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泡沫混凝土在港口工程重力式擋墻的應(yīng)用

2015-07-13 04:39:36丁友林何偉支遠昊方舟
城市地理 2015年7期
關(guān)鍵詞:擋土墻擋墻基底

丁友林 何偉 支遠昊 方舟

摘要:本文重慶主城納溪溝某重力式碼頭為例,通過計算得到采用高強泡沫混凝土的擋土墻能夠滿足抗滑、抗傾要求,且基底應(yīng)力較普通混凝土小很多,因此,泡沫混凝土運用與港口工程存在可能性。

關(guān)鍵字:泡沫混凝土;重力式碼頭;抗滑穩(wěn)定性;抗傾覆穩(wěn)定性;基底應(yīng)力

Application of foamed concrete in gravity retaining wall of harbor engineering

Ding You-lin1,2,He wei1,2,Zhi Yuan-hao1,2,F(xiàn)ang Zhou1,2

(1.National Engineering Research Center for Inland Waterway Regulation,Chongqing Jiaotong University, Chongqing 400074,China;2.Key Laboratory of Hydraulic and Waterway Engineering of the Ministy of Education, Chongqing Jiaotong University, Chongqing400074,China)

Abstact: through the calculate of a gravity type wharf in ChongQing NaXiGou,there is a conclusion that high strength foam concrete retaining wall can meet anti-slide, anti-tilt requirements.Thus, there is a possibility that foam concrete can be used in Port Engineering.

Key words:foam concrete;gravity quay-wall; Anti-slide stability; Anti-tilt stability; Basal stress

泡沫混凝土是一種將發(fā)泡劑通過發(fā)泡系統(tǒng)用機械方式充分發(fā)泡,并將其與水泥漿及其它外加劑均勻拌合后,通過發(fā)泡機內(nèi)部的泵送系統(tǒng)進行現(xiàn)場澆筑、養(yǎng)護而成的一種含大量封閉氣孔的新型輕質(zhì)建筑材料[1]。泡沫混凝土在一些西方發(fā)達國家發(fā)展較早并且較成熟,主要應(yīng)用在海上石油平臺、公路吸聲屏障、建筑物墻體、港口擋土墻及補償?shù)鼗两礫2]目前國內(nèi)將其應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)的節(jié)能方面,但是由于泡沫混凝土的物理、力學(xué)特點,本文將對其應(yīng)用于港口工程進行實例計算于對比。

1 重力式碼頭的設(shè)計內(nèi)容

重力式碼頭是碼頭建筑物中分布最廣、使用較多的一種碼頭結(jié)構(gòu)形式。其工作特點是依靠結(jié)構(gòu)本身及其上填料的重力來保持自身的滑移穩(wěn)定和傾覆穩(wěn)定。由于自重力大,地基承受的壓力大,故重力式碼頭適用于較好的地基。在進行碼頭設(shè)計時需要對碼頭的穩(wěn)定性進行驗算,主要包括:抗?jié)B穩(wěn)定性、抗滑穩(wěn)定性、抗傾覆穩(wěn)定性、抗浮穩(wěn)定性、地基整體穩(wěn)定性及地基沉降。其中抗滑穩(wěn)定性、抗傾穩(wěn)定性和基底應(yīng)力最為重要。

2 泡沫混凝土應(yīng)用于重力式碼頭的算例

2.1 碼頭基礎(chǔ)資料

二級陸域平臺擋土墻的原始尺寸為墻身高8m,上墻高3.2m,下墻高4.8m,墻頂寬1.55m,墻底寬4.0m,臺寬2.21m,上墻底寬2.99m。由于泡沫混凝土的密度低于普通混凝土,所以要滿足設(shè)計要求需要增大擋墻截面尺寸,因此,在采用同種擋墻截面型式的基礎(chǔ)上,將截面尺寸放大1.4、1.8、2.2倍來驗算比較。擋墻土壓力計算時取墻臺最后緣的豎直線為假想墻背,土壓力采用朗肯土壓力理論計算。

(1)材料參數(shù)

墻后填土:上部分為回填開山土石,下部分為塊石填料

開山土石容重:20 KN.m3

等效內(nèi)摩擦角:32度

塊石容重:18.5 KN.m3

等效內(nèi)摩擦角:40度

(2)碼頭荷載

碼頭主要承受的荷載有:墻后土壓力、前沿堆載和后方堆場荷載、起重機荷載、流動機械荷載、人群荷載、水流力、船舶系纜力等,由于篇幅有限在此僅計算基床頂面抗滑穩(wěn)定性、前墻趾抗傾覆穩(wěn)定性、基底應(yīng)力。

2.2 計算結(jié)果與比較

對采用普通混凝土的擋土墻進行驗算得到的結(jié)果見表1:

首先,由表1、表2中的基床頂面抗滑穩(wěn)定性驗算結(jié)果可以看出:泡沫混凝的抗滑力小于混凝土,這是由于泡沫混凝土是一種輕型建筑材料,密度小。

其次,對于前墻趾抗傾覆穩(wěn)定性,除了采用原始尺寸的泡沫混凝土擋土墻不滿足抗傾覆要求外,其他截面尺寸的擋土墻均能滿足抗傾要求,同樣與表1中的普通混凝土的抗傾覆力矩值相比較小。

最后,對比兩種不同混凝土擋土墻的基底應(yīng)力,泡沫混凝土擋土墻的基底應(yīng)力均比普通混凝土擋土墻基底應(yīng)力小很多。這是由于泡沫混凝土的密度小,自重應(yīng)力也小,從而導(dǎo)致基底應(yīng)力小。

3 結(jié)論

采用泡沫混凝土作為重力式擋墻的材料,不僅能夠滿足基床頂面抗滑穩(wěn)定要求,而且能夠滿足對擋墻前趾的抗傾覆穩(wěn)定要求,同時泡沫混凝土的擋土墻基底應(yīng)力更小,對于地基承載力較小的地基,尺寸較大的擋土墻具有較好的應(yīng)用性。

參考文獻:

[1] 郭向勇,郭建立.泡沫混凝土性能研究進展[J].研究探索,2013,4(31):17-23.

[2] 魏文慧.泡沫混凝土的分析與應(yīng)用[J].混凝土,2013,(2):136-142.

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