t r o y e d t h el
6、o c a l e n v i r o n m e n t T h e r e f o r ef l o u r i s h e sm o r ea n dm o r ed a i l ya c c o r d i n gt ot h e p r e s e n t w a t e rt r a n s p o r t a t i o n e n t e r p r i s et h es i t u a t i o n ,t h ea d a p t i o n s o c i a l e c o n o m ys u s t a i n a b l en e e dt od e v e l
7、 o p ,c a r r i e so nt h en e ws t r u c t u r e , t h e n e wm a t e r i a ld e v e l o p m e n ta n dt h er e s e a r c ht ot h er o u t es h o r e p r o t e c t i o n , s p e e d su pc a r r i e s o nt h et r a n s f o r m a t i o nt ot h eo b s o l e t e w a t e r f r o n t c o n s t r u c t i
8、o nt h es t e p ,c o n t i n u e st op l a yi t sr o l e ,i m p e r a t i v e T h eg o a lo ft h er e s e a r c hi sa c c o r d i n gt ot h ep r e s e n ts i t u a t i o n o fT a i z h o ua r e a r o u t e w a t e r w a y ,p r o p o s i n gt h ea d a p t i o n s i t u a t i o nr e q u e s t w a t e
9、r w a yr e v e t m e n t t r a n s f o r m a t i o ns t r u c t u r a l s t y l e w h i c hi st h e p o l i n g - b o a r ds t r u c t u r e ,t of i g u r e o u tt h a to b s o l e t ew a t e r f r o n t c o n s t r u c t i o nd a m a g e s e r i o u s l yi su n a b l et op l a yt h er o l e ,h o wt
10、 or e b u i l d t h a ta n dl e ti tc o n t i n u et ob eu s e f u l T h i sa r t i c l e m a i n l yt h r o u g h t o e x p e r i m e n t s t h es e c t i o n p o li n g b o a r ds t r u c t u r ew a t e r w a y r e v e t m e n tt oc o n d u c tt h ea n a l y s i s r e s e a r c h ,i ns a t i s f i
11、 e st h a tf i xt h e , a l la n dt h es t r e s s ,t od e s i g nt h e s t r u c t u r eo ft h eb r o k e nf a c e ,t h el e n g t ha n ds oo n ,t h e nd e t e r m i n e st h e r e a s o n a b l es i z eo ft h a ts e c t i o n ;T h r o u g ht h ec o m p a r ew i t ht h et e c h n o l o g y e c o n
12、o m i ca n a l y s i sw i t ht h et r a d i t i o ns t r u c t u r a l ,r e d u c e st h ew o r kl o a d , s a v e st h ei n v e s t m e n t :i na l l u s i o nt oo ft h ec o n s t r u c t i o nc o n d i t i o na n d t h es t a n d a r dr e q u e s t ,p r o p o s ec o n s t r u c t i o np l a na n d
13、 t h eq u a l i t y e x a m i n a t i o ns t a n d a r d ,f o rt h es i m i l a rp r o j e c tr e f e r e n c eu s e ,S Oi th a s t h ec e r t a i np r a c t i c a lv a l u ea n dt h ep r o m o t e ds i g n i f i c a n c e K e y w o r d :P o l i n g - b o a r d S t r u c t u r eR e v e t m e n t S t
14、 u d yA n a l y s i s 河海大学工程硕士论文 桩板结构护岸的应用研究与分析 第一章概述 1 1 研究背景 泰州市域内河流众多,水网密布,径流量丰富,众多的河流基本上形成四通八达的 内河运输网。至2 0 0 6 年,泰州市拥有内河航道2 5 6 7 K M ,占全省内河航道总里程的1 0 , 内河航道网的形成为促进泰州市经济发展发挥了重要作用,内河航运已经成为综合运柏 体系中不可替代的重要组成部分,地位十分突出。内河航道网中,等级航道所占比例为 2 9 1 1 ,五级以上航道所占比例仅为2 4 2 ,可见航道等级偏低,特别是五级以上航道 比例很小,制约了水运能力的发挥。在整个
15、航道整治工程中,航道护坡工程投资占总投 资的比重较大。我市作为水运大市,不仅拥有数量众多的运输船舶,而且船体大推进功 率大,船行波对两岸的冲刷也较严重,导致边坡塌陷,河床雍高,在影响通航的同时, 也增加了汛期的防洪压力,因此航道驳岸建设更显重要。 泰州市目前使用的护岸大多建于上世纪七八十年代,块石老化,砂浆脱落,有的还 承担着防洪功能,已不能适应社会经济的发展,更谈不上整个社会的和谐发展,针对该 现状,旧驳岸的改造追在眉睫,是拆除重建,还是进行加固,既考虑经久耐用又要考虑 经济合理及可操作性。这些结构型式的驳岸旌工,不仅需要修筑围堰、拆除围堰,旎工 期还必须设立井点排水,土方开挖占地面积也大。
16、若附近存在群众住房,房屋损坏赔偿 费用高,则协调工作难度大,导致工期长、对船舶航运干扰大,工程造价高,块石开采 还破坏了当地环境。因此根据目前水运事业日益发展的形势,适应社会经济可持续发展 的需要,对航道护岸进行新型结构、新材料的开发和研究,加快对老旧驳岸进行改造的 步伐,以继续发挥其作用,势在必行。 水运由于时效差,不能适应现代化社会快节奏生活要求,渐渐淡出了客运市场。由 于水运具有投资省、运量大、占地少、成本低、污染小等优点,成为区域内货运的主要 方式之一,特别是货运周转优势更为突出。2 0 0 5 年泰州市水路货运量的6 1 7 9 6 ,水路货 运周转量占总量的7 0 1 。可见泰州区
17、域内水路货运主要承担中远途货物运输以及货运 周转,公路主要用于中短途运输。内河航运具有占地少、能耗低、运能大、运输更环保 的优势,是综合运输中最符合可持续发展战略要求的运输方式,也是水资源综合利用的 重要组成部分。整治航道增强了行洪排涝能力,提高了防洪标准,防止水土流失、净化 河海大学工程硕士论文桩板结构护岸的应用研究与分析 水质,大大改善了沿河两岸的生态环境,促进了城市的可持续发展。因此,本课题研究 的目的就是根据目前泰州地区航道护岸现状,提出适应形势要求的护岸改造结构形式一 一冲沉桩板结构,解决老旧驳岸损坏严重无法发挥作用的问题,对其进行合理的改造, 使之继续发挥作用并满足施工方便、工期短
18、、造价低廉、对航道船舶正常运行干扰小等 要求,为水运事业发展及地区社会经济发展作出贡献。 1 2 泰州主要护岸结构形式及应用现状 自五十年代以来,对泰州市建口线、通扬线等航道进行了护坡,有斜坡式干砌块石 护坡,斜坡式预制板护岸、直立式浆砌块石护坡、土工织物混凝土护坡等十余种形式, 但主要采用的驳岸方式是直立式护岸,浆砌块石墙身重力式结构。该结构损坏率较低, 它对施工机械、施工工艺的要求较低,适合于各种土质。这种结构型式具有结构坚固, 抗水流冲刷能力和船舶撞击能力较强的优点,但是施工中采用围堰,工程量较大,尤其 在城区段施工土源缺乏,造价比较高。除要求有一定的地基承载力外,还需要较大数量 的砂石
19、料。这种结构通常有以下几种破坏形式: ( 1 ) 在砂土地基上因渗流产生的管涌造成地基土壤的流失以及墙趾的破坏; ( 2 ) 基底标高较高,因基底下泥土被淘空而倒塌; ( 3 ) 地基土的承载力较低,墙身产生了过大的位移; ( 4 ) 墙体强度低及施工质量等问题,船舶撞击后,局部块体脱落等。 八十年代从日本引进的模袋护坡技术,在使用二十几年后看来,在一定时期发挥了 稳定护岸,防止水土流失的作用,但现在,随着混凝土老化,护坡也出现了不同程度的 损坏,而且损坏程度会受水流和船行波的影响急剧加快,水土流失严重。 在口岸船闸下游东岸曾采用过板桩结构型式,这种结构型式的驳岸施工不需要围堰 进行土方开挖,
20、不影响通航,但是它的刚度较低,在墙后荷载的作用下,板桩会发生较 大的位移。由于该段土质为砂土,墙后漏土严重,导致护岸最终倒塌。 斜坡式干砌块石护岸在泰州市南官河应用较多。这种结构型式能适应岸坡的变形, 渗流水易排出,旋工简单,造价低。但这种结构整体性差,易发生松动破坏,水下部分 施工困难,必须先建围堰堤抽水后才能砌筑。在已建的工程中有不少地方发生了破坏, 其破坏原因主要是船舶的碰撞、铁锚的钩翻而使护岸发生松动,再在船行波、地表水、 地下水作用下发生坍塌等。 混凝土预制块护岸在泰州市通扬线上有所应用。这种结构型式具有结构简单,施工 2 河海大学工程硕士论文桩板结构护岸的应用研究与分析 方便,工程
21、造价低,外观整齐美观等特点。但这种结构型式破损比较严重,破坏形式为 预制块沉陷、或起鼓、或开裂,造成岸坡土壤发生淘刷而使护岸破损,其破坏原因主要 有以下几点: ( 1 ) 混凝土预制块重量轻,整体强度差,在船舶的碰撞等荷载作用下,预制块容易 发生损坏,造成块体连接处砂浆开裂。 ( 2 ) 在铺砌预制块时,垫层的密实度很难达到设计要求,容易产生不均匀沉降而使 砌块连接缝开裂。 ( 3 ) 在连续的航道坡面上,土壤性质差异较大,在水流及其他外荷作用下,容易发 生变形,随之使预制块发生变化而产生破裂。 ( 4 ) 护坡虽然设置了反滤层,但在暴雨或水位变化较大时,局部地段地下水渗流不 畅,造成地下水渗
22、透压力过大。而预制块重量不足以平衡时,容易发生“鼓涨”现象, 致使面层开裂。 ( 5 ) 机动船舶在航行时,会造成较大的船行波,对护块冲刷,一旦砌块之间发生裂 缝,则造成对岸坡土壤的淘刷而使护坡破坏。此外,水下部分的护岸损坏不易被发现, 经水流、波浪的不断冲刷造成整体护岸的损坏。 1 3 泰州航道网建设 根据泰州市航运发展战略的要求,泰州市航道网规划目标为:构筑以四级及以上高 等级航道为主,五六级航道为补充的干支相通、层次分明、通江入海、连城达港的,与 泰州现代化建设相适应,与综合运输体系相协调的航道网络。到2 0 1 0 年,泰州市内河航 道基本适应泰州市国民经济和社会发展需要。到2 0 2
23、 0 年,泰州市内河航道结构进一步优 化,高等级航道覆盖面进一步提高,并提高重要内河通道的安全保障度,相邻市县问以 及各市县到泰州沿江各港口水运交通便利,货物周转快捷,干支线航道网密度与泰州市 在江苏省及长三角地区的经济地位和通道地位相适应,航道设旌适度超前泰州市国民经 济和社会发展需要,形成与其它运输方式相协调的现代化内河航运格局。 根据长江三角洲地区高等级航道网规划和江苏省干线航道网规划,按国家 和省航道建设部署,加快泰州市内河航道的建设,泰州市航道网分层次规划方案为“三 纵三横”、干支相通的航道网。至2 0 2 0 年,规划总里程约4 1 4 1 4k m ,其中三级航道1 7 9 4
24、1 k m ,四级航道1 1 7 9 5k m ,五级航道1 1 6 ,7 8k m 。 “一纵”是指泰东河一南官河,长度 5 4 1 9 公里,目前现状为四级、六级航道,统一规划为三级航道:“二纵”是指兴( 化) 3 河海大学工程硕士论文 桩板结构护岸的应用研究与分析 姜( 堰) 一姜( 堰) 十( 圩) 线,长度为1 4 6 8 8 公里,现状为七级、七级以下航道,姜十线规 划为四级航道,兴姜线规划为五级航道;“三纵”是指盐( 城) 邵( 伯) 线,长度为4 6 2 7 公里,现状为六级航道,规划为三级航道:“一横”是指兴( 化) 东( 台) 线,长度为4 2 6 9 公里,现状为六级航道
25、,规划为四级航道; “二横”是指通扬线,由目前的高东线建口 线新通扬运河等组成,长度为7 8 9 5 公里,现状为四一七级航道,规划为三级航道;“三 横”是指如泰运河,长度为4 5 1 6 公里,现状为六一七级以下航道,规划为五级航道,在 沈巷打通与如皋境内航道的连接;“三纵三横”形成内河航道主体骨架,贯穿泰州市各 市县。以新通扬运河三级航道为界,南片航道依托南官河三级航道、姜十线、如泰运河 五级航道组成;北片航道由盐邵线、泰东线三级航道、兴东线四级航道、兴姜线五级航 道组成。总体构成“三纵三横”骨架航道网络。 为配合泰州航道干线网的规划建设,在支线航道的规划建设上,提升部分等级较低 的航道,
26、使得各市之间及市与主要乡镇之间有五级航道沟通。改造一些碍航闸坝,逐步 改建碍航桥梁,在货物集散地建设内河锚地及航道服务区,减少船舶自由停泊对航道的 堵塞,加大航道的通行能力,形成与江河相连通的水上大通道。充分利用泰州靠江优越 的自然条件,统一规划,重点在沿江码头附近修建集装箱中转站或物流中心,以更好地 利用长江水运的优势。整治和规范干线航道上的码头,在部分干线航道交汇且靠近城区 处建设货运枢纽,增强内河水运与其他运输方式的衔接。实现水运规模经济,提高水运 运输效率,充分发挥水运优势,提升水运竞争力,满足货物运输需求的需要,满足内河 航运长远发展的需要。 1 4 本文主要工作 桩板护岸结构系依据
27、桩基及土力学理论,以桩基达到稳固基础,用冲沉板作为护面 模板,其后填充夹石混凝土扩大基础,达到稳定的目的。该结构安全可靠,土方开挖少, 无建筑垃圾,施工简单快捷,造价低廉,绿色环保。为便于该结构在内河航道护岸建设 中的推广使用,本课题主要研究以下内容: ( 1 ) 含有桩板的复合基础受力复杂,桩板变形如何,桩板是否存在整体滑动倾向, 需通过结构受力分析,计算并比较冲沉桩板结构及其后夹石混凝土与原基础的整体稳定 性、受力情况等,并通过桩板位移沉降观测数据验证比较。 ( 2 ) 通过计算对结构进行优化设计,确定合理的墙身断面及桩长、问距、板厚、帽 4 河海大学工程硕士论文桩板结构护岸的应用研究与分
28、析 梁、桩板至旧驳岸之间的距离等。 ( 3 ) 研究施工方案和质量检测标准,针对旖工过程中可能出现的问题,研究该结构 形式应用条件和适用范围。 ( 4 ) 对各可选方案进行经济技术分析比较,从施工条件、主要机械设备、主要工作 量以及每米单价分析进行比较,确定最安全、经济、适用的方案。 河海大学工程硕士论文 桩板结构护岸的应用研究与分析 第二章试验段护岸结构形式选择 2 1 试验段工程概况 2 1 1 试验段护岸概况 口岸船闸位于长江1 :3 门,过往船舶繁忙。原有引航道护岸建于上世纪八十年代初, 加之原有驳岸结构设计底标高较浅,多年以来,一方面,被船舶撞击损坏,大面积上部 块石脱落,造成了一定
29、程度的安全隐患,尤其是护岸墙后既是防汛大堤,又是沿江公路, 不容破坏;另一方面,墙前一直不能疏浚,导致驳岸前淤积严重,大部分时间船舶无法 靠岸,船民上下岸非常困难,造成了不良的社会影响。 2 1 2 老护岸损坏原因分析 重力式浆砌块石护岸是我市航道护岸结构型式中应用最广泛的一种型式,这种结构 型式具有施工方法简单、易操作等多种优点,但随着长期船舶的碰撞和水流的冲刷,该 段护岸己被损坏严重,不能承担起船舶停靠的功能,老护岸损坏的原因主要有以下几个 方面: ( 1 ) 使用时间久远,块石老化,砂浆脱落,整体性差; ( 2 ) 在高水位时,船舶靠岸,撞击护岸,产生裂缝; ( 3 ) 护岸基础浅,该段
30、又处于长江口门,受潮汐影响较大,水流的冲刷,淘空墙后 土体,导致墙体坍塌。 2 1 3 老护岸加固目的 该段护岸位于泰州市口岸船河下游引航道西侧,一方面,为方便船舶停靠,需要疏 浚墙前土方到V 1 0 米,而老护岸设计基础在甲一I 0 米,不能满足有关规范要求;另一 方面,原护岸已被破坏,存在着安全隐患问题。 2 1 4 工程地质资料 该段土体的岩性及分布特征如下: 1 层( Q 4 m e ) :填土,由黄色粘质粉土、砂质粉土、粉质粘土或粉质粘土混粉砂组成, 局部夹腐植物及各种杂物,松散,成份不均,性质不均,厚度不均。层厚2 2 5 9 I n , 层顶标高v 4 3 5 x 7 7 2 1
31、 。勘察区均有分布。室内垂直渗透系数K V = 4 4 1 1 0 - 4 c m s 。 2 层( Q 4 ) :粉砂,灰色,松散稍密,实测标贯击数6 1 3 击。层厚3 5 7 3 m , 6 河海大学工程硕士论文桩板结构护岸的应用研究与分析 层顶标高V 一0 2 8 V 3 0 7 。勘察区内连续分布。室内垂直渗透系数K = 3 9 8 Xl O - 4 c m s 。 3 层( Q 4 ) :粉砂,灰色,稍密中密,实测标贯击数1 2 3 0 击,局部夹薄层黄色 粘质粉土,揭露于Z K l 2 中。层厚9 5 1 8 O m ,层顶标高x 7 - 3 6 x 7 4 4 。勘察区内连续
32、分布。室内垂直渗透系数K V = I 1 1 1 0 - 3 c m s 。 3 - 1 层( Q 4 ) :粘质粉土,黄色,局部分布,稍密,很湿,揭露于Z K l 2 中,夹于3 层粉砂中。层厚1 7 m ,层顶标高V - 1 4 5 。室内垂直渗透系数K V = I 1 1 X 1 0 3 c m s 。 4 层( Q 4 ) :粉质粘土混粉砂,其中粉质粘土软塑,局部夹薄层细砂。层厚2 1 5 m , 层顶标高V 一1 3 0 、7 - 2 2 1 。室内垂直渗透系数K V = 2 1 1Xl O - 5 c m s 。 4 一l 层( 0 4 ) :细砂,灰色,中密,实测标贯击数1 7
33、2 7 击,夹于4 层粉质粘土混 粉砂中,局部分布,揭露于Z K 3 、Z K 4 中。层厚2 1 2 7 m ,层顶标高V - 1 7 2 V 一1 7 5 。 5 层( 0 4 ) :粉细砂,灰色,中密密实状态,实测标贯击数3 2 4 8 ,钻孔均未穿 透此层,层顶标高局部钻孔未揭露。室内垂直渗透系数K V = 2 4 4 Xl O - 3 c m s 。 各土层主要物理力学指标见表2 1 。 呈簟趸 迷晷R 专 艋 o 蜷 霎娄孽 a L - “ 3 鼷 L - “ 3 嚣瓤 ,。售 N 枣H0 3 妊怊z 粤g oo 磐幅弋 c ooNc or , D o oH 一 HN 辎 o gh
34、。口 一 一 瓷剜 笛王霎 卜-N 幽 o 。 一 oN 籁 髅 o “ 嫖 aI 毫o ,oc ot ,o H 、N 。oh O 3NHNod 出 oV ooooooo 躲 萋主薹基 ooNh N 中N N0 3H 锄 骥 c o q 十o 十吲 ooNh 型籁。 o c 。 疑靶“ oo 掣巅“ 剽粑 “N d 翥芋 g c o0 0o ooo 一 d 譬言s N N 0 3 蓄彗丑。 o h 磊o 。 H q o o oo h 。oo 0 0 。 ooooo n 忡o 罂嚣a 专 a oo c D0 0 o 0 0 0 0 _ 一 一 Hdd * 3o f H C bo , H 拿:15
35、聊 7 以 2 2 0 3 73 :旦一f:451668:0582em = 一一亡= 一= 2 2 = 警( 舟鼍竽( 警心1 7 4 9 0 k P a 根据地质资料参数,查得地基承载力为2 1 0 K P a ,大于最大地基应力。 3 4 主要结论 ( 1 ) 口岸船闸下游侧航道护岸冲沉桩板试验段抗滑、抗倾稳定满足规范安全要求; ( 2 ) 地基承载力满足安全要求。 2 1 河海大学工程硕士论文桩板结构护岸的应用研究与分析 第四章桩板结构设计计算 4 1 桩板结构的受力分析 根据试验段桩板结构稳定计算结果,经初步比较分析,冲沉桩板结构可以采用两种 方案:第一种方案将原护岸结构保持,简单整理
36、至便于桩板施工,冲沉桩板安装就位和 帽梁施工完成后,桩板后回填非粘性土。此方案较经济,但是桩板受力复杂,整体稳定 性差,桩板尺寸较小,其耐久性也较差。另一种方案是以试验段桩板结构形式为依据, 将原护岸结构保持,简单整理至便于桩板施工,桩板后回填灌砌块石或者混凝土等,此 方案结构整体性好,抗震性能较强,但是造价较高。桩板受力简单,主要承受回填混凝 土初凝前的侧向压力,待混凝土凝固后,桩板与原护岸结构连为一个整体,本课题仅针 对此方案进行桩长、桩距、插板埋深、板厚优化设计。 4 1 1 新浇混凝土初凝前对模板的侧向压力计算 新浇混凝土初凝前的侧压力与混凝土浇注方案、浇注速度、振捣方法、初凝速度、
37、混凝土的坍落度及浇筑块的平面尺寸等因素有关,其中前四个因素影响最为密切。 ( 1 ) 普通浇注混凝土 根据文献 9 当计入混凝土浇筑温度和浇筑速度的影响,混凝土不加缓凝剂,且坍 落度在1l c m 以内时,混凝土对模板的最大侧压力可按下式计算: P 。= 8 K s + 2 4 K 。V “ 式中:B 一混凝土对模板的最大侧压力( k N m 2 ) : 眉一外加剂波动修正系数,掺外加剂增大流动度,混凝土坍落度大于8 0 m 时取 2 ;混凝土坍落度小于6 0 m m 时取1 ; 氲一温度校正系数,可按下表采用; 卜混凝土浇筑速度( m h ) 温度校正系数 I 温度( ) 51 01 52
38、02 53 03 5 K 。 1 5 3 1 3 3 1 1 61 0 0O 8 60 7 4O 6 5 河海大学工程硕士论文桩板结构护岸的应用研究与分析 混凝土的最大侧压力值计算如表4 1 。 表4 1混凝土的最大侧压力P 值单位:1 0 4 P a 平均浇筑速度( m h )混凝土侧压力分 温度 O 1O 2O 30 4O 5O 6 布图 5 2 3 02 6 02 8 03 0 03 2 03 3 0 1 0 2 0 02 3 02 5 02 7 02 9 0 3 0 0 上 印一 1 51 8 02 1 02 3 02 5 02 7 02 8 0 f 2 01 5 01 8 02 O
39、O2 2 02 4 02 5 0舌 2 51 3 01 6 01 8 0 02 0 02 2 02 3 0 由此可见,侧压力计算高度4 k ,侧压力值为2 p k ,侧压力强度2 以k 4 k 。根 据江苏气候特征和护岸加固整修时间,分别计算浇筑温度为1 0 、1 5 、2 0 、2 5o c ,选择适 当浇筑仓面,确保平均浇筑速度为0 2 0 3 m b 。模板侧压力强度计算见表4 2 。 表4 2桩板侧压力和平均侧压力强度计算 浇筑浇筑 p mh m = p m Y 侧压力平均侧压力强度 速度温度( k P a ) ( m ) 2 p ,吃( k N m )2 ( k P a ) 1 02
40、 30 9 5 84 4 11 1 5 1 52 10 8 7 53 6 8l O 5 O 2 2 01 80 7 5 0 2 7 O 9 0 2 5 1 60 6 6 72 1 38 0 1 02 51 0 4 25 2 11 2 5 1 52 30 9 5 8 4 4 1 1 1 5 O 3 2 02 00 8 3 33 3 31 0 0 2 51 80 7 5 02 7 O9 O 2 、泵送混凝土 根据文献 1 0 泵送混凝土模板最大侧压力计算: 按下列二式计算,并取二式中的较小值: F :0 。2 2 7 to p l 8 2 y 河海大学工程硕士论文桩板结构护岸的应用研究与分析 F
41、= 2 5 日 F 一一新浇混凝土对模板的最大侧压力强度( k N m 2 ) ,一一混凝土重力密度( k N m 3 ) t 。一一新浇混凝土的初凝时间( h ) ,可按实测确定。当缺乏试验资料时,可采用经 验值进行计算; V - - - - 混凝土浇筑速度( m h ) ; H - - 一混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度; 届一一外加剂影响修正系数,不掺外加剂时取1 0 ,掺具有缓凝作用的外加剂时取 1 2 : 反一一混凝土坍落度修正系数,当坍落度小于1 0 0 m m 时,取1 1 0 ;不小于1 0 0 m m , 取1 1 5 。 根据本工程特点,混凝土侧压力计算位置处
42、至新浇混凝土顶面的总高度H = 4 0 m , 模板最大侧压力强度计算:F = 2 5 H = 1 0 0 k P a ,其平均侧压力强度为5 0k P a ,小于 普通浇注混凝土对模板的侧压力强度。因此,以普通浇注混凝土对模板的侧压力强度为 研究依据。 4 1 2 桩板总侧压力计算 根据表4 2 计算结果和冲沉桩中心距,计算桩及桩间板所承受的侧向压力,具体计 算见表4 3 。 表4 3桩板总侧压力计算 冲沉桩的中心距f 0 ( m ) 侧压力2 p 。九( k N m ) 桩板后总侧向压力( k N ) 5 2 11 3 0 3 4 4 1 1 1 0 3 3 6 89 2 0 2 5 3
43、3 3 8 3 3 2 7 0 6 7 5 2 1 3 5 3 3 3 O5 2 1 1 5 6 3 河海大学工程硕士论文桩板结构护岸的应用研究与分析 4 4 11 3 2 3 3 6 81 1 0 4 3 3 3 1 0 0 0 2 7 O8 1 O 2 1 36 3 9 5 2 11 8 2 4 4 4 11 5 4 4 3 6 81 2 8 8 3 5 3 3 31 1 6 6 2 7 O9 4 5 2 1 37 4 6 5 2 12 0 8 4 4 4 11 7 6 4 3 6 81 4 7 2 4 0 3 3 31 3 3 2 2 7 01 0 8 2 1 38 5 2 5 2 12
44、 3 4 5 4 4 11 9 8 5 3 6 8 1 6 5 6 4 5 3 3 31 4 9 9 2 7 01 2 1 5 2 1 39 5 9 4 1 3 板的跨中弯矩计算 冲沉板两端以相邻冲沉桩为支承,板中最大弯矩按简支板计算,板的计算跨度根据 桩的中心距近似确定,其具体见表4 4 ,跨中弯矩计算见表4 5 。 河海大学工程硕士论文 桩板结构护岸的应用研究与分析 表4 4板的计算跨度 桩的中心距( m ) 2 53 O3 5 板的计算跨度 2 32 83 3 ( m ) 表4 5板的跨中弯矩计算 均布力 1 2 51 1 5l O 51 0 O9 O8 O 跨 2 38 37 66 9
45、 6 665 3 度 2 81 2 31 1 31 0 39 88 87 8 m3 3 1 7 01 5 71 4 31 3 61 2 31 0 9 4 1 4 桩的跨中弯矩计算 桩的下端弹性嵌固在地基土中,上端与岸边锚固,为简化计算,按简支梁计算其跨 中弯矩,且仅考虑跨中作用一个集中力,具体计算见表4 6 、表4 7 、表4 8 。 表4 6桩的跨中弯矩计算 k N I l l 桩的中心距m 2 53 O3 5 备注 相应集中力l ( N 9 2 O 1 1 0 41 2 8 8 2 O4 6 O5 5 2 6 4 4 2 55 7 5 6 9 08 0 5混凝土浇筑速度为 地上 3 O6
46、9 O8 2 89 6 60 2 m h ,混凝土入仓 桩长 3 58 0 59 6 61 1 2 7温度为1 5 0 C m 4 09 2 O1 l O 41 2 8 8 4 51 0 3 51 2 4 21 1 4 9 表4 7桩的跨中弯矩计算 k N m 桩的中心距i n 2 53 O3 5 备注 相应集中力1 ( N8 3 ,31 0 0 O1 1 6 6 2 O4 1 75 0 05 8 3 2 55 2 16 2 57 2 9混凝土浇筑速度为 地上 3 06 2 57 5 O8 7 5 O 3 m h ,混凝土入仓 桩长 3 57 2 98 7 51 0 2 0温度为2 0 0 C
47、 m 4 08 3 31 0 0 。O1 1 6 6 4 59 3 71 1 2 51 3 1 2 河海大学工程硕士论文 桩板结构护岸的应用研究与分析 表4 8桩的跨中弯矩计算 k N m 桩的中心距m 2 53 03 5备注 相应集中力k N 6 7 58 1 09 4 5 2 O 3 3 84 0 54 7 3 2 5 4 2 25 0 65 9 1混凝土浇筑速度为 地上 3 O5 0 66 0 87 0 90 2 m h ,混凝土入仓 桩长 3 55 9 17 0 98 2 7温度为2 0 0 C m 4 0 6 7 58 1 09 4 5 4 57 5 99 1 11 0 6 3 4 2 桩结构设计计算 4 2 1 桩的埋深计算 根据桩板受力特点知,桩前被动土压力不小于桩板后总侧向压力,桩前被动土压力 与土质、桩的埋深和桩前面板宽度有关,根据文献E l O 墙前被动土压力:易= 7 K p B H 2 式中:卜桩前挡土宽度, 卜桩的埋深。 被动土压力系数:K p = t 9 2 ( 4 s 。+ 詈 粉砂土的内摩擦角取2 4 0 ,计算得到K 。= 2 3 7 ,土体采用浮容重,= 9 2 k N I m 3 ,为 便于桩间板安装就位,同时改善冲沉桩的稳定,冲沉就位后立刻对桩顶进行锚固处理, 限制其变形。从而将冲沉桩的受力状态由一端固支悬臂结构转化为两端约束的简支
链接地址:https://www.31doc.com/p-3582445.html