烏珠水閘重建工程設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)

烏珠水閘重建工程設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)計(jì)算書(shū)項(xiàng)目名稱(chēng):黃圃鎮(zhèn)三鄉(xiāng)圍烏珠水閘重建工程設(shè)計(jì)階段:施工階段審核日期校核日期計(jì)算日期中山市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)咨詢有限公司2006年12月目錄1基本資料 31.1結(jié)構(gòu)及基本數(shù)據(jù) 31.2安全系數(shù) 41.3計(jì)算采用規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn) 41.4風(fēng)浪計(jì)算要素 41.5地質(zhì)資料 51.6地震設(shè)防烈度 52基本尺寸的擬定及復(fù)核 52.1抗?jié)B計(jì)算 52.1.1滲徑復(fù)核 52.1.2滲流計(jì)算 62.1.3濾層設(shè)計(jì) 62.1.4防滲帷幕及排水孔設(shè)計(jì) 62.1.5永久縫止水設(shè)計(jì) 72.2浪壓力及閘頂高程計(jì)算 72.2.1設(shè)計(jì)荷載情況 72.2啟閉室 82.3閘室穩(wěn)定計(jì)算 82.4.1完建情況 82.4.2設(shè)計(jì)洪水位情況 82.4.3正常洪水位+地震情況 92.4.4結(jié)論 93.水閘過(guò)流能力計(jì)算及水閘寬度擬定 93.1內(nèi)河涌過(guò)流能力計(jì)算 93.2水閘消能計(jì)算 114擋土墻穩(wěn)定計(jì)算 124.1擋墻計(jì)算工況 124.2擋墻計(jì)算 124.3結(jié)論 125樁基礎(chǔ)計(jì)算 135.1砼預(yù)應(yīng)力管樁方案 135.1.1砼預(yù)應(yīng)力管樁承載力計(jì)算 135.1.2砼預(yù)應(yīng)力樁樁頂?shù)牡装宓氖軟_切承載力計(jì)算 155.2松木樁方案 15附表1水閘閘室箱涵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算稿附表2水閘前后段U型槽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算稿附表3水閘內(nèi)、外河側(cè)懸臂式岸墻穩(wěn)定計(jì)算稿附表4水閘閘室穩(wěn)定計(jì)算表附表5水閘樁基礎(chǔ)處理計(jì)算表附表6水閘滲流穩(wěn)定計(jì)算表1基本資料1.1結(jié)構(gòu)及基本數(shù)據(jù)烏珠水閘形式采用開(kāi)敞式,結(jié)構(gòu)采用砼整體箱涵式結(jié)構(gòu)。水閘為單孔,凈寬3m,閘底板面高程-1.75m,底板厚0.65m,側(cè)墻厚0.65m,閘室長(zhǎng)15m,閘室后段設(shè)8.0m寬交通橋,交通橋橋板采用C25現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)。水閘按50年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),建筑物級(jí)別為3級(jí)。根據(jù)水閘和河道的運(yùn)行工況,對(duì)水閘的各種最不利運(yùn)行工況確定如下:(1)外江設(shè)計(jì)洪(潮)水位2.88m外江可能的最高設(shè)計(jì)潮水位,此時(shí)閘頂高程不漫頂,向內(nèi)涌穩(wěn)定計(jì)算時(shí)的最不利水位,此時(shí)遭遇正常蓄水位0.00m。(2)外江控制平均低水位0.50正常排洪情況下外江遭遇的計(jì)算水位,消能計(jì)算時(shí)的最不利情況,考慮到0.3m的過(guò)閘損失,此時(shí)內(nèi)涌水位為0.80m。(3)外江設(shè)計(jì)低水位0.00m正常運(yùn)行情況下外江遭遇的最不利計(jì)算水位,向外江穩(wěn)定計(jì)算時(shí)的最不利水位,此時(shí)內(nèi)涌水位為1.00m。(4)排澇外江設(shè)計(jì)水位1.00m內(nèi)涌設(shè)計(jì)洪水情況下外江遭遇多年平均高潮水位,此水位影響水閘的泄流能力,此時(shí)水閘閘室整體承受最大水壓力,水閘基礎(chǔ)平均基底應(yīng)力情況。水閘特征水位表工程任務(wù) 特征指標(biāo) 水位值(m) 備注擋水 閘外設(shè)計(jì)洪潮水位 2.88 此水位向內(nèi)穩(wěn)定最不利閘內(nèi)水位 0.00 排洪 閘內(nèi)河涌水位 2.20 此水位消能最不利閘外低潮平均水位 1.00外江頂托時(shí)最高排洪水位 1.90 此水位平均應(yīng)力最不利1.2安全系數(shù)根據(jù)水閘設(shè)計(jì)規(guī)范:3級(jí)水閘基底面抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)的允許值〔kc〕和基底應(yīng)力最大值與最小值之比η的允許值見(jiàn)下表。荷載組合 抗滑安全系數(shù)〔kc〕 閘室基底應(yīng)力最大值與最小值之比的允許值η基本組合 蓄水工況 1.25 1.5完建工況 1.10 2.0設(shè)計(jì)擋潮 1.25 1.5特殊組合 正常擋潮+地震 1.05 2.01.3計(jì)算采用規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)(1)《水工建筑物荷載設(shè)計(jì)規(guī)范》DL5077-1997(2)《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》SL265-2001(3)《水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》SL/T191-96(4)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ11-891.4風(fēng)浪計(jì)算要素計(jì)算風(fēng)速根據(jù)廣東省水利廳2003年7月編制的《中山市水利工程防洪(潮)標(biāo)準(zhǔn)》中“相應(yīng)年最高潮位日的最大風(fēng)速計(jì)算成果表”查得為V21m/sP2%。吹程在1:1000實(shí)測(cè)地形圖上量得D200m;閘前平均水深Hm5.80m1.5地質(zhì)資料采用《中山市黃圃鎮(zhèn)三鄉(xiāng)圍烏珠水閘重建工程巖土工程勘察報(bào)告》,因鉆孔ZK1和ZK2位于閘室兩側(cè)位置,經(jīng)比較采用ZK1鉆孔地質(zhì)資料。各層土層的設(shè)計(jì)參數(shù)如下:樁基設(shè)計(jì)參數(shù)建議表層序號(hào) 巖土層名稱(chēng) 土巖層容許承載力fkPa 鉆沖孔樁樁周土巖極限摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值qsikkPa 鉆沖孔樁極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值qpkkPa樁入土深度m≤15 >30〈2-1〉 淤泥質(zhì)土 70. 8(2-2) 淤泥 60 4〈2-3〉 淤泥質(zhì)土 70 8〈3〉 粘土 230 26 500 700〈4-1〉 粗砂 800 80 800 1000〈4-2〉 砂質(zhì)粘性土 1500 130 1200 16001.6地震設(shè)防烈度根據(jù)《廣東省地震烈度區(qū)劃圖》,中山市屬7度地震基本烈度地區(qū),故烏珠水閘工程地震烈度為7度。2基本尺寸的擬定及復(fù)核2.1抗?jié)B計(jì)算2.1.1滲徑復(fù)核按圖擬定的水閘底板尺寸,根據(jù)《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》SL265-2001第4.3.2條表4.3.2,水閘閘基為淤泥,滲徑系數(shù)取C9則:設(shè)計(jì)水位下要求滲徑長(zhǎng)度:LC△H9×2.8825.92m實(shí)際滲徑長(zhǎng)度:Ls=0.5+0.6+5.8+0.6+0.5+0.7+0.7+12.2+0.7+0.7+4=27m∴Ls〉L∴滿足滲透穩(wěn)定要求。2.1.2滲流穩(wěn)定計(jì)算水閘的滲流計(jì)算采用改進(jìn)阻力系數(shù)法進(jìn)行計(jì)算。1.各段的水頭損失值各段的水頭損失值按照下式計(jì)算:式中:hi-----各分段水頭損失值m;ξi-----計(jì)算水頭n-----總分段數(shù)x-----計(jì)算點(diǎn)與出逸點(diǎn)之間的滲徑分別計(jì)算各段的水頭損失得結(jié)果見(jiàn)滲透壓力計(jì)算excel表.2.抗?jié)B穩(wěn)定性運(yùn)行驗(yàn)算滲流坡降值:JH/L2.88/260.111∵根據(jù)《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》SL265-2001第6.0.4條取地基水平段和出口段允許滲流坡降值分別為0.08和0.26。∴水閘閘基抗?jié)B穩(wěn)定滿足要求水閘蓄水后,水流不僅通過(guò)地基向下游滲透,而且將繞過(guò)兩岸的連接建筑物向下游滲透。因此兩岸連接建筑物也必須做相同長(zhǎng)度的防滲措施,對(duì)兩側(cè)的填方土料必須按照防滲土料的要求選擇。2.1.3濾層設(shè)計(jì)水閘閘室底板底部設(shè)100厚C15砼墊層外,不設(shè)專(zhuān)門(mén)的濾層。內(nèi)涌U型槽設(shè)反濾層,從下至上依次為反濾土工布一層、中粗砂150mm和碎石150mm。2.1.4防滲帷幕及排水孔設(shè)計(jì)根據(jù)地質(zhì)資料,該閘址處的地基為淤泥和考慮到水閘閘址處交通條件,閘室基礎(chǔ)處理采用Φ400AB型砼預(yù)應(yīng)力管樁,不設(shè)專(zhuān)門(mén)的防滲措施,兩端設(shè)齒墻不設(shè)排水孔。內(nèi)河涌U型槽中設(shè)置PVC排水管,按梅花型布置,縱橫間距均為1m。2.1.5永久縫止水設(shè)計(jì)根據(jù)工程實(shí)際,永久縫采用塑料止水接縫板并設(shè)止水銅片,塑料止水接縫板滿足行業(yè)的有關(guān)質(zhì)量要求。2.2閘頂高程2.2.1風(fēng)浪要素采用《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》推薦的蒲田試驗(yàn)站公式計(jì)算風(fēng)浪要素:設(shè)計(jì)工況的設(shè)計(jì)潮水位為h02.88m,相應(yīng)設(shè)計(jì)最大風(fēng)速為V021m/s;風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度取200m。風(fēng)區(qū)內(nèi)的平均水深取Hm=5.8m;2.2.1閘頂高程確定閘頂高程按《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》中的有關(guān)公式進(jìn)行計(jì)算。式中:Z?閘頂高程(m);h0?計(jì)算潮水位(m);A?安全超高(m);hm?平均波高(m);v0計(jì)算風(fēng)速(m/s);D?風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度(m);Hm?風(fēng)區(qū)內(nèi)的平均水深(m);Tm?平均波周期(s);Lm?平均波周長(zhǎng)(m);H?閘深水深(m);hp?相應(yīng)于波列累積頻率p的波高(m);hz?波浪中心線超出計(jì)算水位的高度(m)。具體計(jì)算如表:閘頂高程計(jì)算表序號(hào) 項(xiàng)目名稱(chēng) 單位 設(shè)計(jì)工況一、 波浪要素計(jì)算 1 計(jì)算風(fēng)速v0 m/s 212 風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度D m 2003 風(fēng)區(qū)平均水深Hm m 5.804 閘前水深H m 5.285 重力加速度g m/s2 9.816 平均波高h(yuǎn)m m 0.167 平均波周期Tm s 1.768 假定平均波長(zhǎng)L m 12.559 計(jì)算平均波長(zhǎng)Lm m 4.78二、 波高計(jì)算 1 水閘級(jí)別 32 波列累積頻率 5%3 hm/Hm 0.034 hp/hm 1.935 累積頻率p5%的波高h(yuǎn)php/hm*hm m 0.306 波浪中心線超出設(shè)計(jì)水位的高度hz m 0.06三、 閘頂高程計(jì)算 1 設(shè)計(jì)洪潮水位P2%/歷史最高水位 m 2.882 安全加高A(m) m 0.43 計(jì)算閘頂超高yhp+hz+A m 0.764 計(jì)算閘頂高程 m 3.64根據(jù)《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》SL265-2001第4.2.4條規(guī)定,擋水時(shí),水閘閘頂高程不應(yīng)低于正常水位(或最高擋水位)加波浪計(jì)算高度與相應(yīng)安全超高之和;位于防洪(擋潮)堤上的水閘,其閘頂高程不得低于防洪(擋潮)堤堤頂高程。另外根據(jù)當(dāng)?shù)鼐用竦纳a(chǎn)生活要求,則本次設(shè)計(jì)的閘室頂高程取4.40m。2.2啟閉室初定閘門(mén)頂超高為0.37m,則閘門(mén)頂高程2.88+0.373.25m,閘門(mén)3.25+1.755m,則啟閉工作平臺(tái)頂面高程為11.40m。2.3閘室穩(wěn)定計(jì)算閘室穩(wěn)定計(jì)算采用Excel電子表格進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于砼預(yù)制管樁地基,在各種荷載組合工況下,基底應(yīng)力穩(wěn)定計(jì)算應(yīng)滿足下列要求:在各種計(jì)算情況下:P≤〔P〕P≤1.2〔P〕基本組合η≤1.5特殊組合η≤2.02.4.1完建情況水閘初建成尚未放水時(shí)。按各部分荷載對(duì)閘底板形心軸(垂直水流方向)產(chǎn)生的彎矩計(jì)算,詳見(jiàn)表,計(jì)算結(jié)果顯示,該荷載組合情況下閘室滿足穩(wěn)定要求。2.4.2設(shè)計(jì)洪水位情況水閘建成放水后,遇設(shè)計(jì)洪水位2.88相應(yīng)水位0.00m。按各部分荷載對(duì)閘底板形心軸(垂直水流方向)產(chǎn)生的彎矩計(jì)算,詳見(jiàn)表,計(jì)算結(jié)果顯示,該荷載組合情況下閘室滿足穩(wěn)定要求。2.4.3正常洪水位+地震情況水閘建成放水后,遇外江正常水位1.50相應(yīng)內(nèi)涌水位0.00m時(shí),遭遇地震情況。此時(shí)地震慣性力代表值根據(jù)《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》SL-97規(guī)定,采用進(jìn)行擬靜力法計(jì)算。根據(jù)《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL-203-97)第4.1.1條:一般情況,水工建筑物可只考慮水平向地震作用;第4.2.1條:一般情況下,水工建筑物抗震計(jì)算應(yīng)考慮的地震作用力:建筑物自重和其上的荷重所產(chǎn)生的地震慣性力、地震動(dòng)土壓力、水平向地震動(dòng)水壓力(考慮到在正常運(yùn)行期閘門(mén)全開(kāi),故在計(jì)算時(shí)不予考慮)沿建筑物高度作用于各質(zhì)點(diǎn)的水平向地震慣性力代表值:FahξGEiai/g;式中:ah??與設(shè)計(jì)烈度相對(duì)應(yīng)的水平向設(shè)計(jì)地震加速度代表值,取0.1g;ξ??地震作用效應(yīng)折減系數(shù),取0.25;GEi??集中在質(zhì)點(diǎn)i的重力作用代表值;ai??質(zhì)點(diǎn)i的動(dòng)態(tài)分布系數(shù);g??重力加速度。按各部分荷載對(duì)閘底板形心軸(垂直水流方向)產(chǎn)生的彎矩計(jì)算,詳見(jiàn)EXCEL計(jì)算表格,計(jì)算結(jié)果顯示,該荷載組合情況下閘室滿足穩(wěn)定要求。2.4.4結(jié)論上述計(jì)算結(jié)果顯示,閘室在各種荷載組合工況下均滿足穩(wěn)定要求,但地基應(yīng)力均大于淤泥層地基承載力,不滿足地基承載力要求,應(yīng)進(jìn)行地基處理,詳見(jiàn)樁基礎(chǔ)計(jì)算相關(guān)內(nèi)容。3.水閘過(guò)流能力計(jì)算及水閘寬度擬定3.1內(nèi)河涌過(guò)流能力計(jì)算水閘設(shè)計(jì)排水標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇最大24小時(shí)暴雨產(chǎn)生的洪峰流量遇外江平均高潮位可以及時(shí)排出。閘內(nèi)最高控制水位為2.20m(珠基)。水閘過(guò)流按平底閘,高淹沒(méi)堰流計(jì)算,具體計(jì)算見(jiàn)下表:式中各符號(hào)的含義及計(jì)算過(guò)程見(jiàn)表。內(nèi)河涌水力計(jì)算序號(hào) 項(xiàng)目 單位 計(jì)算 備注1 設(shè)計(jì)水深h m 2.2 2 渠底寬 m 16 3 邊坡系數(shù)m 0.5 4 過(guò)水?dāng)嗝婷娣eAbh+mh2 m2 37.62 5 濕周Xb+2h1+m20.5 m 20.92 6 水力半徑RA/X m 1.80 7 渠道糙率n 0.03 8 謝才系數(shù)CR1/6/n m1/2/s 36.76 9 比降I 0.01% 10 水面寬度 m 18.2 11 流速vCRi0.5 m/s 0.49 12 計(jì)算流量QAv m3/s 18.54 由內(nèi)河涌過(guò)流能力驗(yàn)算水閘的過(guò)流能力。水閘過(guò)流能力計(jì)算 序號(hào) 符號(hào) 項(xiàng)目名稱(chēng) 單位 計(jì)算 備注1 Q 設(shè)計(jì)流量 m3/s 18.54 2 B0 閘孔總凈寬 m 3 3 B 上游河道總寬 m 16 4 H 上游堰上水深 m 2.95 5 Δh 上下游水位差 m 0.3 6 hs 下游堰上水深 m 2.65 7 v0 上游行近流速v0Q/HB m/s 0.39 8 H0 堰上總水頭H0H+v02/2g m 2.96 9 hs/H0 淹沒(méi)度判別 0.96 10 μ0 綜合流量系數(shù) 0.973 11 Q' 計(jì)算流量Q'μ0hsB02gH0-hs1/2 m3/s 19.01 經(jīng)計(jì)算,圍內(nèi)遇設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇最大24小時(shí)暴雨時(shí),產(chǎn)生的洪峰流量遇外江平均高潮位時(shí)可以由本水閘及時(shí)排出。且水閘總凈寬與內(nèi)河涌之比為0.57也在合理范圍之內(nèi),故水閘總凈寬取3.0m是合理可行的。3.2水閘消能計(jì)算1.消力池計(jì)算由于水閘的主要功能為排澇兼顧擋水,考慮到內(nèi)河涌涌容比較小且堤內(nèi)的用水量比較小,在取水時(shí)水閘內(nèi)外側(cè)水頭差比較小,因此消能設(shè)施的設(shè)置主要是由排澇工況決定的.消能計(jì)算分別用和式計(jì)算。式中:q?過(guò)閘單寬流量m2/s。α?水流動(dòng)能校正系數(shù),取1.0。φ?流速系數(shù),取0.95。hc?收縮水深m。hc′′?躍后水深m。T0?由底板算起的總勢(shì)能。qm2/s 閘內(nèi)水位(m) 閘外水位(m) hc(m) hc′′(m) hs′(m) 是否修建消能設(shè)施6.33 2.20 1.90 1.32 1.55 3.65 否計(jì)算結(jié)果如下:由計(jì)算結(jié)果得水閘在泄流時(shí)產(chǎn)生不必修建消力池,考慮到水閘的閘基為淤泥的允許流速較低和水閘的上下游連接,因此在水閘上下游分別布置6m長(zhǎng)鋼筋砼U型槽。2.海漫長(zhǎng)度計(jì)算由于水閘外江河床為淤泥,排澇時(shí)水流經(jīng)U型槽消能后可能對(duì)河床造成沖刷。因此還需設(shè)置海漫,其長(zhǎng)度按《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》中式計(jì)算,式中:Lp?海漫長(zhǎng)度m。Ks?海漫長(zhǎng)度計(jì)算系數(shù),按規(guī)范取10。qs?水閘下游的單寬流量m2/s。ΔH/?閘孔泄水時(shí)的上下游水位差m。由此計(jì)算得時(shí)Lp12.4m。(取Lp=13m即:水閘內(nèi)外江側(cè)采用鋼筋砼U型槽長(zhǎng)為6m長(zhǎng),外河再設(shè)置10m長(zhǎng)拋石護(hù)底)外河側(cè)海漫長(zhǎng)度滿足要求。3.海漫末端河床的沖刷深度按《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》中式進(jìn)行計(jì)算,式中:qm?海漫末端的單寬流量m2/s。[v0]?河床土質(zhì)允許不沖流速(m/s),由水力學(xué)得[v0]0.60m/s。hm?海漫末端河床水深(m)。將各數(shù)值代入上式得dm-0.13m,故不需要設(shè)置防沖槽。4擋土墻穩(wěn)定計(jì)算4.1擋墻計(jì)算工況1.外江懸臂式擋土墻計(jì)算工況:(1)非常工況:完建期擋墻內(nèi)外側(cè)水位均為-1.75m;(2)設(shè)計(jì)工況一:水位驟降期擋墻內(nèi)側(cè)水位為1.5m,擋墻外側(cè)水位為1.0m;2.內(nèi)江懸臂式擋土墻計(jì)算工況:(1)非常工況:完建期擋墻內(nèi)外側(cè)水位均為-1.75m;(2)設(shè)計(jì)工況一:水位驟降期擋墻內(nèi)側(cè)水位為1.0m,擋墻外側(cè)水0.50m4.2擋墻計(jì)算懸臂式擋土墻的結(jié)構(gòu)計(jì)算,采用《北京理正軟件》進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算結(jié)果另附。4.3結(jié)論上述計(jì)算結(jié)果顯示,擋土墻在各種荷載組合工況下均滿足穩(wěn)定要求,但地基應(yīng)力最大值大于淤泥層地基承載力,不滿足地基承載力要求,應(yīng)進(jìn)行地基處理,擬采用松樁基礎(chǔ),并假定地基復(fù)核地基承載力為65kPa。5樁基礎(chǔ)計(jì)算5.1砼預(yù)應(yīng)力管樁方案由前面穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果可知,在各種荷載組合下,閘室底板地基應(yīng)力均大于淤泥層地基承載力(f40.0kpa),故需進(jìn)行地基處理,以提高地基承載力,滿足閘室上部荷載要求。根據(jù)《中山市黃圃鎮(zhèn)三鄉(xiāng)圍烏珠水閘重建工程巖土工程勘察報(bào)告》,結(jié)合重建水閘位置,以ZK1孔為計(jì)算孔,采用C直徑為400mmAB型砼預(yù)應(yīng)力管樁,樁基布置形式按矩形布置,共2行8列共計(jì)16根;對(duì)于閘室前后連接的U型槽為防止與閘室產(chǎn)生過(guò)大沉降差,分別布設(shè)2行4列直徑為400mmAB型砼預(yù)應(yīng)力管樁,共計(jì)16根。5.1.1砼預(yù)應(yīng)力管樁承載力計(jì)算1、單樁豎向承載力計(jì)算各樁豎向設(shè)計(jì)值按下式計(jì)算:N?閘室底板底面總豎向力KNM?閘室底板底面總力矩KN?mNi?第i根樁所受的豎向承載力KNn?樁的總根數(shù)yi?第i根樁軸線距樁基重心的距離m-各樁軸線至樁基重心距離的平方的代數(shù)和,m2則由前面穩(wěn)定計(jì)算得知完建期水閘基底應(yīng)力最大,故按完建期工況下計(jì)算單樁豎向力設(shè)計(jì)值。布置樁2×816根,經(jīng)計(jì)算單樁最大設(shè)計(jì)值為82.32KN。按端承加摩擦型樁進(jìn)行樁設(shè)計(jì),根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94-94中的公式計(jì)算復(fù)合基樁豎向承載力設(shè)計(jì)值,計(jì)算公式為:Rau∑qsiali+qpaAp式中Ra?單樁豎向承載力特征值,kN;up?樁身周長(zhǎng),m;qsia?第i層土的樁側(cè)阻力特征值,kPa;li?樁穿越第i層土的厚度,m。qpa?極端阻力特征值,kPa;Ap?樁端面積,m2;經(jīng)計(jì)算,樁長(zhǎng)18m,單樁豎向承載力設(shè)計(jì)值為46.90KN,滿足要求(詳見(jiàn)EXCEL計(jì)算表格)。2、單樁水平向承載力計(jì)算根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94-94第5.4.2.5條計(jì)算單樁豎向承載力設(shè)計(jì)值,計(jì)算公式為:式中EI?樁身抗彎剛度χ0a?樁頂容許水平位移νx?樁頂水平位移系數(shù)將樁長(zhǎng)18m代入得將各參數(shù)代入計(jì)算(詳下表)項(xiàng)次 樁基水平承載力計(jì)算 單位 結(jié)果1 樁身混凝土6性模量E0 kPa 36000000.002 樁身截面慣性矩I0 m4 0.001253 樁側(cè)土水平抗力系數(shù)的比例系數(shù)m kN/m4 2000.004 樁身的計(jì)算寬度b0 m 0.995 樁的水平變形系數(shù)α0.3496 樁頂允許水平位移X0a m 0.0057 樁頂水平位移系數(shù)νx 1.1758 單樁水平承載力特征值Rh kN 69.3115 單樁水平作用力設(shè)計(jì)值H kN 98.1216 H≤Rh 滿足5.1.2砼預(yù)應(yīng)力樁樁頂?shù)牡装宓氖軟_切承載力計(jì)算根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94-94第5.6.6.2條計(jì)算樁基水平向承載力設(shè)計(jì)值,,計(jì)算公式為:γ0Fl≤αftumh0Fl=F-∑Qi式中Fl?作用于沖切破壞錐體上的沖切力設(shè)計(jì)值,kN;fl?承臺(tái)混凝土抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,kPa;um?沖切破壞錐體上一半有效高度處的周長(zhǎng),m;h0?沖切破壞錐體的有效高度,m;α?沖切系數(shù);λ?沖切比;Fl?作用于柱(墻)底的豎向荷載設(shè)計(jì)值,kN;∑Qi?作用于沖切破壞錐體范圍內(nèi)各基樁的凈反力設(shè)計(jì)值之和,kN;考慮到水閘和U型槽的樁基小部分樁截面作用在閘墩和U型槽側(cè)墻上(荷載主要集中在其上或通過(guò)其傳遞),故不需要進(jìn)行底板的受沖切驗(yàn)算。5.2松木樁方案由前面穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果可知,在各種荷載組合下,擋墻底板地基應(yīng)力均大于淤泥層地基承載力(f40.0kpa),故需進(jìn)行地基處理,以提高地基承載力,滿足擋墻上部荷載要求。根據(jù)《中山市黃圃鎮(zhèn)三鄉(xiāng)圍烏珠水閘重建工程巖土工程勘察報(bào)告》,結(jié)合水閘位置,以ZK1孔為主,采用松木樁,尾徑不少于80mm,長(zhǎng)5.0m。(1)單樁豎向承載力計(jì)算按摩擦型樁進(jìn)行設(shè)計(jì),根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94-94第5.2.8條計(jì)算單樁豎向承載力設(shè)計(jì)值:Rau∑qsiali式中Ra?單樁豎向承載力特征值,kN;u?樁身周長(zhǎng),m;qsi?極側(cè)第i層土的極限側(cè)阻力代表值,kpa;li?樁穿越第i層土的厚度,m。將各參數(shù)代入計(jì)算得Q0.08*3.14*5*67.54kN(2)復(fù)合地基承載力計(jì)算由于松木樁間距為0.5m,故每平方米上布設(shè)4根松木樁,對(duì)松木樁的承載力和地基允許承載力進(jìn)行相加得復(fù)合地基承載力R40+4*7.54=70.16kPa。故取R=70kPa,滿足理正擋墻計(jì)算中假定的地基承載力60kPa要求。附表一:1.計(jì)算項(xiàng)目:閘室箱涵結(jié)構(gòu)計(jì)算[計(jì)算條件]縱筋級(jí)別:HRB335箍筋級(jí)別:HPB235箍筋間距:200mm配筋計(jì)算時(shí)as:35mm支座彎矩調(diào)整系數(shù):1.000跨中彎矩調(diào)整系數(shù):1.000[執(zhí)行規(guī)范]混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010-2002[計(jì)算結(jié)果]單位:鋼混構(gòu)件寬B--------mm鋼混構(gòu)件高H--------mm鋼材截面積A--------*10^2?mm^2鋼材慣性矩I--------*10^4mm^4鋼材彈性模量Es--------*10^8kN/m^2彎矩--------kN-m剪力--------kN配筋--------mm*mm各荷載工況組合系數(shù)工況號(hào):1---------1.000工況號(hào):2---------1.000工況號(hào):3---------1.000工況號(hào):4---------1.000工況號(hào):5---------1.000工況號(hào):6---------1.000工況號(hào):7---------1.000工況號(hào):8---------1.000工況號(hào):9---------1.000工況號(hào):10---------1.000構(gòu)件號(hào):1起點(diǎn)號(hào)2終點(diǎn)號(hào)1寬1000高650砼等級(jí)C25起點(diǎn)中點(diǎn)終點(diǎn)座標(biāo)mm:34050.031300.030400.031300.0位移xmm:0.000-0.000-0.000位移ymm:-0.0000.115-0.000彎矩kN-m:-82.07469.369-82.009剪力kN:165.9470.018-165.911軸力kN:0.0000.0000.000上部縱筋mm2:1300.01300.01300.0下部縱筋mm2:1300.01300.01300.0左側(cè)縱筋mm2:1300.01300.01300.0右側(cè)縱筋mm2:1300.01300.01300.0箍筋mm2:435.4435.4435.4構(gòu)件號(hào):2起點(diǎn)號(hào)1終點(diǎn)號(hào)3寬1000高650砼等級(jí)C25起點(diǎn)中點(diǎn)終點(diǎn)座標(biāo)mm:30400.031300.030400.037550.0位移xmm:-0.0000.0260.004位移ymm:-0.000-0.028-0.028彎矩kN-m:-82.00918.201-62.889剪力kN:80.413-6.610-35.618軸力kN:-81.678-81.678-81.678上部縱筋mm2:1300.01300.01300.0下部縱筋mm2:1300.01300.01300.0左側(cè)縱筋mm2:1300.01300.01300.0右側(cè)縱筋mm2:1300.01300.01300.0箍筋mm2:335.5335.5335.5構(gòu)件號(hào):3起點(diǎn)號(hào)4終點(diǎn)號(hào)2寬1000高650砼等級(jí)C25起點(diǎn)中點(diǎn)終點(diǎn)座標(biāo)mm:34050.037550.034050.031300.0位移xmm:-0.006-0.0260.000位移ymm:-0.028-0.000-0.000彎矩kN-m:-62.95418.135-82.074剪力kN:35.6186.610-80.413軸力kN:-82.084-82.084-82.084上部縱筋mm2:1300.01300.01300.0下部縱筋mm2:1300.01300.01300.0左側(cè)縱筋mm2:1300.01300.01300.0右側(cè)縱筋mm2:1300.01300.01300.0箍筋mm2:335.5335.5335.5構(gòu)件號(hào):4起點(diǎn)號(hào)3終點(diǎn)號(hào)4寬1000高450砼等級(jí)C25起點(diǎn)中點(diǎn)終點(diǎn)座標(biāo)mm:30400.037550.034050.037550.0位移xmm:0.004-0.006-0.006位移ymm:-0.028-0.264-0.028彎矩kN-m:-62.88973.051-62.954剪力kN:81.67867.297-82.084軸力kN:-35.618-35.618-35.618上部縱筋mm2:900.0900.0900.0下部縱筋mm2:900.0900.0900.0左側(cè)縱筋mm2:900.0900.0900.0右側(cè)縱筋mm2:900.0900.0900.0箍筋mm2:266.7266.7266.7附表二計(jì)算項(xiàng)目:內(nèi)河U型槽A斷面結(jié)構(gòu)計(jì)算[計(jì)算簡(jiǎn)圖]縱筋級(jí)別:HRB335箍筋級(jí)別:HPB235箍筋間距:200mm配筋計(jì)算時(shí)as:35mm支座彎矩調(diào)整系數(shù):1.000跨中彎矩調(diào)整系數(shù):1.000[執(zhí)行規(guī)范]混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010-2002[計(jì)算結(jié)果]單位:鋼混構(gòu)件寬B--------mm鋼混構(gòu)件高H--------mm鋼材截面積A--------*10^2?mm^2鋼材慣性矩I--------*10^4mm^4鋼材彈性模量Es--------*10^8kN/m^2彎矩--------kN-m剪力--------kN配筋--------mm*mm各荷載工況組合系數(shù)工況號(hào):1---------1.000工況號(hào):2---------1.000工況號(hào):3---------1.000工況號(hào):4---------1.000工況號(hào):5---------1.000工況號(hào):6---------1.000工況號(hào):7---------1.000工況號(hào):8---------1.000工況號(hào):9---------1.000工況號(hào):10---------1.000構(gòu)件號(hào):1起點(diǎn)號(hào)1終點(diǎn)號(hào)2寬1000高500砼等級(jí)C25起點(diǎn)中點(diǎn)終點(diǎn)座標(biāo)mm:22600.025400.026100.025400.0位移xmm:0.000-0.000-0.000位移ymm:0.000-0.969-0.000彎矩kN-m:259.550169.589259.550剪力kN:-102.8130.000102.813軸力kN:-0.000-0.000-0.000上部縱筋mm2:2012.01314.62012.0下部縱筋mm2:2012.01314.62012.0左側(cè)縱筋mm2:1000.01000.01000.0右側(cè)縱筋mm2:1000.01000.01000.0箍筋mm2:285.7285.7285.7構(gòu)件號(hào):2起點(diǎn)號(hào)3終點(diǎn)號(hào)1寬1000高500砼等級(jí)C25起點(diǎn)中點(diǎn)終點(diǎn)座標(biāo)mm:22600.031800.022600.025400.0位移xmm:14.9546.6230.000位移ymm:0.0000.0000.000彎矩kN-m:0.00032.444259.550剪力kN:0.00030.416121.664軸力kN:-0.000-0.000-0.000上部縱筋mm2:1000.01000.02012.0下部縱筋mm2:1000.01000.02012.0左側(cè)縱筋mm2:1000.01000.01000.0右側(cè)縱筋mm2:1000.01000.01000.0箍筋mm2:285.7285.7285.7構(gòu)件號(hào):3起點(diǎn)號(hào)2終點(diǎn)號(hào)4寬1000高500砼等級(jí)C25起點(diǎn)中點(diǎn)終點(diǎn)座標(biāo)mm:26100.025400.026100.031800.0位移xmm:-0.000-6.623-14.954位移ymm:-0.000-0.000-0.000彎矩kN-m:259.55032.444-0.000剪力kN:-121.664-30.4160.000軸力kN:0.0000.0000.000上部縱筋mm2:2012.01000.01000.0下部縱筋mm2:2012.01000.01000.0左側(cè)縱筋mm2:1000.01000.01000.0右側(cè)縱筋mm2:1000.01000.01000.0箍筋mm2:435.4435.4435.4計(jì)算項(xiàng)目:內(nèi)河U型槽B斷面結(jié)構(gòu)計(jì)算[計(jì)算條件]縱筋級(jí)別:HRB335箍筋級(jí)別:HPB235箍筋間距:200mm配筋計(jì)算時(shí)as:35mm支座彎矩調(diào)整系數(shù):1.000跨中彎矩調(diào)整系數(shù):1.000[執(zhí)行規(guī)范]混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010-2002[計(jì)算結(jié)果]單位:鋼混構(gòu)件寬B--------mm鋼混構(gòu)件高H--------mm鋼材截面積A--------*10^2?mm^2鋼材慣性矩I--------*10^4mm^4鋼材彈性模量Es--------*10^8kN/m^2彎矩--------kN-m剪力--------kN配筋--------mm*mm各荷載工況組合系數(shù)工況號(hào):1---------1.000工況號(hào):2---------1.000工況號(hào):3---------1.000工況號(hào):4---------1.000工況號(hào):5---------1.000工況號(hào):6---------1.000工況號(hào):7---------1.000工況號(hào):8---------1.000工況號(hào):9---------1.000工況號(hào):10---------1.000構(gòu)件號(hào):1起點(diǎn)號(hào)1終點(diǎn)號(hào)3寬1000高500砼等級(jí)C25起點(diǎn)中點(diǎn)終點(diǎn)座標(biāo)mm:27200.029500.033100.029500.0位移xmm:-0.000-0.000-0.000位移ymm:-0.0001.1680.000彎矩kN-m:0.000-98.93550.151剪力kN:-75.5758.50092.575軸力kN:-0.000-0.000-0.000上部縱筋mm2:1000.01000.01000.0下部縱筋mm2:1000.01000.01000.0左側(cè)縱筋mm2:1000.01000.01000.0右側(cè)縱筋mm2:1000.01000.01000.0箍筋mm2:285.7285.7285.7構(gòu)件號(hào):2起點(diǎn)號(hào)5終點(diǎn)號(hào)2寬1000高500砼等級(jí)C25起點(diǎn)中點(diǎn)終點(diǎn)座標(biāo)mm:27200.033300.027200.029600.0位移xmm:2012841.3751006420.7500.000位移ymm:0.0240.0120.000彎矩kN-m:0.468-17.4882.169剪力kN:1.04711.21341.710軸力kN:0.0000.0000.000上部縱筋mm2:1000.01000.01000.0下部縱筋mm2:1000.01000.01000.0左側(cè)縱筋mm2:1000.01000.01000.0右側(cè)縱筋mm2:1000.01000.01000.0箍筋mm2:435.4435.4435.4構(gòu)件號(hào):3起點(diǎn)號(hào)3終點(diǎn)號(hào)4寬1000高500砼等級(jí)C25起點(diǎn)中點(diǎn)終點(diǎn)座標(biāo)mm:33100.029500.033100.033200.0位移xmm:-0.0000.7411.372位移ymm:0.0000.0000.000彎矩kN-m:50.1516.2690.000剪力kN:-40.663-10.1660.000軸力kN:-0.000-0.000-0.000上部縱筋mm2:1000.01000.01000.0下部縱筋mm2:1000.01000.01000.0左側(cè)縱筋mm2:1000.01000.01000.0右側(cè)縱筋mm2:1000.01000.01000.0箍筋mm2:285.7285.7285.7計(jì)算項(xiàng)目:外河U型槽B出口斷面[計(jì)算條件]縱筋級(jí)別:HRB335箍筋級(jí)別:HPB235箍筋間距:200mm配筋計(jì)算時(shí)as:35mm支座彎矩調(diào)整系數(shù):1.000跨中彎矩調(diào)整系數(shù):1.000[執(zhí)行規(guī)范]混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010-2002[計(jì)算結(jié)果]單位:鋼混構(gòu)件寬B--------mm鋼混構(gòu)件高H--------mm鋼材截面積A--------*10^2?mm^2鋼材慣性矩I--------*10^4mm^4鋼材彈性模量Es--------*10^8kN/m^2彎矩--------kN-m剪力--------kN配筋--------mm*mm各荷載工況組合系數(shù)工況號(hào):1---------1.000工況號(hào):2---------1.000工況號(hào):3---------1.000工況號(hào):4---------1.000工況號(hào):5---------1.000工況號(hào):6---------1.000工況號(hào):7---------1.000工況號(hào):8---------1.000工況號(hào):9---------1.000工況號(hào):10---------1.000構(gòu)件號(hào):1起點(diǎn)號(hào)1終點(diǎn)號(hào)2寬1000高500砼等級(jí)C25起點(diǎn)中點(diǎn)終點(diǎn)座標(biāo)mm:22600.033000.029301.432996.4位移xmm:0.0000.001-0.000位移ymm:0.0001.2480.000彎矩kN-m:63.360-90.45463.360剪力kN:-91.8100.00091.810軸力kN:-0.000-0.000-0.000上部縱筋mm2:1000.01000.01000.0下部縱筋mm2:1000.01000.01000.0左側(cè)縱筋mm2:1000.01000.01000.0右側(cè)縱筋mm2:1000.01000.01000.0箍筋mm2:285.7285.7285.7構(gòu)件號(hào):2起點(diǎn)號(hào)2終點(diǎn)號(hào)4寬1000高500砼等級(jí)C25起點(diǎn)中點(diǎn)終點(diǎn)座標(biāo)mm:29301.432996.429304.736996.4位移xmm:-0.0000.6341.105位移ymm:0.000-0.001-0.001彎矩kN-m:63.3607.9200.000剪力kN:-47.520-11.8800.000軸力kN:-0.000-0.000-0.000上部縱筋mm2:1000.01000.01000.0下部縱筋mm2:1000.01000.01000.0左側(cè)縱筋mm2:1000.01000.01000.0右側(cè)縱筋mm2:1000.01000.01000.0箍筋mm2:285.7285.7285.7構(gòu)件號(hào):3起點(diǎn)號(hào)3終點(diǎn)號(hào)1寬1000高500砼等級(jí)C25起點(diǎn)中點(diǎn)終點(diǎn)座標(biāo)mm:22600.037000.0