[发明专利]具有剪力加强的钢围堰封底混凝土厚度选取方法

说明书

本发明公开了一种具有剪力加强的钢围堰封底混凝土厚度选取方法，首先计算出最高水位下的封底混凝土厚度L_high，再计算出最低水位下的封底混凝土厚度L_low；最后选取最高水位下封底混凝土厚度L_high和最低水位下封底混凝土厚度L_low中的最大值作为封底混凝土的最终厚度。采用本发明的显著效果是，通过对最高水位和最低水位下封底混凝土的厚度进行计算对比，能较为快速和准确的得到封底混凝土的应该打的的最小厚度，为实际工程施工过程中实际的封底混凝土厚度决策选取提供了依据。

技术领域

本发明涉及一种钢围堰施工保障方法，具体涉及一种针对钢围堰封底混凝土厚度的选取方法。

背景技术

封底混凝土作为钢吊箱围堰的底板，往往在抽干围堰内部水体时承受最不利荷载工况。此时，钢吊箱围堰自重通过围堰壁与封底混凝土的界面粘结传递给封底混凝土；封底混凝土与钢吊箱围堰两者的自重、水的浮力通过封底混凝土与桩基钢护筒的界面粘结传递给钢护筒。封底混凝土依靠界面粘结与围堰壁、钢护筒进行传力，故界面粘结性能对钢吊箱围堰的抗沉和抗浮性能至关重要。我国现行国家标准虽给出了界面粘结力标准值的大致取值范围，但该粘结力与混凝土强度等级及配合比、钢吊箱围堰和钢护筒表面粗糙度及锈蚀情况、封底混凝土施工质量等多种因素有关，在绝大多数实际工程中无法准确取值。因此，确保封底混凝土界面有效粘结已成为钢吊箱围堰施工技术研究的薄弱环节。

为确保封底混凝土的界面粘结强度，传统上往往取规范规定取值范围内的较小值，即通过增加封底混凝土厚度的保守措施予以解决，这在施工水位较小、变化不频繁时尚且可行。但对三峡库区施工水位最大涨落差可达30m的情况，通过简单增加封底混凝土厚度不仅违背现行环保节能绿色施工的总体理念，且过厚的封底混凝土势必增大钢吊箱围堰高度，使其结构受力更为不利并大幅增加施工难度。更重要的是，施工水位的频繁变化使封底混凝土承受抗浮、抗沉交变荷载的循环作用，混凝土与钢吊箱围堰、钢护筒之间的界面粘结极易发生局部开裂滑移并逐步推进，从而出现渗漏、混凝土受力超限甚至围堰整体失稳现象。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种具有剪力加强的钢围堰封底混凝土厚度选取方法，其技术方案如下：

一种具有剪力加强的钢围堰封底混凝土厚度选取方法，其关键在于按以下步骤进行：

步骤一、计算最高水位下的封底混凝土厚度L_high；

在最高水位下，为保证抽水时封底混凝土板不浮起，钢围堰要满足式(1)：

K₁(G₁+G₂+N)≥F (1)

式中：

K₁为钢围堰的抗浮验算安全系数，取1.15；

G₁为钢围堰及隔舱混凝土自重；

G₂＝γ_cA₂为封底混凝土自重；

γ_c为封底混凝土的容重；

A₂为钢围堰内壁净截面面积；

N为所有钢护筒与封底混凝土之间粘结力和剪力栓钉承载力之和；

F为钢围堰所受浮力；

钢围堰所受浮力F按式(2)计算：

F＝(x-a)γ_wA₁ (2)

式中：

x为计算水位标高；

a为钢吊箱围堰底标高；