泡沫混凝土在港口工程重力式擋墻的應(yīng)用

泡沫混凝土在港口工程重力式擋墻的應(yīng)用

丁友林何偉支遠(yuǎn)昊方舟摘要：本文重慶主城納溪溝某重力式碼頭為例，通過計(jì)算得到采用高強(qiáng)泡沫混凝土的擋土墻能夠滿足抗滑、抗傾要求，且基底應(yīng)力較普通混凝土小很多，因此，泡沫混凝土運(yùn)用與港口工程存在可能性。關(guān)鍵字：泡沫混凝土；重力式碼頭；抗滑穩(wěn)定性；抗傾覆穩(wěn)定性；基底應(yīng)力ApplicationoffoamedconcreteingravityretainingwallofharborengineeringDingYou-lin1，2，Hewei1，2，ZhiYuan-hao1，2，F(xiàn)angZhou1，2（1.NationalEngineeringResearchCenterforInlandWaterwayRegulation，ChongqingJiaotongUniversity，Chongqing400074，China；2.KeyLaboratoryofHydraulicandWaterwayEngineeringoftheMinistyofEducation，ChongqingJiaotongUniversity，Chongqing400074，China）Abstact：throughthecalculateofagravitytypewharfinChongQingNaXiGou，thereisaconclusionthathighstrengthfoamconcreteretainingwallcanmeetanti-slide，anti-tiltrequirements.Thus，thereisapossibilitythatfoamconcretecanbeusedinPortEngineering.Keywords：foamconcrete；gravityquay-wall；Anti-slidestability；Anti-tiltstability；Basalstress泡沫混凝土是一種將發(fā)泡劑通過發(fā)泡系統(tǒng)用機(jī)械方式充分發(fā)泡，并將其與水泥漿及其它外加劑均勻拌合后，通過發(fā)泡機(jī)內(nèi)部的泵送系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場澆筑、養(yǎng)護(hù)而成的一種含大量封閉氣孔的新型輕質(zhì)建筑材料[1]。泡沫混凝土在一些西方發(fā)達(dá)國家發(fā)展較早并且較成熟，主要應(yīng)用在海上石油平臺(tái)、公路吸聲屏障、建筑物墻體、港口擋土墻及補(bǔ)償?shù)鼗两礫2]目前國內(nèi)將其應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)的節(jié)能方面，但是由于泡沫混凝土的物理、力學(xué)特點(diǎn)，本文將對其應(yīng)用于港口工程進(jìn)行實(shí)例計(jì)算于對比。1重力式碼頭的設(shè)計(jì)內(nèi)容重力式碼頭是碼頭建筑物中分布最廣、使用較多的一種碼頭結(jié)構(gòu)形式。其工作特點(diǎn)是依靠結(jié)構(gòu)本身及其上填料的重力來保持自身的滑移穩(wěn)定和傾覆穩(wěn)定。由于自重力大，地基承受的壓力大，故重力式碼頭適用于較好的地基。在進(jìn)行碼頭設(shè)計(jì)時(shí)需要對碼頭的穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)算，主要包括：抗?jié)B穩(wěn)定性、抗滑穩(wěn)定性、抗傾覆穩(wěn)定性、抗浮穩(wěn)定性、地基整體穩(wěn)定性及地基沉降。其中抗滑穩(wěn)定性、抗傾穩(wěn)定性和基底應(yīng)力最為重要。2泡沫混凝土應(yīng)用于重力式碼頭的算例2.1碼頭基礎(chǔ)資料二級(jí)陸域平臺(tái)擋土墻的原始尺寸為墻身高8m，上墻高3.2m，下墻高4.8m，墻頂寬1.55m，墻底寬4.0m，臺(tái)寬2.21m，上墻底寬2.99m。由于泡沫混凝土的密度低于普通混凝土，所以要滿足設(shè)計(jì)要求需要增大擋墻截面尺寸，因此，在采用同種擋墻截面型式的基礎(chǔ)上，將截面尺寸放大1.4、1.8、2.2倍來驗(yàn)算比較。擋墻土壓力計(jì)算時(shí)取墻臺(tái)最后緣的豎直線為假想墻背，土壓力采用朗肯土壓力理論計(jì)算。（1）材料參數(shù)墻后填土：上部分為回填開山土石，下部分為塊石填料開山土石容重：20KN.m3等效內(nèi)摩擦角：32度塊石容重：18.5KN.m3等效內(nèi)摩擦角：40度（2）碼頭荷載碼頭主要承受的荷載有：墻后土壓力、前沿堆載和后方堆場荷載、起重機(jī)荷載、流動(dòng)機(jī)械荷載、人群荷載、水流力、船舶系纜力等，由于篇幅有限在此僅計(jì)算基床頂面抗滑穩(wěn)定性、前墻趾抗傾覆穩(wěn)定性、基底應(yīng)力。2.2計(jì)算結(jié)果與比較對采用普通混凝土的擋土墻進(jìn)行驗(yàn)算得到的結(jié)果見表1：首先，由表1、表2中的基床頂面抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算結(jié)果可以看出：泡沫混凝的抗滑力小于混凝土，這是由于泡沫混凝土是一種輕型建筑材料，密度小。其次，對于前墻趾抗傾覆穩(wěn)定性，除了采用原始尺寸的泡沫混凝土擋土墻不滿足抗傾覆要求外，其他截面尺寸的擋土墻均能滿足抗傾要求，同樣與表1中的普通混凝土的抗傾覆力矩值相比較小。最后，對比兩種不同混凝土擋土墻的基底應(yīng)力，泡沫混凝土擋土墻的基底應(yīng)力均比普通混凝土擋土墻基底應(yīng)力小很多。這是由于泡沫混凝土的密度小，自重應(yīng)力也小，從而導(dǎo)致基底應(yīng)力小。3結(jié)論采用泡沫混凝土作為重力式擋墻的材料，不僅能夠滿足基床頂面抗滑穩(wěn)定要求，而且能夠滿足對擋墻前趾的抗傾覆穩(wěn)定要求，同時(shí)泡沫混凝土的擋土墻基底應(yīng)力更小，對于地基承載力較小的地基，尺寸較大的擋土墻具有較