某船閘提高承載的措施

新壩船閘提高承載第一節(jié)工程概況一、工程綜合概況1、新壩船閘是溝通xx水系與xx――xx水系的節(jié)點(diǎn)工程，是杭甬運(yùn)河的重要通航樞紐，船閘建設(shè)規(guī)模為Ⅳ級(jí)（500噸級(jí)）通航標(biāo)準(zhǔn)。閘室有效尺度，200×12×2.5m；上閘首邊墩標(biāo)高：－0.30至＋11.90m，底板厚度3.00m；下閘首邊墩標(biāo)高：＋0.30至＋8.00m，底板厚度2.50m。上游設(shè)計(jì)通航高水位7.08m，設(shè)計(jì)通航低水位4.72m；下游內(nèi)河設(shè)計(jì)通航高水位6.50m，設(shè)計(jì)通航低水位，5.30m；船閘通航凈空為7.00m。上下閘首均為鋼筋混凝土（C25）塢式結(jié)構(gòu)，采用短廊道集中輸水。閘首邊墩上部啟閉機(jī)房為5層現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，平板式提升閘門，帶平衡重的卷?yè)P(yáng)機(jī)啟閉方式。2、船閘區(qū)域的地質(zhì)大都屬?zèng)_湖積區(qū)，區(qū)域內(nèi)地質(zhì)表層軟土厚度一般大于5m，最厚達(dá)25m，壓縮性高、強(qiáng)度低、邊坡穩(wěn)定性差。在施工圖設(shè)計(jì)中，閘首的基礎(chǔ)均為水泥攪拌樁，上閘首樁數(shù)為42根，樁長(zhǎng)2.0-4.0m，下閘首樁數(shù)143根，樁長(zhǎng)2.3-8.8米，要求樁端進(jìn)入承載力較高的粘土層不小于500mm；復(fù)核地基設(shè)計(jì)承載力為每平方米140KN。二、啟閉機(jī)房的設(shè)計(jì)過(guò)程新壩船閘施工于2003年8月份招標(biāo)，由于當(dāng)時(shí)啟閉機(jī)房的施工圖設(shè)計(jì)尚未開(kāi)始，因此啟閉機(jī)房也未列入船閘工程的施工范圍。2004年5月新壩船閘啟閉機(jī)房通過(guò)多個(gè)方案比較，最終選擇了浙江大業(yè)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院參賽的啟閉機(jī)房2＃方案，使啟閉機(jī)房具有使用功能的同時(shí)還具有景觀功能且和周圍城鎮(zhèn)規(guī)劃相協(xié)調(diào)。啟閉機(jī)房的荷載落在每側(cè)閘首邊墩為7000KN（除閘門啟閉機(jī)械荷載外），原設(shè)計(jì)院提供的每側(cè)邊墩承載力為3500KN（除閘門啟閉機(jī)械荷載外），閘首邊墩承載不足，必須設(shè)法提高下閘首的承載力。當(dāng)時(shí)下閘首邊墩已施工到＋7.20m標(biāo)高，閘室完成了中間部分邊底板，上閘首還未開(kāi)工，和下閘首相連的閘室工程尚未進(jìn)行施工。下閘首及閘室處于大開(kāi)挖狀態(tài)，基坑干燥；沒(méi)有利用井點(diǎn)降水，而是采取了集水井明排水，水量很小。整個(gè)船閘在農(nóng)田中建設(shè)，周圍沒(méi)有永久建筑物，周邊環(huán)境對(duì)提高邊墩承載力措施的實(shí)施影響很小。第二節(jié)基礎(chǔ)承載力提高方案的選擇一、基礎(chǔ)承載力提高方案選擇的原則由于下閘首已在啟閉機(jī)房方案確定前進(jìn)行施工，且下閘首邊墩混凝土已澆筑到＋7.20m標(biāo)高僅預(yù)留0.80m的啟閉機(jī)房立柱插筋高度，根據(jù)上述情況，加強(qiáng)基礎(chǔ)承載力方案原則如下：費(fèi)用控制原則：承載力提高的費(fèi)用比把已完成的下閘首混凝土炸掉，待基礎(chǔ)再次加固后重新澆混凝土的費(fèi)用要低。承載力提高不能對(duì)已施工完成的基礎(chǔ)造成影響，啟閉機(jī)房的立柱不能布置在兩種不同的基礎(chǔ)上，補(bǔ)強(qiáng)后的基礎(chǔ)承載力必須留有一定的富裕度和安全系數(shù)。措施的實(shí)施對(duì)上部啟閉機(jī)房框架施工的影響應(yīng)盡量小。實(shí)施后要達(dá)到安全可靠、不留隱患，滿足生產(chǎn)和使用要求、施工方便等要求。二、幾種基礎(chǔ)承載力措施的提出和相關(guān)分析利用平移技術(shù)：將已基本完成的閘首邊墩，利用已被房建工程上廣泛運(yùn)用的、技術(shù)成熟的平移技術(shù)；移開(kāi)下閘首后再處理基礎(chǔ)，等基礎(chǔ)處理加強(qiáng)后平移回原地。仆優(yōu)點(diǎn)：當(dāng)時(shí)閘傍室及下游翼墻門均處于大開(kāi)挖認(rèn)狀態(tài)，可能省斯去平移的大量綿前期工作；相博比房屋的平移梨，下閘首的結(jié)蹈構(gòu)更適合平移頌；費(fèi)用省，時(shí)膚間短，根據(jù)房味屋平移的費(fèi)用林估算應(yīng)依在乏2寧0扁萬(wàn)元以內(nèi)，整狂個(gè)平移加上基服礎(chǔ)加固時(shí)間應(yīng)婦在趣1域5盛天內(nèi)可完成；掘加強(qiáng)最徹底、坡受力最明確。亭缺點(diǎn)：該技術(shù)想在房屋上運(yùn)用穿較多，在水運(yùn)誰(shuí)工程中不知有繭無(wú)成功的先例威；在下閘首平排移基礎(chǔ)加固的描過(guò)程中上部結(jié)壟構(gòu)的施工必須冒停工，對(duì)工期委有一定的影響覽。拳2鑼、鉆孔灌注柱嬌托置方案險(xiǎn)鉆孔灌注樁托稈置方案是在的謠下閘首垂直于勇船閘軸線的兩疤側(cè)各打一排（哥或二排）鉆孔帳灌注樁。鉆孔孕灌注樁軸線距晃閘底板邊放線鞏1.5濕m駛，樁尼距閣2.0策m課，樁徑穩(wěn)ф索80屈0酬，經(jīng)計(jì)算樁長(zhǎng)籮約暮20.0糞m趴（從閘首底板離底標(biāo)高算起）鋸，然后將樁頂娛用立柱接長(zhǎng)，肚在閘首頂面用自厚鑰1.0據(jù)m拔的整體頂板將擁灌注樁和閘首暑邊墩澆在一起漢，使灌注樁起逆到托置下閘首摔的作用，提高帝基礎(chǔ)的承載力蘇。該方案的實(shí)騎施難度不大，嫩造價(jià)也較低，各是可行的方案幟之一。盆優(yōu)點(diǎn)：鉆孔灌侄注樁的單柱承祖載力高，經(jīng)過(guò)螺設(shè)計(jì)合理布樁愿，提高承載力動(dòng)較大，使加固初后的基礎(chǔ)承載錄力有一定的富竹裕度，安全系艷數(shù)較高。下閘丘首邊墩上部已艷預(yù)罰留騰80c推m真尚未施工，鑿籠除呀20c桌m(xù)畜后可以布置厚構(gòu)約業(yè)1.0串m甚的加強(qiáng)頂板，牌頂板的剛度大淺，抗彎能力好榴，可保證灌注衰樁和原基礎(chǔ)共興同作用；施工猶工藝成熟，施盾工周期較短，艘對(duì)工期造成的揉影響較??；工敗程費(fèi)用較適中昂。紙缺點(diǎn)：水泥攪鍬拌樁是淺基礎(chǔ)縮，鉆孔灌注樁模是深基礎(chǔ)，在手已有的閘底板虎邊上施工鉆孔槽灌注樁可能會(huì)雞對(duì)原有地基造姓成影響，為防亭止鉆孔的影響胃，可采用杯鋼護(hù)筒跟進(jìn)法宣鉆孔，將鋼護(hù)偽筒隨著鉆孔進(jìn)箭尺同時(shí)打下去篩，以保護(hù)孔壁孔。督3確、擴(kuò)大基礎(chǔ)底樸板方案沉擴(kuò)大基礎(chǔ)底板加的方案是在垂脊直于船閘軸線皆的下閘首底板貴兩側(cè)再補(bǔ)打一兇排水泥攪拌樁虹，使新打的水熊泥攪拌柱和原偏底板外預(yù)留的列一排水泥攪拌捕樁形成擴(kuò)大的刷水泥攪拌樁基把礎(chǔ)，然后將下叨閘首底板在垂唉直于船閘軸線衣的兩側(cè)各拼長(zhǎng)寬律3.2隆m藍(lán)，形成每一鉛側(cè)異51m虎2盆的加寬底板，矛根據(jù)水泥攪拌擾樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)邪承載力為每平私方心米憑1弄4足噸，扣除回填名土的自重荷載電，也可基本滿高足要求。但為曾確保加寬的底床板與原底板共捎同受力，應(yīng)將跳原底板的鋼筋謹(jǐn)垂直于閘室軸尊線的鋼筋每邊骨鑿喇出喪20c趨m母并接長(zhǎng)，再用寨混凝土將加寬跨底板和原底板運(yùn)連在一起；該罩方案實(shí)施難度鴉大。退優(yōu)點(diǎn)：在已有花的水泥攪拌樁處外側(cè)再補(bǔ)打一灑排水泥攪拌樁侍，二者同屬淺曲基礎(chǔ)，且補(bǔ)打融水泥樁施工時(shí)蜂受已有的水泥鴨攪拌樁保護(hù)，辮不會(huì)對(duì)原基礎(chǔ)伯造成影響，施于工安全性較好脫；打水泥攪拌竟樁施工難度不瞞大，且底板加臘寬不影響閘門他安裝和上部結(jié)案構(gòu)施工，對(duì)工室期造成的影響暴較??；工程費(fèi)蘆用較省。發(fā)缺點(diǎn)：對(duì)原基浴礎(chǔ)底板有影響節(jié)，底板拼接施球工有難度，且寇質(zhì)量難以保證鵲。居4保運(yùn)用托換技術(shù)肯：浙托換技術(shù)：是易指解決對(duì)既有撤建筑物的地基裕需要處理、基赤礎(chǔ)需要加固等謹(jǐn)問(wèn)題，和對(duì)既爬有建筑物基礎(chǔ)縫需要修建地下還工程及其鄰近齡需要建造工程遞而影響到既有章建筑物的安全他問(wèn)題的技術(shù)總落稱。賤樁式托換法：匯是采用樁進(jìn)行音基礎(chǔ)托換方法蕩的總稱。是在體基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的下擺部或兩側(cè)設(shè)置選各類樁，在樁務(wù)上擱置托梁或白承臺(tái)系統(tǒng)或直卡接與基礎(chǔ)錨固辛，來(lái)支承被托換換的墻和柱基垂。適用于軟弱適粘性土、松散叛砂土、飽和黃郊土、濕陷性黃丑土、素填土和疾雜填土等。以岸坑式靜壓樁托繭換法為例：在滾墻基或柱下開(kāi)悟挖豎坑和橫坑嫌，在基礎(chǔ)底部弱放直徑為秒ф歇15丸0憲――駁ф景20虎0挽的鋼筋混凝土薄預(yù)制樁，每節(jié)掛樁長(zhǎng)可素按托換的凈空駕高度和千斤頂閘的行程確定（釀一般術(shù)為食1距—貴2m遞），樁頂上安胖放鋼墊板，在串其上再設(shè)置行具程較大虛的巾1會(huì)5虜―范―梨3膠0農(nóng)噸的油壓千斤條頂，千斤頂上丹放壓力傳感器測(cè)，用鋼墊板頂顆住基礎(chǔ)底板作委為反力支點(diǎn)，取分節(jié)將鋼管或呼鋼筋混凝土預(yù)陰制方樁壓入?？謽斗侄螇喝?，獸對(duì)鋼管樁分段桃接頭可采用焊剃接，對(duì)鋼筋混鮮凝土樁分段接扔頭可采用硫磺儉膠泥或焊接接萍樁。樁頂應(yīng)壓懼入到壓樁力兔達(dá)些1.蹦5畜倍單樁承載力各標(biāo)準(zhǔn)值相應(yīng)深略度的土層內(nèi)，項(xiàng)樁壓至設(shè)計(jì)深烈度后，拆除千榆斤頂，對(duì)鋼管歡樁可根據(jù)工程使要求在管內(nèi)灌粒注混凝土；最鼠后應(yīng)用混凝土恢將樁與原有基熔礎(chǔ)灌注成一個(gè)穴整體。在閘首溜承載力提高中逃可由設(shè)計(jì)經(jīng)計(jì)末算確定，在框扣架柱下方設(shè)置嶼靜壓樁應(yīng)可解驅(qū)決問(wèn)題。利優(yōu)點(diǎn)：根據(jù)整熱個(gè)下閘首的受翻力特點(diǎn)，兩邊哭墩荷載大，中壺間受水壓力荷槐載小，因此可童可用托換技術(shù)瓣對(duì)下閘首邊墩途進(jìn)行基礎(chǔ)承載仇力加強(qiáng)；技術(shù)洋成熟，房建上岸運(yùn)用較多；費(fèi)為用最小，同時(shí)坊不影響上部結(jié)滋構(gòu)物的施工。本缺點(diǎn)：托換技布術(shù)對(duì)條形基礎(chǔ)福比較適用，對(duì)才閘首這樣的大蒙基礎(chǔ)有它的局駐限性，使得底吐板受力復(fù)雜。系第三節(jié)最終評(píng)措施的確定選府擇裝綜合平移加強(qiáng)堪方案、鉆孔灌澤注樁托置方案如、擴(kuò)大基礎(chǔ)底跡板方案、托換烈技術(shù)方案，各裝有優(yōu)、缺點(diǎn)；唱其中以托換技兩術(shù)的優(yōu)點(diǎn)尤為養(yǎng)明顯，但托換鳥技術(shù)在條形基冒礎(chǔ)中運(yùn)用廣泛眼，在閘首邊墩梨的加強(qiáng)中，受舉力計(jì)算難度大順。根據(jù)基礎(chǔ)加濫強(qiáng)處方案應(yīng)達(dá)味到安全可靠、閥不留隱患，滿言足施工要求的勁原則，幾家設(shè)克計(jì)部門和業(yè)主擊最終采用了被雜基礎(chǔ)工程學(xué)稱賭之剛為長(zhǎng)“笑萬(wàn)能式樁基伏”風(fēng)的樁箱基礎(chǔ)運(yùn)撫用于船閘邊墩野的基礎(chǔ)加強(qiáng)。敞樁箱式基礎(chǔ)是貨：由具有底、屆頂板、外墻和脹若干縱橫內(nèi)隔繩構(gòu)成的箱型結(jié)蟲構(gòu)，把上部荷聲載傳遞給樁的判基礎(chǔ)形式。是爺箱型基礎(chǔ)和樁劣基礎(chǔ)的復(fù)合型楊基礎(chǔ)，由于游剛度很大，具盡有調(diào)整各樁受齡力和沉降的良利好性能，因此談在軟弱地基上睡建造高層建筑撫時(shí)較多采用樁廣箱基礎(chǔ)，它適庫(kù)用于包括框架娘在內(nèi)的任何結(jié)療構(gòu)形式。樁箱騰基礎(chǔ)是一種可披以在任何適合宴于樁基礎(chǔ)的地抱質(zhì)條件下建造閣任何結(jié)構(gòu)形式萍的高層建筑物講；因此，在基說(shuō)礎(chǔ)工程學(xué)中沫有遲“續(xù)萬(wàn)能式樁喚基戀”按的稱號(hào)，但它暫也是各種樁基巷中費(fèi)用最大的筋，但就其安全探性能來(lái)說(shuō)是最錢強(qiáng)的帽。唇5堆0灑年的房屋恐，丈10煩0槍年的橋梁，千傳年的古運(yùn)河，愧我們的船閘要木用多少年狡？艇―蜓―陜只要結(jié)構(gòu)情況臘允許，即使遠(yuǎn)拒遠(yuǎn)超過(guò)設(shè)計(jì)使憤用年限，也還換可能發(fā)揮作用湖。因此現(xiàn)在多道花一點(diǎn)資金在另基礎(chǔ)上是完全緒值得的。蘋樁箱式基礎(chǔ)在恩新壩船閘下閘殃首承載力提高河的做法是：首嫌先在閘首邊墩捏外側(cè)各打兩排慣Ф瘋60嘉0內(nèi)的灌注樁（每口側(cè)韻2刃0惡根，單根樁承襯載力籍為尸650K睡N訊），再在樁的濤頂部設(shè)置鋼筋猴混凝土空箱（凍每側(cè)空箱用料即體部積幼220m梁3冰，孔計(jì)聚5500K呼N當(dāng)，采匠用裂C3歷0關(guān)鋼筋混凝土）忌。空箱短從乒+0.3盼0煤至偉7.00幕m些（原已澆筑完巨成的混凝土邊磁墩鑿餃除淘20c乘m晨）和原閘首邊惡墩翅用賭2c孝m虹的油浸軟木板鐘分隔；空箱將從群+7.0島0統(tǒng)至欣8.00戰(zhàn)m疊和原閘首邊墩質(zhì)用低1.0正m籮厚的鋼筋混凝沿土斑（許C3吉0恭）梁板連成整罷體（見(jiàn)閘首邊陪墩的加強(qiáng)簡(jiǎn)圖披）。從受力來(lái)芝分析看，啟閉紙機(jī)房的荷載由輝整個(gè)塢式閘首紅及已和閘首形榨成整體的、有掩著高承載力的地兩邊的樁箱基拳礎(chǔ)共同承載。毅從中可以看出完樁箱基礎(chǔ)在閘健首承載力提高撫的運(yùn)用中是相以對(duì)合理的結(jié)構(gòu)陣形式。逃相關(guān)力學(xué)設(shè)計(jì)日算假設(shè)：閘首平自身的自重荷減載可由閘首底凍部的復(fù)合地基府承當(dāng)，而啟閉籍機(jī)房紹的閱7000K調(diào)N勞荷載全部由樁悅箱基礎(chǔ)承當(dāng)；只由此來(lái)作為設(shè)勒計(jì)的指導(dǎo)思想柱。塵1暈、垂直承載校雁核：撐650救╳壯2鏟0遍－賄700純0享－薦550必0朽＝糧500K勺N啊＞簽0程拒說(shuō)明僅樁箱基木礎(chǔ)就能承載啟箭閉機(jī)房傳下來(lái)制的豎向荷載。岡2主、從結(jié)構(gòu)及受教力分析，斷面乒圖上善的析J卵－葵J費(fèi)斷面最有可能踏受剪破壞，有量必要進(jìn)行抗剪某破壞驗(yàn)算象：悠V漲C皂S妖棍＝曠0.7f峽t滋bh阻0猛+1.25f促yv豐*A吊sv揉*h苦0惠/s健(上V刪CS?。簶?gòu)件斜截面行上混凝土和箍婆筋的受剪承載怠力設(shè)計(jì)值；凈0.柿7免計(jì)算系數(shù)鉆；色f縫t酷：混凝土軸心王抗拉設(shè)計(jì)值輔，堡C3啄0岔的胸f筋t賴＝押1.43掛；計(jì)b與、宰h古0舟釀為截面尺寸搶，辨1.25f姿yv某*A洋sv臘*h玉0撇/秘s鑄為箍筋提供的盲抗剪承載力計(jì)底算公式。由于燥截面尺寸較大棟，先計(jì)算僅由民混凝土提供的咽抗剪承載力，明即令箍筋的抗服剪承載力綠為襖0冤。機(jī))月V恭C吳S奉向＝菊0.7f割t榜bh急0揭＋柿0撞=使0.7奮╳宮1.4倘3幅╳幟1瓜6縫＊洽10喜3桂╳場(chǎng)1列＊陷10承3虎＋腳0營(yíng)＝征16016K驚N截＞戶＞晉7000K豆N莖即而J竭－慣J架斷面僅由混凝許土提供的抗剪擇承載力就足以拆滿足要求，箍巧筋配置只需按喇照構(gòu)造要求即批可。癢3急、空箱程從衣+7.0特0牢至膛8.00m教和原閘首邊墩兩用梅1.土m級(jí)厚的鋼筋混凝撇土梁板的受力龜鋼筋可通過(guò)抗但彎設(shè)計(jì)配筋，擾通過(guò)受力簡(jiǎn)圖雁不難計(jì)算得出傅；