矩形梁式渡槽设计.doc

1 设计基本资料 1.1 工程概况基本说明 某渡槽地处道观河水库北干渠3+659处，修建于1968年，原槽身为薄壳钢丝网U形槽，断面尺寸为R160+D45cm，设计流量10m3/s，是东部农田灌溉和几万人畜饮水的咽喉之地。 1.1.1 灌区水文基本情况 灌区属亚热带季风气候，四季分明。据新洲区城关气象站资料统计，多年平均气温16.3，极端最高气温39.7，最低气温-14.3。多年平均日照时数2081h，无霜期230~250天。多年平均降雨量1199.5mm，最大降雨量2265.2mm（1954年），最小降雨量619.8mm（1978年）。降雨量年变化较悬殊，年内分配不均，灌溉季节5~9月份占全年的65%。多年平均蒸发量1456mm。从气象特征看，降雨量较丰沛，雨热同期，日照充足，有利于灌区农作物生长。 灌区内举水及其支流，径流年内、年际变化与降雨基本一致。灌区多年平均径流深455.8mm，最小年径流深仅124.8mm。举水干流柳子港站（集水面积2997 km2），多年平均径流量14.5亿m3，最小年仅3.9亿m3。 1.1.2 场地位置及地形地貌特征 渡槽坐落在某上，某宽约73m，河床高程49.50~50.80m，河岸高程51.50~53.90m。渡槽两侧为岩石山体，山体斜坡40~55°，两侧山体较稳定。 1.1.3 场地岩土层分布特征 通过现场地质测绘、槽探及坑探，并结合原渡槽施工地质资料，将渡槽场址区地层共分为四层，其岩土层描述为： （1）粗砂夹砾卵石（Q4al） 褐~灰褐色，松散~稍密，饱和，砾卵石的主要成分为石英，次棱角~次圆状，砾卵石含量30~45%，一般粒径3~5cm，最大粒径12~15cm。厚度为1.80~3.60m，平均厚度2.65m。 （2）粘土夹碎石（Q3al） 褐~黄褐色，可塑，湿，碎石主要成分为石英，棱角状，碎石含量10~20%，一般粒径2~3cm，最大粒径6~8cm，标贯击数N =12~16击。厚度为2.10~8.90m，平均厚度6.73m，顶板埋深为0.00~3.60m。 （3-1）强风化片麻岩（Ptt） 灰白色，主要由长石、石英、云母等矿物组成，变晶结构，片麻状构造，风化较强烈，裂隙发育，可掰开，岩芯采取率75~85%，RQD值40~50%。厚度为1.60~2.30m，平均厚度1.95m，顶板埋深为0.00~12.30m。 （3-2）弱风化片麻岩（Ptt） 灰白色，主要由长石、石英、云母等矿物组成，岩性较完整，较硬，岩心呈10~15cm的柱状，岩芯采取率80~90%，RQD值70~80%。顶板埋深1.60~14.10m，最大揭露厚度为9.20m。 1.1.4 场区岩土层工程特性分析与评价 （1）层粗砂夹砾卵石结构较松散，厚薄不一，所夹砾卵石含量不均，该层不宜作为新建渡槽的基础持力层。 （2）层粘土夹碎石呈可塑状，强度偏低，压缩性偏高，该层不宜作为新建渡槽的基础持力层。 （3-1）层强风化片麻岩强度较高，压缩性低，但厚度较薄，其工程特性一般。 （3-2）层弱风化片麻岩强度高，压缩性低，分布较均匀，揭示厚度大，较完整，为新建渡槽理想的桩基础持力层。岩土层物理力学性质如表1.1所示。 表1. 1 岩土层物理力学性质 地层 编号 地 层 名 称 fak (kPa) Es (MPa) r (kN/m3) f 固结快剪 c (kPa) φ（度） （1） 粗砂夹砾卵石 180 16.5 20.1 0.45 0 35 （2） 粘土夹碎石 150 11.5 19.5 0.25 18 16 （3-1） 强风化片麻岩 500 Eo=43 24.1 0.60 （3-2） 弱风化片麻岩 1200 25.6 1.1.5 渠道及建筑物主要工程地质问题评价 原渡槽基础为天然浅基础，由于受河水山洪冲刷，原基础外露、失稳，使渡槽开裂、错位，故新建渡槽位于河床段应采用桩基，桩型选用钻孔灌注桩，并以（3-2）层弱风化片麻岩作为桩端持力层。对于渡槽两端的墩台，由于基岩直接出露，且受洪水冲刷作用小，其基础仍可天然浅基础，以（3-1）层强风化片麻岩或（3-2）层弱风化片麻岩作为基础持力层。 根据湖北省《建筑地基基础技术规范》并结合已有的建筑经验，提出钻孔灌注桩桩侧土摩阻力特征值qsia和桩端土阻力特征值qpa如下表1.2所示。 表1. 2 钻孔灌注桩设计参数表 地层 编号 地层名称 钻孔灌注桩 qsia（kPa） qpa（kPa） （1） 粗砂夹砾卵石 45 （2） 粘土夹碎石 35 （3-1） 强风化片麻岩 75 1100 （3-2） 弱风化片麻岩 150 2500 按规范要求单桩承载力的取值应以现场载荷试验资料为准。 1.1.6 上下游渠道资料 上游渠底高程为60.32m，下游渠底高