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1、秤碇型基礎(chǔ)格柵壩設(shè)計(jì)摘要：格柵壩是泥石流防治的主要措施之一，本文探討采用秤碇型基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式，充分利用碩基巖承載力高的特點(diǎn)、釆用增長(zhǎng)力臂來達(dá)到格柵壩抗傾覆的目的，減小基礎(chǔ)重量，替代了大結(jié)構(gòu)形式的重力基礎(chǔ)，從而達(dá)到了節(jié)省了工程造價(jià)，通過工程實(shí)踐效果良好。關(guān)鍵詞：秤碇型基礎(chǔ)格柵壩泥石流1、概述為了減少排土場(chǎng)滑坡誘發(fā)泥石流的破壞效應(yīng)，其中最有效方法Z—是設(shè)置攔截泥沙工程。泥石流攔沙壩是防治泥石流最重要、最有效的工程建筑物，攔沙壩具有攔截泥沙和漂浮物，排泄水體，分離水與碎石土作用，削減泥石流洪峰流量，調(diào)節(jié)溝道的水沙關(guān)系、以及對(duì)溝道侵蝕作用，是泥石流治理工程中的骨干工程。水壩
2、的功能是攔蓄水體，而攔沙壩要求有一定的攔淤庫容。一般在攔沙壩體上設(shè)置了不同尺寸的排水孔，從而具有泄水?dāng)r沙功能。按壩體結(jié)構(gòu)形式，攔沙壩可分為重力壩、拱壩、格柵壩和鋼索壩等多種形式。按照其減能方式可分為剛性壩和柔性壩。①剛性壩是重力壩的一種主要類型。一般采用垂直于流體主流線方向的直線型布置。為了抵抗泥石流對(duì)壩體產(chǎn)生的作用力，并依靠口身重力來滿足結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定及抗滑、抗傾覆等要求。重力式攔沙壩是泥石流防治中使用最多、設(shè)計(jì)方法較為成熟的壩型。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，可就地取材，壩體的穩(wěn)定性隨著壩后的淤積逐年增高，壩體的耐久性好；缺點(diǎn)是壩體體積人、重量人，対地基有一定的選
3、擇性，攔截泥沙無分選性，一般用石料砌筑或混凝土澆筑。格柵壩是泥石流攔沙壩又一種重要的壩型，近年發(fā)展很快，格柵壩冇良好的透水性，可以有選擇性地?cái)r截泥沙，還具有壩下沖刷小、壩后易于清淤等優(yōu)點(diǎn)。格柵壩的缺點(diǎn)是壩體的整體強(qiáng)度和剛度較重力壩小，格柵易被高速流動(dòng)的泥石流龍頭和大礫石擊壞，需要的鋼材較多，要求有較好的施工條件和熟練的技工。②柔性壩是柔性防護(hù)技術(shù)在泥石流防護(hù)上的應(yīng)用。泥石流柔性防護(hù)系統(tǒng)是在用于落石攔截的被動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)（常稱攔石網(wǎng)）基礎(chǔ)上改進(jìn)發(fā)展起來的，泥石流柔性防護(hù)系統(tǒng)在防護(hù)功能上類似于格柵壩，所不同的是它具有了高抗沖擊能力的柔性特征。2、格柵壩的設(shè)計(jì)方法2.1壩高
4、的確定一般來說，壩體越高庫容越人，對(duì)下部地區(qū)工程設(shè)施的保護(hù)作用越明顯，但是所需工程量和造價(jià)亦隨壩高的增加而急劇的加大。因此壩的高度需根據(jù)壩基、壩肩的工程地質(zhì)條件如坡降等，以及攔扌當(dāng)壩后松散固體物質(zhì)的體積而確定，淤積體簡(jiǎn)化如圖1所示。經(jīng)過計(jì)算由表1知，當(dāng)壩高為6m時(shí)，淤積量V二3151m3,安全系數(shù)為1.10,因此，壩高確定為6m0三維立體示意如圖202.2秤碇型斷面結(jié)構(gòu)形式根據(jù)《泥石流災(zāi)害防治工程設(shè)計(jì)規(guī)范》確定壩體斷面形式。泥石流災(zāi)害防治工程中，攔砂壩主要是攔截泥石流中攜帶的大量泥沙，減緩泥石流的沖擊力，以減少對(duì)下游環(huán)境的破壞作用，所以耍求攔砂壩有很強(qiáng)的抗沖擊性能
5、，這種性能在整體上表現(xiàn)為抗傾覆和抗滑移能力。然而要使壩體有足夠的抗傾覆和抗滑移能力，可以用錨索加固或增大壩體自身重力來解決，但是木工程位于河道下游，兩岸為松散體，兒乎無表土層，基底直接為灰?guī)r，考慮到錨索造價(jià)比較高，所以本丁程選用重力式壩基來保證整體穩(wěn)定（如圖3）o圖3格柵壩基礎(chǔ)簡(jiǎn)圖與傳統(tǒng)攔砂壩相比，本格柵壩的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在基礎(chǔ)上，為了保證壩體抗傾覆能力，采用“秤”狀基礎(chǔ)如圖3所示，重力集中的“碇”部B2區(qū)和伸長(zhǎng)力臂B1區(qū)，以此增大壩體抗傾覆支撐點(diǎn)的力臂，從而增大抗傾覆彎矩；而對(duì)抗傾覆作用只起到重力作用的B3區(qū)，由于基巖強(qiáng)度較大，直接利用該區(qū)域的被動(dòng)土壓力替代底面摩
6、榕力，且被動(dòng)土壓力遠(yuǎn)大于底面摩擦力，從經(jīng)濟(jì)角度來看不僅節(jié)省材料和工程造價(jià)，而且保證基礎(chǔ)底面抗滑移的安全性，并由此體現(xiàn)了基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的優(yōu)化效果。然后通過基礎(chǔ)承載力等各項(xiàng)驗(yàn)算，滿足相關(guān)規(guī)范三維設(shè)計(jì)要求。2.3結(jié)構(gòu)確定（1）荷載傳遞為了更好的透水?dāng)r石，壩體采用鑲嵌格網(wǎng)的框架結(jié)構(gòu)，其整體結(jié)構(gòu)傳力機(jī)制為格網(wǎng)上的均布沖擊力或堆積后的土壓力由單向板傳給兩邊的型鋼柱和混凝土柱，鋼柱所受力傳給中間次梁、次梁傳給柱，通過柱傳給基礎(chǔ)。（2）基礎(chǔ)形式確定由于重力壩要靠壩體自重來抵抗泥石流沖擊力帶來的傾覆力矩，為了減少混凝土用量，盡量加大力臂，通過系列方案對(duì)比和計(jì)算分析，總基礎(chǔ)長(zhǎng)取11.5m；
7、為了充分利用被動(dòng)土壓力抗滑移特性，把基礎(chǔ)變截面處設(shè)為90o其二維內(nèi)力分布通過數(shù)值模擬如圖4所示，通過安全判別滿足要求,建成工程實(shí)體如圖5所示。
