荊江大堤防洪閘閘室底板預留寬縫研究.pdf

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1、第45卷第19期人民長江V01．45．No．192014年10月YangtzeRiverOct．，2014文章編號：1001—4179(2014)19—0025—04荊江大堤防洪閘閘室底板預留寬縫研究方國寶，宋志忠，王程，路萬鋒(長江勘測規(guī)劃設計研究有限責任公司樞紐設計處，湖北武漢430010)摘要：軟土地基上的防洪閘閘室常采用塢式結(jié)構(gòu)，其底板一般采用傳統(tǒng)的整體式澆筑方法施工，這種施工方法雖使結(jié)構(gòu)的整體性好、地基反力分布均勻，但底板受力狀態(tài)較差，頂部拉應力大，容易出現(xiàn)不同程度的裂縫，進而影響建筑物的正常使用。荊江大堤防洪閘共兩孔，采用整體“w”型結(jié)構(gòu)，單孔凈

2、寬32．0m，閘室總寬度84．0m。為防止底板出現(xiàn)裂縫，設計提出施工期間在底板上預留寬縫，并采用“墩底分澆、預留寬縫、后期封合”的施工方法。計算分析表明，采用這種施工方法后，底板的受力狀態(tài)較整澆時得到了明顯改善。工程完工后近2a的監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，防洪閘運行情況良好，底板受力狀態(tài)較好，底板表面基本無裂縫。關鍵詞：底板；預留寬縫；仿真計算；防洪閘；荊江大堤中圖法分類號：TV87文獻標志碼：A1研究背景軟土地基上的防洪閘閘室結(jié)構(gòu)常采用塢式結(jié)構(gòu)(又稱u形結(jié)構(gòu))，這種結(jié)構(gòu)的閘墩和底板連成一體，整體性好，地基反力分布較均勻，對地基的要求不高，防滲性好，適應性較強。這種結(jié)構(gòu)

3、的施工方法一般是先澆筑底板，再澆筑邊墩墻，最后在墻后回填土體。但是，一些調(diào)查報告表明，許多采用這種結(jié)構(gòu)型式的底圖1U形結(jié)構(gòu)典型裂縫示意板出現(xiàn)了不同程度的裂縫，問題嚴重的甚至危害到建筑物的安全使用，典型裂縫如圖1所示。針對這一問題，有關專家提出了“墩底分澆、預留寬縫、后期封合”的施工方法，即預留寬縫將底板分成中底板和兩側(cè)底板，在兩側(cè)底板上澆筑閘墩墻及墻后回填土體(a)預留寬縫，澆筑廄板(b)澆筑邊墩墻(c)合縫，【國填墻后土體到一定高度后，再將預留寬縫封合，使邊墩墻和底板形圖2防洪閘結(jié)構(gòu)預留寬縫施工方法示意成一個整體。這種施工方法減小在施工過程中邊墩及回填土荷

4、載對底板的不利影響。u形結(jié)構(gòu)預留寬縫施會承受非常大的負彎矩，底板上緣出現(xiàn)非常大的拉應工方法如圖2所示。荊江大堤防洪閘閘室結(jié)構(gòu)共兩力，底板受力狀態(tài)非常差。同時由于底板尺寸遠大于孔，采用兩孔一聯(lián)的整體w形結(jié)構(gòu)，底板受力模式與《水閘設計規(guī)范》(SL265—2001)中澆筑分塊尺寸不宜u形結(jié)構(gòu)基本相同，比一般閘室結(jié)構(gòu)大出很多，在水利大于35m的規(guī)定，施工時溫控要求非常高、施工難度行業(yè)實屬罕見。若閘室底板采用常規(guī)的整體式澆筑方非常大，稍有不慎，底板就會出現(xiàn)由溫度應力及混凝土法，由于閘室凈跨大、閘墩自重大、填土高程高、邊荷載干縮變化引起的開裂，甚至出現(xiàn)貫穿性裂縫，從而影

5、響大，則底板結(jié)構(gòu)安全使用。若在底板上預留寬縫，則寬縫回填前收稿日期：2014—07—23作者簡介：方國寶，男，工程師，碩士，主要從事水利水電工程設計工作。E—mail：fangguobao@cjwsjy．com．en26人民長江邊閘墩自重及填土邊荷載不直接作用在中間底板上，3可行性分析只有寬縫回填后的部分后加荷載作用在底板上，因此底板負彎矩較整澆時會減小很多，應力狀態(tài)可得到很“墩底分澆、預留寬縫、后期封合”施工方法的目好的改善。同時，底板預留寬縫后澆筑分塊尺寸減小的就是要減小施工過程中邊墩及回填土荷載對底板的且符合規(guī)范要求值，施工時采取常規(guī)溫控措施即可，底不

6、利影響，從而改善底板應力狀態(tài)。然而，想要分析底板一般不會出現(xiàn)大的裂縫，能滿足限裂要求。通過上板上預留寬縫的可行性，則需對閘室地基條件及閘室述分析可知，在底板上預留寬縫并采用“墩底分澆、預結(jié)構(gòu)穩(wěn)定應力進行分析研究。留寬縫、后期封合”的施工方法能很好解決底板受(1)閘室地基條件分析。根據(jù)相關設計報告，防力狀態(tài)差以及容易產(chǎn)生裂縫問題。洪閘閘室底板采用整澆方案時，其各種工況下最大平為了解該工程采用這種施工方式的適用性，本文均基底應力為250．6kPa，最大基底應力為309．1kPa；首先分析了閘室底板預留寬縫的可行性；其次分析了當在閘室底板上預留寬縫后，各種工況下最

7、大平均基底板預留寬縫的影響因素及預留方法；然后對底板預底應力達379．5kPa，最大基底應力達432．6kPa。由留寬縫后的閘室結(jié)構(gòu)進行了仿真計算；最后對底板預此可見，閘室結(jié)構(gòu)采用“墩底分澆、預留寬縫、后期封留寬縫的效果進行了分析。合”的施工方法后，基底應力較底板整澆時增加約50％，對地基允許承載力提出了更高的要求。2工程概況從相關設計報告可知，防洪閘閘室地基處理采用荊江大堤防洪閘位于引江濟漢工程進口段，是荊了挖除基底壤土換填砂礫石的方法。地基處理后允許江大堤穿堤建筑物，具有防洪、引水及通航等功能。設承載力為380kPa。依據(jù)《水閘設計規(guī)范》(SL265—計

8、擋洪水位44．1m，最大擋水高度18．2m；設計引水