經(jīng)驗(yàn)交流:樁基砌石拱壩設(shè)計(jì)探討(二)

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連拱壩樁基布置
    連拱壩樁基礎(chǔ)除考慮所受豎向及水平荷載外,在布置樁基礎(chǔ)時(shí),還要同時(shí)考慮上游防滲和下游防沖問題,應(yīng)經(jīng)過綜合分析充分論證確定。本壩每個(gè)支墩下共布置了18根樁,樁徑1.2米,分3排,樁距3.5米。
    1.樁徑、樁長(zhǎng)及樁距確定
    根據(jù)洛陽(yáng)市建筑樁基和橋梁樁基及壩的施工情況和有關(guān)規(guī)范,結(jié)合壩基受力較大特點(diǎn),連拱壩基礎(chǔ)樁徑不宜小于1.2米。至于樁徑,要通過計(jì)算,并依據(jù)河床地質(zhì)條件和施工機(jī)具設(shè)備,現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)后確定。
    基礎(chǔ)樁必須穿透河床覆蓋層,進(jìn)入硬持力層。樁端進(jìn)入持力層的深度應(yīng)考慮各類持力層中成樁的可能性和盡量提高樁端阻力的要求,可按《85橋規(guī)》和《94樁規(guī)》采用。由于砌石連拱壩所受豎向與水平向力均較大,所以基礎(chǔ)樁應(yīng)進(jìn)入巖石,嵌入深度宜采用0.2d或不小于0.2米,當(dāng)存在軟弱下臥層時(shí),硬力層厚度不宜小于4.0d.對(duì)厚持力層,當(dāng)施工條件許可時(shí),樁端進(jìn)入持力層的深度宜盡可能達(dá)到該土層樁端阻力的臨界深度,以充分發(fā)揮樁的承載力。
    樁距的確定,綜合公路、水利、建筑部門對(duì)樁距的要求,一般通過樁基布置及受力計(jì)算確定,但對(duì)于端承樁最小中心距應(yīng)按規(guī)范確定,即樁的最小中心距不宜于小于3.0d.
    2.防滲與防沖工程
    壩基防滲對(duì)于壩體擋水及壩體安全起著至關(guān)重要的作用。本壩防滲在沿上游拱筒位置布置一道C20鋼筋混凝土截水墻,厚80厘米。
    連拱壩防沖工程設(shè)計(jì)對(duì)整個(gè)壩體穩(wěn)定安全十分重要,一旦壩基淘空,就會(huì)造成垮壩。本壩采用挑流消能,并在基礎(chǔ)下游面做有1米厚鋼筋混凝土防沖板樁墻,在墻下游鋪筑一層厚50厘米C20混凝土三棱體防沖塊,以保護(hù)防沖墻不被淘刷過深。
    3.承臺(tái)設(shè)計(jì)
    連拱壩樁基承臺(tái)在遵循現(xiàn)行樁基規(guī)范,滿足抗沖切、抗剪切、抗彎和上下結(jié)構(gòu)需要外,應(yīng)對(duì)連拱壩基礎(chǔ)整體性起到加強(qiáng)作用。為此宜將各支墩承臺(tái)連結(jié)起來(采用板或系梁),形成一個(gè)大底板,使承臺(tái)成為由基礎(chǔ)到壩體過渡的大平臺(tái),從而將防滲墻、防沖墻、基礎(chǔ)、壩體牢固結(jié)合在一起,共同抗御外力作用。本壩樁基承臺(tái)采用大底板的形式,厚度為1米。
    樁基連拱壩適用范圍
    樁基連拱壩適用于河床基巖埋深較大,覆蓋層較厚,河床透水性強(qiáng),滲水量大,開挖排水困難的中小壩型。但河床基巖埋深也不宜過大,一般在10~25米為宜,否則會(huì)造成基礎(chǔ)工程投資過大,經(jīng)濟(jì)上不合理。樁基連拱壩由于受豎向、水平荷載均較大,所以壩高(指河床以上壩高)一般在10~20米為宜。壩高過小(10米以下),會(huì)出現(xiàn)基礎(chǔ)投資大,造成浪費(fèi),故對(duì)于低壩(1O米以下),宜采用硬殼壩或其他壩型。壩高過大(20米以上),由于水平及豎向荷載過大,樁基受力大,難以布置,風(fēng)險(xiǎn)也大,應(yīng)作專題研究。
    樁基砌石連拱壩宜建在沙石料豐富的河道上,這樣可充分利用當(dāng)?shù)夭牧?,減少工程投資。