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淺談節(jié)制閘深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與研究論文
在我國水利工程領(lǐng)域 尤其是城市水利工程中地下連續(xù)墻僅用作水工建筑物的防滲 抗沖刷以及淺基坑的支護(hù) 因城市水利工程深基坑一方面具有市政工程周圍環(huán)境復(fù)雜的特點(diǎn) 另一方面又具有水利工程在河床中施工且水工建筑物閘門要開啟泄流的特點(diǎn) 因此城市水利工程無法像市政 交通等工程深基坑支護(hù).那樣采用支撐 拉梁等逆作法施工.限制了地下連續(xù)墻在水利工程深基坑中應(yīng)用 目前大型水利工程深基坑支護(hù)采用地下連續(xù)墻尚不多見 尤其適合城市水利工程深基坑支護(hù)的雙排格式地連墻應(yīng)用則更少 與傳統(tǒng)的支護(hù)結(jié)構(gòu)技術(shù)相比 該結(jié)構(gòu)具有施工低噪音 對周圍環(huán)境影響小 支護(hù)結(jié)構(gòu)變形較小 墻身具有良好的抗?jié)B能力 投資較省等優(yōu)點(diǎn) 淮安市北門橋節(jié)制閘南側(cè)深基坑采用的雙排格構(gòu)式地連墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為其他類似工程設(shè)計(jì)提供借鑒 在緊臨高層建筑 施工場地狹小 對沉降變形及地下水控制要求高的大型城市水利工程深基坑中 具有較大的工程應(yīng)用價值和和推廣價值
工程概況
北門橋控制工程是淮安市里運(yùn)河防洪控制工程之一 位于淮安市主城區(qū)北門橋處的里運(yùn)河上 工程任務(wù)是御淮河洪水于主城區(qū)之外 減輕城市防洪壓力 保證城市防洪安全 改善城市交通 改善城市水環(huán)境 工程主要內(nèi)容為 座孔徑的節(jié)制閘和寬度為3的交通橋 采用上橋下閘的閘橋結(jié)合方案 滿足擋洪 蓄水 水上旅游 城市景觀城市交通及市政管線穿越等要求 節(jié)制閘底板與兩側(cè)邊墩均采用空箱結(jié)構(gòu) 單孔凈寬 底板順?biāo)鞣较蜷L 閘室底板頂面高程33 交通橋面中心高程 寬3 橋面設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)為公路級 閘門采用 扇底軸式翻板閘門 相應(yīng)配置 套 YGT液壓啟閉機(jī)
工程特點(diǎn)與難點(diǎn)
淮安市北門橋節(jié)制閘工程為大 型水利工程 防洪安全等級高 擋水防滲要求高本工程南側(cè)基坑周邊環(huán)境復(fù)雜 靠近主城區(qū)西大街 有中小學(xué)校 沿河多為高層商務(wù)樓和居民小區(qū) 各種管線較多 對樓房地基 道路和管線地基 基坑地面等沉降變形要求高以及施工期安全級別較高- 基坑施工場地狹窄 交通人流密集 對施工期臨時交通組織及施工工場布置要求高 根據(jù)建筑物總體布置 本工程基坑大且深 基坑范圍為長Y寬 開挖深度較大最大深度達(dá)十五米 為大型城市水利深基坑工程在河床中施工 無法采用逆作法施工3 基坑土質(zhì)比較復(fù)雜 粘土與砂性土互夾淺層砂性土較差 為稍密狀 均為中等透水性 局部地段淺層夾淤泥質(zhì)粘土-深基坑開挖后 基坑要長時間疏干 勢必對周圍地下水水位有較大影響 周邊地下水向基坑處補(bǔ)水引起外圍地下水驟降 引起地面不均勻沉降 造成樓房等開裂 因此嚴(yán)格控制地下水水位尤其重要且難度較大 雙排格構(gòu)式地連墻在水運(yùn)碼頭市政.3偶有應(yīng)用 在大型城市水利工程中應(yīng)用較少 其結(jié)構(gòu)布置 結(jié)構(gòu)計(jì)算模式尚不成熟 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有一定難度 有待實(shí)踐中進(jìn)一步完善
支護(hù)方案比較
由上述工程特點(diǎn)可知 北門橋節(jié)制閘南側(cè)基坑受地形限制 無法向兩側(cè)放坡 只能采取深基坑垂直支護(hù) 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)重點(diǎn)控制地面沉降變形和地下水位 為保證基坑開挖和鄰近建筑的安全 需要設(shè)置截滲和支護(hù)措施 根據(jù)目前基坑支護(hù)設(shè)計(jì)水平和施工經(jīng)驗(yàn) 基坑垂直支護(hù)考慮以下種 方案雙排灌注樁加防滲墻 方案 雙排鋼板樁 方案雙排格構(gòu)式地連墻 方案多層錨桿地連墻
考慮北門橋節(jié)制閘深基坑的重要性 現(xiàn)場土質(zhì) 臨時與永久相結(jié)合 工期 周邊環(huán)境等因素認(rèn)為雙排格構(gòu)式地連墻具有施工低噪音 對周圍環(huán)境影響小 支護(hù)結(jié)構(gòu)變形小 墻身具有良好的抗?jié)B能力
結(jié)構(gòu)計(jì)算模式
平面二維計(jì)算模式 采用機(jī)算或手算 分別把前后排連續(xù)墻看作是豎放的彈性地基梁 利用冪級數(shù)法結(jié)合樁端邊界條件求出開挖面以下樁身的內(nèi)力及變形 然后由連系梁中間截面的變形協(xié)調(diào)條件 建立力法方程 求解出連系梁中間截面的內(nèi)力 進(jìn)而求出前后排樁各截面的內(nèi)力 采用三維空間有限元法.-以彈塑性的摩爾.庫倫模型模擬基坑開挖過程中土體的非線性特性線彈性模型模擬地下連續(xù)墻.2全面分析北門橋節(jié)制閘深基坑開挖過程中雙排格構(gòu)式地連墻的應(yīng)力及變形 墻后地表縱橫向水平位移與豎向沉降等基坑變形和應(yīng)力分布及其對附近十幾層高樓的影響
結(jié)語
通過對雙排地下連續(xù)墻支護(hù)體系模型進(jìn)行三維空間有限元數(shù)值模擬 分析了前后排連續(xù)墻的位移變化 以及同一排連續(xù)墻的不同斷面的位移變化 得出的雙排地連墻的橫向變形和豎向變形值均在控制標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi) 根據(jù)監(jiān)測成果顯示 所有監(jiān)測點(diǎn)數(shù)值均小于報警值 說明雙排地下連續(xù)墻的支護(hù)體系能夠更好的控制墻體變形及減少對周邊建筑物的影響 但是從各種監(jiān)測點(diǎn)數(shù)據(jù)可知實(shí)際變形值較計(jì)算值小得多 一方面說明雙排地連墻分級控制地下水位效果好 另一方面說明結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)偏保守 安全余地還有待進(jìn)一步挖掘 這為類似大型城市水利工程深基坑支護(hù)積累寶貴經(jīng)驗(yàn)
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