水闸围堰基础经过简单处理:土工布铺设一层 (60k N/m),碎石垫层铺设厚度0.5m,排水板 (C型)插打间距1.5m,正方布置,深度8m,于2007年4月围堰已经施工至3.1m高程,2007年11月实测高程为2.6m。业主提出进度目标:在2个月内将围堰(2.6m高程)做到与新建海堤 (海堤主堤部分已经施工至5.8m高程)一样高。
在围堰的这种现状下想用海堤施工的常规方法——抛石加载至5.8m高程,很不现实,因为围堰基础处理的标准已经远低于海堤标准,而且要在这么短的时间内完成3.2m厚的抛石加载,完全不可行。
经过多方讨论,有人提出用混凝土做成薄壁墙,前后两道墙平行于堤轴线,前后墙之间设置隔墙,保证前后墙的稳定,隔墙顶铺装盖板后可以通车。此方案是为应急而快速加高海堤设计的,主要适用于地基强度较低 (地基未进行专门处理)而又要加高的特殊建筑,它的特点是单位重量轻,刚性强。本方案为新建海的非常规构件——最终经过改良付诸实践,命名为空心方块,具体设计如图1所示:
图1 空心方块剖面图
(1)将围堰顶部抛石体挖除0.5m,以减轻部分荷载,按长90m,宽6.4m计算,减少抛石288m3,按2t/m3计算,减少重量约576t。
(2)整平后铺设土工格栅,型号TGDG80,性能:每平方米拉伸屈服力80k N/m,屈服伸长率≤10%,强度高的垂直于海堤轴线,幅搭接用拉扣,搭接宽度20cm。
(3)在土工格栅上浇注空心方块,空心方块平面上划分6段施工,每段长15m,由3道纵墙 (平行堤轴线)、5道横墙 (垂直堤轴线)及预制盖板组成。每段之间设2cm厚沥青松木板,用于调节不匀均沉降和温度缝。
(4)纵墙、横墙均为现浇钢筋混凝土结构,墙身厚度为28cm,底脚设混凝土大放脚,增加稳定性,混凝土强度等级为C25。横墙顶部宽度加大至56cm,便于放置预制盖板。(www.daowen.com)
(5)预制盖板长3.6m,宽1.0m,厚20cm,钢筋混凝土结构,混凝土强度等级为C30,盖板安装完成后,在其上现浇一层5cm厚混凝土路面即可满足防汛临时通车要求。
(6)外海侧纵墙顶部高出路面100cm,起防浪作用,顶高程同新建海堤,满足防潮标准。
(7)为减轻混凝土空心方块的总体重量,在所有横墙开设椭圆形洞口,洞口四周布置加强筋。每道墙开设2个洞口,合计60个洞口,减少墙体面积106m2,减轻混凝土重量约71t。
(8)空心方块的基座为抛石明基床,必须充分透水,预制盖板及现浇混凝土路面设有透气孔。
(9)空心方块与主堤闭气土方按常规连接,与北隔堤的闭气土连接,采用剌墙结合土工膜伸入闭气土方区连接。
(10)闭气土方与空心方块之间用土工膜粘贴至高程3.5m。
(11)混凝土空心方块单只体积V=100.3m3,单只重量为250.75t,总重量为1504.5t。经过折算,混凝土空心方块完成时仅相当于在原水闸围堰2.6m高程上加高0.81m,即抛石加高至3.41m高程,仅比原围堰施工时 (3.1m)高出0.31m,而且是在围堰沉降稳定7个月之后实施的,应该完全可以保证稳定。
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