软土地基上的新型钢板桩围堰设计

软土地基上的新型钢板桩围堰设计1工程概况某工程位于由于河口，位置的地质情况很差，淤泥质粘土层厚超过20m。而设计水位又很高，外河设计水位7.96m，泥面高程约为0.0m，施工围堰堰高和作用水头均很大，所以围堰设计存在较大难度。主要创新为堰身结构采用袋装吹填土代替常规的回填土。2场地工程地质条件根据工程地质勘察报告，场地地层自上而下可分为：第1层，素填土；第1-3层，淤泥质填土～近期冲淤积土；第2层，淤泥质粉质粘土；第2-1层，粉质粘土；第3层，粉质粘土；第3-1层，淤泥质土。表1列出了堰址处第2层淤泥质粉质粘土的物理力学性质指标。表1淤泥质粉质粘土的物理力学性质指标坡含水率胞%临比重间γ岭KN/m眯3敏直剪循渗透系数逢(判10策-6新cm/sec志)摸c桐q指/kPa芝φ侦q势/高度秋垂直方向姥k煎v岔水平方向扇k孙h膛36.8牛2.71把17.9除11.2窄7.4视9.36主15.433板桩结构土压力计算图1板桩结构简图板桩结构简图见图1。第2层淤泥质粉质粘土的重度γ=17.9kN/m3，饱和重度γsat=18.23kN/m3，土的内摩擦角φq=7.4°，粘聚力Cq=11.2kPa，主动土压力系数Ka=0.772，被动土压力系数Kp=1.296。板桩内及墙后均采用砂性吹填土填筑，吹填土的重度γ1=15.0kN/m3，吹填土的饱和重度γsat=18.0kN/m3，内摩擦角φ=20°，粘聚力C=0，主动土压力系数Ka1=0.49，被动土压力系数Kp1=2.04。水位按最危险组合情况进行计算，堰内剩余水头控制在2.5m高程以下。q取为35.28kPa，土压力按文献[1]中公式进行计算，土压力计算简图见图2。图2土压力计算简图4钢板桩入土深度计算钢板桩的土压力计算参见图2，确定由主动土压力、被动土压力和水压力对锚杆安装点的力矩MEa、MEp和MEw，钢板桩入土深度需满足下面经验公式（文献[2]）。经计算，MEa=15136.26kN.m/m，MEp=23813.96kN.m/m，MEw=3477.19kN.m/m，F=1.28＞1.2。5堰体宽度计算振堰体迎宽度应满足抗股剪、抗倾、抗娃滑、地基承载返力和防止地基辞土管涌的要求爸。倡5记.夹1猴抗剪炕稳定谋抗剪社稳定枪采用披下列刑Terzag士hi味公式列（文侨献涝[3怕]敏）发进行计搏算银:舍式中图，缠B=10m宾，内摩擦述角役φ隆=钞20雕°槐，经亮计算便，接E革a恼=占229.86眉kN超，商M=丛533.95脸kN泊.厘m木，颗K=1.糠04仁＞杨0.7底。音5仔.攻2慢抗倾斑稳定躬抗倾肥稳定指应满足吹下列公式轿（文宇献帆[3棚]众）危:匆经幼计算作，涝G=期276.14胃kN撇，惹T=驼330.0艇kN港.绍m院，牌K=办15.18鲁＞愁1.4绢。能5亲.迁3德抗滑太稳定冬抗滑洗稳定租应满足赚下列公式劲（文浑献扇[3秆]殿）车:牛式中润，预G=部276.14汪kN子，地f=tg公7.4恋°妇＝说0.13肚，届S=A孙[州τ刺]税县，释A=煌156美cm煌2微，挖[迁τ暑]=200M戒Pa伟皆，承E诚w朱为水压力趴，膀Ew=俭306.25勺kN械，住E渔s悦为庙土压力，礼Es=0若，经阔计算昼，登K=惰20.78南＞翅1.4匠。娘5对.柱4按地基承载力计往算虏根据土的抗剪茶强度指标，按鬼下惰列侮公桐式驻（文赛献半[菠4斤]吨）驼确定地基土承调载力特征值：亚经计算，地基帜土承载力特征带值曲f蒙a李=煮416.45急kP胞a农，牙询σ紫max抓=钱299.61巡kP逃a陆，地基承载力然稳定。彼5槽.宿5陪地基土管涌计达算鹿地基土尊的势管涌讲计算棚应满足交下列公式爹（文耍献好[3伯]指）耻:份式中脂，芒l贤1厉=11理m青，侧l映2仓=型11损m啄，范B=10m次，洋Δ火h=单7.96吵m辞，滤经计算，搏K=旱4.02暖。广6沫影锚杆破和钢板桩的内蝶力计算地6炎.1按锚杆拥的内鸽力计算牢锚杆翠的内菜力秧采用淡比较符合实际爸情况的蛋变位法计算拳。路即假定钢板桩泥内、外侧板桩野由于外力作用恭产生变位，在太拉杆处的内向爱变位相等。姻计算奶简净图见谦图慈3肯。孤计算公式钉（参见文献严[3]狡）违如下条：虫Z=(艘P割1自+某P际2毁)×(10×鹊H³-10×等H²×C+5片×H×C²-嚷C³)÷(8证0×H×C)膛P炊1勿＝苏(闷2×P栋a盘-P针水予)÷H逆P淹2益＝幅(拼2×P玩a驱+P蛮水貌)÷H搞式中贤：压P僵a沃:御泥面以上主动虑土压力之和；概P刘水吼:芹泥面以上室水屯压力之和；傲C近:清泥面以上水深粗；厘H箩:冈泥面以上桩长狗；朵制图披3恨剖变位法计算简爸图忌经计算，锚杆宪拉力肥52.29御kN萍，根据设计资抚料，锚杆的直抱径袖为肝φ第3沾2党，保f花y显=310N/毙mm当2过，根据公测式托N妄≤塔f衰y情A亦s抄，可求未出傍f秤y泥A狼s月=249.3蚕k叹N示。若取安全系逼数刚为禽1.萌5别，并考虑到锚蚊杆的间距和为托0.8m冬，可求出锚杆幕轴向拉力设计当值时N=20脊7野.8烫k史N波。经验算，锚侮杆的拉力满足痕强度要求。陷6辜.带2全钢板桩的内叼力计算懂钢板桩内力计配算可先确定钢愧板桩剪力为零纽的位置（高盈程继-0.45绘m偷处），然后计蚂算该点的弯矩兴，即昌钢板桩耐的尼最大弯矩。颜计算简图见太图埋4躲。父鸣固经计算，阀钢板桩最大弯搬矩秋分别为撑36.31毕kN.m模/m竞。虹根据钢板桩的慕结构型式别，查得识钢板桩的留W=省85润0cm核3费，削[非σ田]=200M踢P匆a砍。按照下列公瓜式验算：防经验算，钢板俩桩的内力耍σ严为港42.72贞MP厌a选，满足粥强度要求。鸟测感智铁7须堰体袋整体享稳定性分析滴采用瑞典圆弧军法对草堰体进行稳定演性分析贱，稳定安全系迎数弹采用晌以下蠢文感献炸[折6狐]帜公式烦计算，图战5花为采用河海大朗学土石坝稳定垄分析系板统丝V4.问0象软件对小堰体形整体稳定性验抚算座简图美。计算结果表仪明，痰堰体侍整体稳定性符惨合规范要求。井图锣5祖堰体艺整体稳定性验颜算8设计总结号本工程施工围驰堰设计包括棵围堰喂稳定、抗倾、纸板桩刚度、拉年杆强度以及渗旷透稳定浓设