2022年草土围堰施工专业技术方案.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 草土围堰施工方案3.1.1. 平面布置草土围堰的平面布置见图 3.1.2. 横断面 堰体横断面见图 3-1 ；. 堰顶高程3-1 ；围堰占用水域 57× 57m；按常水位季节的高水位101.5m 加高 0.7m,即堰顶高程定为102.2m；. 堰体断面顶宽为 9m,施工时近似按矩形截面施工,其边坡由围堰土自重压缩和被水冲刷后形成,约 1:0.2 1:0.4 ；. 稳固性验算草土围堰受到的水平力为外侧水压力 P 水、外侧土压力 P 卵石,受到的竖向力为自重 G0、外侧卵石对堰体的竖向压力 G卵石、基底水的渗透压力 U,见图 3-2 ；图 3-2 草土围堰受力示意 尺寸单位 :M 运算工况：草土围堰高 H=4m,水头高 H水=4m,草土围堰的容重 草土=12KN/m 3,水的容重 水=10KN/m 3,卵石的容重 卵石 =19KN/m 3,卵石的浮容重 卵石 =11KN/m 3,取卵石的内摩擦角 =30 0,就主动土压力系数 Ka=tg 2（45-30/2 ）=0.33,草土体基底与地基的摩擦系数 f=0.4 ；外侧水压力 : 名师归纳总结 P 水=1/2H 水2水=80KN/m 第 1 页,共 9 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 外侧土压力 : P 卵石=1/2H-H水2卵石 Ka+H-H 水H 水卵石 Ka+1/2H 水2 卵石 Ka=29.3KN/m 堰体重量 : G0=1/29+11 × 4× 草土=480KN/m 外侧土对堰体的竖向压力：G卵石=1/2 × 11-9/2× 4 卵石=38KN/m 渗透压力 : U=1/2× H水× 9× 水=220KN /m 抗滑稳固系数：K1=fG 0+G卵石-U/P 水+P卵石=1.23>1.2 满意要求；抗倾覆稳固系数：K2=G0× 5.5+G 卵石× 6/U × 11× 2/3+P 水× 4× 1/3+P 卵石× 4× 1/3=1.63>1.5 满意要求；3.1.3. 堰体材料. 土料黄土、粉土、壤土、粘壤土等均可用作草土围堰的填筑材料,土料的自然干重度不得小于1.4 ,含水量以1317%为宜；土料应含有肯定量的10cm 以下的粗颗粒,土料入水后 10min 左右被完全浸润并崩解对施工较为有利；如粉粒过多,土料入水后立刻崩解为稀泥状,不利于堰体成型；每立方草土围堰用土量约为 0.65 0.75m 3；. 草料草杆采纳新奇稻草,长度不得小于0.5m；草捆直径一般为4550cm,长度为110120cm,重量约为10kg；草捆必需扎紧,要求用草绳绑扎三道,草捆形状示名师归纳总结 看法图 3-3 ；每立方草土围堰用草量约为6585kg；第 2 页,共 9 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 图 3-3 草捆形状示意图 3.1.4. 堰体填筑工艺 . 草捆铺设 开挖堰体基槽后,沿堰体的长度方向摆设一层草捆；每排草捆采纳草绳联系成一个整体,并且两排相邻草捆之间按草捆长度的 1/3 进行搭接；. 铺散草在捆草的表面匀称铺设一层30cm 厚的散草；堰体两侧沿边缘铺设一层与堰体轴线垂直的草杆,其它部位可任意散铺；. 铺土散草铺完后,即在上面铺土,厚度为2535cm；铺土时,除堰体两边留出20cm宽的草边不盖土外,其余部位需要将散草匀称掩盖；重复以上三道工序,直至填筑到要求的高程；. 碾压 草土围堰水下填筑施工过程中,对铺土可不必进行夯实或碾压,当水下填筑部分全部完成后,要求对全堰面压实,使干密度达到1.5g/m3 以上；3.1.5. 草土围堰施工次序草土围堰施工次序见图3-4 ；3.1.6. 其它施工要点. 设置子堰 围堰内的汇水面积较大,并且岩溶发育,通过设置子堰来增加基坑的排水能力；. 堰体底部防渗 在堰体底部铺设一层塑料薄膜,使堰体与河床透水层隔离,可防止堰体底面被 冲刷破坏；名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - . 裂缝处理施工中堰体表面显现裂缝时,可依据大小挑选处理方法；当显现裂缝宽度小于5cm 时,应准时碾压处理；当显现大于 实；. 施工监测5cm 的裂缝时,应进行局部加草土补强压为防止围堰因变形过大而破坏,应进行施工监测；通过二种方法进行监测,一 为通过目测对围堰的开裂、冲刷、明显沉降或位移等进行观看,一为通过在堰体的 中心、角点或经过处理的破坏位置设置沉降位移观测点,通过测量仪器观测其沉 降、变形情形及其进展趋势；. 施工排水 在子堰内、子堰与主堰之间均设置肯定数量的排水沟和抽水坑,现场视需要及 时采纳足够数量的潜水泵进行排水；3.2. 就地拌制混凝土围堰施工方案 3.2.1. 围堰布置 由于 7#墩处基岩面以上掩盖层均为卵石,拟采纳原地挖槽,原地倒入水泥,采纳挖掘机就地水下搅拌的方式,沿承台四周构筑围堰堰体；围堰布置见图 3-5 ；. 平面布置 围堰平面占用水域 33.6 × 33.6m；. 堰顶高程按常水位季节的高水位101.5m 加高 0.7m,即堰顶高程定为102.2m；. 堰体断面 堰体高度为 4m时,考虑围堰渡洪时结构受力的需要,宽度设置为 3.7m,如受基岩面高程的限制,以顶面高程 也需相应调整；. 受力验算 . 堰体稳固性验算102.2m 为基准,需要调整堰体高度时,围堰宽度名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 就地拌制混凝土围堰受到的水平力为外侧水压力P 水、外侧土压力P 卵石,受到的竖向力为自重 G0、基底水的渗透压力 U,见图 3-6 ；运算工况：图 3-6 就地拌制混凝土围堰受力示意 尺寸单位 :M 围堰高 H=4m,水头高 H水=4m,围堰外侧卵石的高度与围堰顶齐平,就地拌制混 凝 土 堰 体 的 容 重 砼 =23KN/m 3, 水 的 容 重 水 =10KN/m 3 , 卵 石 的 容 重 卵 石=19KN/m 3,卵石的浮容重 卵石=11KN/m 3,取卵石的内摩擦角 =30 0,就主动土压力系数 Ka= tg2（45-30/2 ）=0.33,堰体基底与地基的摩擦系数f=0.5 ；外侧水压力 : P 水=1/2H 水 2水=80KN/m 外侧土压力 : P卵石=1/2H-H水2卵石 Ka+H-H 水H 水卵石 Ka+1/2H 水2 卵石 Ka=29.3KN/m 堰体重量 : G0=3.7 × 4× 砼=340.4KN/m 渗透压力 : U=1/2× H水× 3.7 × 水=74KN /m 抗滑稳固系数：K1=fG 0-U/P 水+P 卵石=1.22>1.2 满意要求；名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 抗倾覆稳固系数：K2=G0× 2/U × 3.7 × 2/3+P 水× 4× 1/3+P 卵石× 4× 1/3=2.07>1.5 满意要求；. 地基稳固性验算依据图 3-6 ,作用于基底的合力的偏心距 e 为：e=3.7/2-3.7/2× G0-P 水× 4× 1/3-P 卵石× 4× 1/3-U × 3.7 × 2/3/G 0-U =0.72>3.7/6=0.62 基底显现拉应力,一般不考虑地基能承担此拉力,就基底应力重分布,假定全部荷载由受压部分承担及基底压应力仍按三角形分布；图 3-7 地基应力示意图 尺寸单位 :M 由图 3-7 ,地基压应力的合力N=G 0 U,堰体基底最大压应力为：max=2G0 U/3 × 1/2 × 3.7-e=156.9Kpa< =300Kpa 满意要求；. 基坑内边坡稳固性验算为达到最大开挖深度的目的,需要在基坑内连续开挖；当开挖处为岩层时,可直立向下开挖,当开挖处卵石层较厚时,必需验算边坡的稳固性；运算工况：名师归纳总结 卵石层较厚的部位,堰体高H=4m,水头高H 水=4m,围堰外侧卵石的高度与围第 6 页,共 9 页堰顶齐平,开挖至基底高程时,连续向下放坡开挖,挖深1m；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 采纳瑞典圆弧法验算边坡稳固,将堰体的基底压力换算成卵石高度hmax=max/19=8.2m ,并对可能的滑动土体进行条分,见图3-8 ；坡高1m,边坡坡率为1:3.5 ；图 3-8 条分法示意图 尺寸单位 :M 采纳 4.5H 法画出最危急滑动圆弧圆形位置的帮助线,在帮助线上定出圆心o2,作通过坡脚的圆弧,把边坡分为10 个土条,检算其稳固性, 结果见表3-1,k2=1.21；表 3-1 堰内边坡稳固系数运算表名师归纳总结 编号容重面积 m 2土条重量 i切向力 Ti=Qisin i法向力tg 摩阻力稳固系第 7 页,共 9 页Qi（KN ）Ni=Qicos iNitg 数 K2KN/m31 19 0.29 5.51 -56 -4.6 3.1 0.5774 1.8 2 19 0.77 14.63 -39 -9.2 11.4 0.577 6.6 3 19 1.08 20.52 -26 -9.0 18.4 0.577 10.6 4 19 1.29 24.51 -14 -5.9 23.8 0.577 13.7 5 19 1.44 27.36 -3 -1.4 27.3 0.577 15.8 6 19 1.52 28.88 8 4.0 28.6 0.577 16.5 1.21 7 19 1.49 28.31 19 9.2 26.8 0.577 15.4 8 19 1.34 25.46 31 13.1 21.8 0.577 12.6 9 19 2.32 44.08 46 31.7 30.6 0.577 17.7 10 19 4.39 83.41 69 77.9 29.9 0.577 17.2 合计在帮助线上另找二个圆心105.8 127.9 o1、o3,同法算得k1=1.29 ,k3=1.22,对比 k1、k2、- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - k3,得到最小稳固系数kmin=k2=1.21>1.2, 边坡稳固,但安全储备特别有限,当卵石层较厚时,堰内能连续放坡开挖的深度特别有限；3.2.2. 主要施工措施 . 测量放样 桩基施工完成后,清除场地,依据设计图将围堰堰体的平面位置放出；. 混凝土的拌制方法 采纳 PO325水泥、堰体处现有的卵石拌制堰体混凝土；采纳挖掘机,就地挖槽水下拌制堰体混凝土；混凝土的协作比现场通过试验确 定,现暂定水泥掺量 350kg/m 3；. 堰体施工 开头开挖基槽时,先采纳挖掘机摸索基岩面的深度,然后依据基岩面的深度确 定该部位的堰体深度和宽度；依据能搅拌匀称的要求先将挖深基槽,基槽底部预留7080cm厚的卵石,倒入水泥,采纳挖机搅拌；底层拌匀后,回填一层厚度 7080cm的卵石,再倒入水泥,再采纳挖掘进行搅拌匀称；重复此工作,直至该部位全断面搅拌匀称；. 基坑开挖 堰体全部施工完成,并达到强度后,按设计图的要求进行基坑开挖；基坑内的 掩盖层和脆弱岩层,采纳挖掘机开挖；为防止对桩基产生损耗,影响工程质量,以及为防止猛烈爆破影响周边堰体的 安全,拟对基坑内坚硬岩层采纳无声爆破方案施工；. 基坑内排水 围堰内设置肯定数量的排水沟和抽水坑,现场视需要准时采纳足够数量的潜水 泵进行排水；3.3. 方案比较 以下通过列表 3-2 ,从水域占用、防洪性能、地基沉降要求、安全性、施工周 期等五个方面对两个方案进行比较；名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 表 3-2 施工方案对比表方案草土围堰就地拌制备注对比内容混凝土围堰水域占用2 3249 m2 1129 m草土围堰顶面不能过水防洪性能弱强地基沉降要求低高沉降过大时,混凝土围堰易开裂破坏安全性强弱草土围堰为成熟的施工工艺,混凝土围堰在此种工况下使用较少见施工周期30 天20 天堰体成型的周期3.4. 方案挑选 从上述比较可以看出,两个方案各有优劣；从方案的成熟性和对地基的沉降要求来看,挑选草土围堰更为合适；但是,目前已经接近雨季,草土围堰占用的水域更大,对贺江行洪特别不利,并且围堰顶部不能过水,所以该方案必需在雨季过后方可采纳；因此,为节省施工工期,可尝试采纳就地拌制混凝土围堰方案施工；名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 9 页