锡溧漕河围堰施工及计算

锡溧漕河二期整治工程

编 制 人：审 核 人：审 批 人：编制单位：编制日期：围 堰 稳 定 性 计 算 书

常州市航务工程有限责任公司 2011年6月28日

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围堰稳定性计算书

一、工程特征

锡溧漕河二期整治工程范围为戴溪~欢塘桥段，航道整治里程为6.733km。根据施工设计资料，该地段处于平原水网区，水流较为平缓，常水位按3.5m考虑，河床基底基本是淤泥质粉质粘土。结合本工程实际情况及以往工程的施工经验，我部对部分新建驳岸拟采用土围堰+双排木桩围堰的方案施工。

根据相关规范的规定，围堰应满足以下几点要求：

1围堰高度应高出施工期间可能出现的高水位(包括浪高)0.5～0.7m。

2围堰外形应考虑河流断面被压缩后，流速增大引起水流对围堰、河床的集中冲刷及影响通航、导流等因素，并应满足堰身强度和稳定的要求。

3堰内平面尺寸应满足基础施工的需要。 4围堰要求防水严密，减少渗漏。

二、水文地质情况

1、根据设计资料， 锡溧漕河枯水期常水位3.3~3.5m，按3.5m+0.5m计算施工防护水位4.0m。我部考虑将需要围堰施工的驳岸段落安排在枯水期施工，以避开雨季（7~9月）洪水位。

2 、围堰内填粘土内摩擦角φ1 =10.2° 容重r1=18.8KN/m3 粘聚力C1=28kp 3、根据地质资料确定围堰施工的地质情况： 1） 经现场测量，河床淤泥基本在40cm以内；

2）河底土层基本为淤泥质粘土。承载力〔〆〕=60Kpa，内摩擦角φ2 =6.2° 容重r2=18.1KN/m3 粘聚力C2=10.7kp

三、围堰方案设计

1、双排圆木桩围堰,桩堰顶宽2.5m，堰高至施工期高水位以上0.5m，根据水深选

取稍径Ф20cm、桩长6～8m木桩，间距1.0m，用挖掘机打桩。桩内侧绑扎竹篱，外侧横向绑扎木桩或钢管联结成整体。两排桩之间用Ф12钢筋对拉形成整体。土方采取反铲挖掘机挖土至泥驳船上，运至围堰处由抓斗挖泥船挖填构筑。

2、土围堰采用渗透性小的粘土填筑，顶宽3m，堰顶标高4.3m，临水面坡比1:2，背

水面坡比1:1.5。

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四、双排圆木桩围堰的计算 （一）、双排木桩围堰布置图

1、木桩顶标高4.5m， 填土标高4.0m；

2、围堰外侧河床标高1.9m，清淤0.4m，清淤后1.5m； 3 木桩暂定L=6m 小头直径Φ=20cm 桩底标高=-1.5。

2.54.04.5水面3.5WEh1.56BEp-1.521双层围堰布置图

（二）、双层木桩围堰整体稳定性

1 按最高水位4.5m，堰内抽水

1） 围堰内填土重量W=2.5*2.5*18.8=117.5KN/m 2） 水的侧压力Eh=10*3.0*0.5*3.0=45KN/m 对B 点倾覆力矩MB=45*1/3*3.0=45KN-m/m

对B 点抗倾覆力矩MB’=117.5*1/2*2.5=146.875KN-m/m 抗倾覆安全系数 K= MB'/MB=146.875/45=3.264，安全稳定

（三）、木桩○

1受力计算 按施工期常水位3.5m计算

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1受力图(L=6m) A、木桩○

R4.54.0O拉筋（Φ12）水面hc=0.83m3.5h2C=0.67mE ’αAEhh1=5.5m1.5h1C=1.06mEα3.01

⑴主动土压力Ea=1/2LaH1

∵φ1 =10.2° r1=18.8KN/m3 H1=2.5m C1=28kp

φ2 =6.2° r2=18.1KN/m3 H2=3.0m H总=5.5m C2=10.7kp r 平均=（18.8*2.5+18.1*3.0）/5.5=18.42KN/m3 φ平均=（10.2*2.5+6.2*3.0）/5.5=8.02° C平均=（28*2.5+10.7*3.0）/5.5=18.56 kp

La= r 平均*H1*Ka=18.42*5.5*tg2（45°-8.02°/2） =18.42*5.5*0.869=88.03

Ea=0.5*88.03*5.5-2* 18.56*5.5* tg（45°-8.02°/2）+2*18.56H1C=(1/3)*(5.5-2*18.56/(18.42* tg（45°-8.02°/2）)=1.06m ⑵常水位水压力（3.5m）

Eh=0.5*ρ*（H2′）=0.5*10*（2.0）=20KN/m H2C=1/3*2.0=0.67m

⑶被动土压力 Ep=0.5*Lp*H3

Lp= r2*H3*Kp φ2 =6.2° r2=18.1KN/m3 H3=3.0m C2=10.7kp

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h3C=.21Ep2

/18.42=89.16KN/m

=18.1*3.0*tg2（45°+6.2°/2）=67.45

Ep=0.5*67.45*3.0+2*3*10.7* tg（45°+6.2°/2）=172.73 KN/m H3C={2*10.7* tg（45°+6.2°/2）*3*1.5+18.1*3.0* tg2（45°+6.2°/2）*1.5*1}/172.73=1.21m

⑷各力对O 点（拉筋位置）取矩，令ΣM=0

Ep*（5.5+0.3-1.21）+ Eh（2.0+0.8-0.67）- Ea（5.5+0.3-1.06） = Ep *4.59+ Eh*2.13- Ea*4.74 =4.59 Ep-380.02

Ep=82.79KN/m<172.73KN/m 符合平衡要求 ⑸令ΣH=0 R+ Ep+ Eh- Ea=0

R= Ea- Eh- Ep =89.16-20-82.79=-13.63 KN/m 拉筋在该点不受力。

⑹计算A 点(桩与河床接触点)处的弯矩 ∵Ea′=0.5 La′H1

La′= r1*H*Ka=18.8*2.5*tg2（45°-10.2°/2） =18.8*2.5*0.699=32.85

Ea′=0.5*32.85*2.5-2*28*2.5* tg（45°-10.2°/2）+2*282

/18.8=7.41KN/m

MA= Eh*0.67+R*2.8- Ea′*0.833 =20*0.67-7.41*0.833 =7.23KN-m/m

由此可见，桩长6m能满足围堰的要求 ⑺木桩强度检算

木桩小头直径￠=20cm 中径按直径￠=25cm 计算 每米n=2 根 截面系数：W=π/32*（25）3*3=3067cm3

α=Mmax/W=MA/W=7.23*1000/3067=2.36Mpa＜木桩容许应力12 Mpa 结论：

1．木桩应力较小，可使中径￠=25cm 计算，每米设2根。 2． 木桩长6 米符合围堰安全要求，木桩中间段应无节疤。 3． 拉筋可视情况设置，单侧可以用木桩连接成整体。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/m8ih.html