连拱坝桩基础除考虑所受竖向及水平荷载外,在布置桩基础时,还要同时考虑上游防渗和下游防冲问题,应经过综合分析充分论证确定。本坝每个支墩下共布置了18根桩,桩径1.2米,分3排,桩距3.5米。
1、桩径、桩长及桩距确定
根据洛阳市建筑桩基和桥梁桩基及坝的施工情况和有关规范,结合坝基受力较大特点,连拱坝基础桩径不宜小于1.2米。至于最大桩径,要通过计算,并依据河床地质条件和施工机具设备,现场实验后确定。
基础桩必须穿透河床覆盖层,进入硬持力层。桩端进入持力层的深度应考虑各类持力层中成桩的可能性和尽量提高桩端阻力的要求,可按《85桥规》和《94桩规》采用。由于砌石连拱坝所受竖向与水平向力均较大,所以基础桩应进入岩石,嵌入深度宜采用0.2d或不小于0.2米,当存在软弱下卧层时,硬力层厚度不宜小于4.0d.对厚持力层,当施工条件许可时,桩端进入持力层的深度宜尽可能达到该土层桩端阻力的临界深度,以充分发挥桩的承载力。
桩距的确定,综合公路、水利、建筑部门对桩距的要求,一般通过桩基布置及受力计算确定,但对于端承桩最小中心距应按规范确定,即桩的最小中心距不宜于小于3.0d.
2、防渗与防冲工程
坝基防渗对于坝体挡水及坝体安全起着至关重要的作用。本坝防渗在沿上游拱筒位置布置一道C20钢筋混凝土截水墙,厚80厘米。
连拱坝防冲工程设计对整个坝体稳定安全十分重要,一旦坝基淘空,就会造成垮坝。本坝采用挑流消能,并在基础下游面做有1米厚钢筋混凝土防冲板桩墙,在墙下游铺筑一层厚50厘米C20混凝土三棱体防冲块,以保护防冲墙不被淘刷过深。
3、承台设计
连拱坝桩基承台在遵循现行桩基规范,满足抗冲切、抗剪切、抗弯和上下结构需要外,应对连拱坝基础整体性起到加强作用。为此宜将各支墩承台连结起来(采用板或系梁),形成一个大底板,使承台成为由基础到坝体过渡的大平台,从而将防渗墙、防冲墙、基础、坝体牢固结合在一起,共同抗御外力作用。本坝桩基承台采用大底板的形式,厚度为1米。
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