港口及通航建筑物課程設(shè)計(jì)

1、某港口沉箱碼頭初步設(shè)計(jì)書日期：2013-1-16目錄一、設(shè)計(jì)目的和要求1二、地區(qū)概況11、地理位置12、自然條件1三、碼頭設(shè)計(jì)31、碼頭等級(jí)32、碼頭地面高程33、港區(qū)平面布置34、工藝流程35、水工結(jié)構(gòu)的選擇4四、水工結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)51、基槽設(shè)計(jì)52、基床設(shè)計(jì)53、沉箱設(shè)計(jì)63、胸墻設(shè)計(jì)64、墻后回填6四、碼頭作用荷載61、自重力62、土壓力73、剩余水壓力74、地面使用荷載75、船舶荷載86、波浪力87、地震力8五、碼頭穩(wěn)定性驗(yàn)算81、穩(wěn)定性公式82、穩(wěn)定性計(jì)算92、地基應(yīng)力計(jì)算26沉箱碼頭設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)目的和要求對(duì)某市和尚島港區(qū)沉箱碼頭部分水工結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，掌握港口航道工程學(xué)這門課程的主要內(nèi)容，并

2、初步學(xué)會(huì)運(yùn)用有關(guān)專業(yè)課、技術(shù)基礎(chǔ)課的理論去解決實(shí)際工程問題，訓(xùn)練編寫設(shè)計(jì)說明書、繪制港口水工建筑物圖紙的能力和技巧，以及培養(yǎng)正確的設(shè)計(jì)思想，熟悉有關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范等。二、地區(qū)概況某市地處遼東半島最南端，三面環(huán)海，氣候溫和，交通方便，是我國(guó)東北的一顆明珠，也是我國(guó)的重要港口和旅游城市，工業(yè)和旅游業(yè)十分發(fā)達(dá)。但是，多年來該市一直處于缺煤少電狀態(tài)，已嚴(yán)重影響了工業(yè)生產(chǎn)和人民生活，該市是圍繞著老港口發(fā)展起來的城市，位于市中心的某些貨場(chǎng)（如煤場(chǎng)）等已嚴(yán)重威脅著該市的安全。同時(shí)，由于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，吞吐量的急驟增加，船舶的停泊時(shí)間長(zhǎng)，造成政治、經(jīng)濟(jì)上不應(yīng)有的影響和損失。為了緩和本地區(qū)能源供應(yīng)緊張的問題，解

3、決該市缺煤少電的狀況，并使這些貨物有專用裝卸碼頭和庫(kù)場(chǎng)，國(guó)家計(jì)委批準(zhǔn)興建和尚島港區(qū)，并列入國(guó)家重點(diǎn)工程項(xiàng)目。以下是該地區(qū)的基本情況。1、地理位置和尚島港區(qū)位于本市海灣北端的紅土堆子灣。背靠市第四發(fā)電廠，與市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)隔海相望，交通方便，有公路與該市至沈陽公路相接，鐵路接?xùn)|北干線，可達(dá)全國(guó)各地。港區(qū)距市內(nèi)陸路25公里，水路8海里。2、自然條件該港區(qū)屬海洋型氣候，平均氣溫10.2，78月最高，一般為25左右，極值達(dá)34.4，12月最低，一般為-5-10，極值達(dá)-21。紅土堆子灣內(nèi)一般不結(jié)冰，只在灣內(nèi)西北部零米水深線以上的海灘結(jié)冰，冰層厚度0.30.5m，土層最大冰深0.93m。由于地處東南亞季風(fēng)帶

4、邊緣，基本受季風(fēng)控制。夏季以ES風(fēng)為主，冬季以N風(fēng)為主，常風(fēng)向?yàn)镾SE，六級(jí)以上的風(fēng)很少。本地區(qū)一般每隔三年有一次臺(tái)風(fēng)通過，風(fēng)力為78級(jí)，風(fēng)向多為ESE，最大風(fēng)速34m/s。年降水量為671mm，平均年降雨日數(shù)75天，多集中在78月份。降雪不多，年平均降雪天數(shù)為20天左右，最大積雪厚度為0.11m。降霧日較多，年平均霧日40天，三級(jí)以下重霧日為40天，一般57月為盛霧期，霧的形態(tài)多屬平層霧。本區(qū)潮型為規(guī)則半日潮，漲潮延時(shí)6小時(shí)04分，落潮延時(shí)6小時(shí)46分，其潮位特征值（按大連港筑港零點(diǎn)計(jì)）為：多年最高潮位：+4.6m多年最低潮位：-0.66m多年平均高潮位：+4.35m多年平均低潮位：-0.2

5、6m多年平均潮差：2.08m多年最大潮差：3.93m多年最小潮差：0.89m最大潮流流速0.21m/s，流向與灣內(nèi)中心軸線接近一致，上、中、下三層流向相同。該市老虎灘設(shè)有海洋站，自1963年開始觀測(cè)至今，同時(shí)，1983年1月該市老港又在和尚島設(shè)立觀測(cè)站，資料基本齊全。經(jīng)統(tǒng)計(jì)、推算，主波向?yàn)镾SE、SE及S向，其頻率分別為14.31%、9.26%及7.13%，強(qiáng)波向?yàn)镾及SE向，最大波高為2.2米，小于1米的波高頻率為98.61%。其設(shè)計(jì)水位如下：設(shè)計(jì)高水位：+3.81m設(shè)計(jì)低水位：+0.62m校核高水位：+4.83m校核低水位：-0.85m施工水位按照當(dāng)?shù)亓?xí)慣取+2.50m。港區(qū)陸域處丘陵區(qū)，

6、山勢(shì)走向NW，山體呈渾圓狀，區(qū)內(nèi)溝谷發(fā)育，基巖裸露；海底地形平坦，向ES傾斜。地層構(gòu)造復(fù)雜，屬第四系地層，層位不穩(wěn)定、分布不規(guī)則，主要由淤泥、淤泥質(zhì)亞粘土、粘土、亞粘土、粉細(xì)砂混礫石、卵石混礫石等構(gòu)成?；鶐r為石灰?guī)r、泥灰?guī)r和頁巖，石灰?guī)r為弱風(fēng)化，泥灰?guī)r、頁巖為中等到強(qiáng)風(fēng)化。巖面起伏變化較大，埋藏標(biāo)高為-4.122.89m。港區(qū)水域各土層分布情況為：-91m以上為淤泥、淤泥質(zhì)亞粘土，-14.8m以上為粘土、粉細(xì)砂混礫石等。港區(qū)內(nèi)有三條NNE向斷裂，但不屬于金州斷裂，為小規(guī)模斷裂，延伸不遠(yuǎn)，屬不發(fā)震斯裂，本區(qū)地震基本烈度為八度，設(shè)計(jì)中考慮了抗震設(shè)防。由上述可知，紅土堆子灣風(fēng)浪??；地處丘陵，不占良田

7、；灣內(nèi)無天然河流入海，泥沙淤積現(xiàn)象不顯著，按自然地貌沉積速度推算，海灣沉積速率為0.30.5毫米/年；潮流流速小；氣候溫和，灣內(nèi)不結(jié)凍，常年可以裝卸作業(yè)；水深適宜，航道可與大港航道相接，具有建設(shè)深水泊位的良好天然條件。三、碼頭設(shè)計(jì)1、碼頭等級(jí)由碼頭前沿水深較大且碼頭貨物堆積能力較大，初定其等級(jí)中型碼頭。2、碼頭地面高程碼頭前沿高程，按有掩護(hù)港口大潮時(shí)不被淹沒，并盡量減少回填土石方量為原則，則設(shè)計(jì)高水位加超高值確定為+5.20m。3、港區(qū)平面布置港區(qū)陸域以進(jìn)港道路的海堤與岸公路相接。進(jìn)口煤碼頭、甲一碼頭為突堤式。甲二碼頭為順岸式，并與甲一碼頭相連，港池寬度320m。工作船碼頭和出口煤碼頭布置在進(jìn)

8、口煤碼頭與甲二碼頭之間的小港池內(nèi)。防波堤布置在甲一碼頭端部。甲一碼頭外側(cè)是一突堤護(hù)岸，其與防波堤相接。進(jìn)口煤碼頭根部外側(cè)為二突堤護(hù)岸，通過堆場(chǎng)護(hù)岸與海堤相連。考慮到遠(yuǎn)期發(fā)展，填平小港池與甲二碼頭相連，可開拓一個(gè)3萬噸級(jí)泊位，進(jìn)口煤碼頭外側(cè)系2萬噸級(jí)泊位。陸域?yàn)樯a(chǎn)和生產(chǎn)輔助建筑物區(qū)。港區(qū)總平面布置詳見圖2。4、工藝流程（1）進(jìn)口煤碼頭：自卸船（懸臂皮帶機(jī)）前沿漏斗卸船皮帶機(jī)系統(tǒng)堆料機(jī)堆場(chǎng)。（2）甲二碼頭采用拖、鏟、吊方式。前方用門機(jī)或船機(jī)進(jìn)行裝卸作業(yè)，水平搬運(yùn)作業(yè)采用拖頭、平板車或鏟車，庫(kù)場(chǎng)作業(yè)配備流動(dòng)起重機(jī)或鏟車。其流程為：船門機(jī)或船機(jī)平板車或鏟車堆場(chǎng)或倉(cāng)庫(kù)。甲二碼頭配5噸門機(jī)兩臺(tái)。5、水工

9、結(jié)構(gòu)的選擇1）防波堤本區(qū)防波堤處地質(zhì)條件較好，其土層自上而下為淤泥質(zhì)亞粘土、碎石及角礫、亞粘土、石灰?guī)r。防波堤座落在碎石及角礫層上，地基承載力、沉降和整體穩(wěn)定完全可以滿足要求。大連地區(qū)石料豐富，主要是石灰石，石質(zhì)好。交通部一船局三公司在鹽島有護(hù)面塊體（扭工字塊）予制廠，能滿足工程需要。除此之外，老港的大港區(qū)、漁港等處防波堤均為斜坡式。為此，我們經(jīng)過方案比選后采用拋石斜坡式。斜坡式防波堤具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，對(duì)地基要求不高，可就地取材，消能性好，損壞后易修復(fù)等優(yōu)點(diǎn)。總體建設(shè)規(guī)模見表1表1 水工結(jié)構(gòu)建設(shè)規(guī)模項(xiàng)目船舶噸級(jí)結(jié)構(gòu)形式主要設(shè)計(jì)尺度碼頭工程進(jìn)口煤碼頭2萬沉箱墩式棧橋水深：-10.1m、長(zhǎng)2

10、73m、寬16m甲二碼頭3萬沉箱岸壁式水深：-11.5m，長(zhǎng)235m甲一碼頭2萬沉箱岸壁式水深：-11.5m，長(zhǎng)227m出口煤碼頭千字駁浮式工作船碼頭浮式防波堤工程斜坡式長(zhǎng)160m一突堤護(hù)岸（含防浪墻）斜坡式長(zhǎng)467m海堤工程（含防浪墻）斜坡式長(zhǎng)1200m、寬20m堆場(chǎng)護(hù)岸（含防浪墻）斜坡式長(zhǎng)968m二突堤護(hù)岸（含防浪墻）斜坡式長(zhǎng)304m港池護(hù)岸斜坡式長(zhǎng)398.6m2）護(hù)岸一、二突堤外側(cè)為護(hù)岸，實(shí)際起防波堤作用，因此，按防波堤設(shè)計(jì)。其他護(hù)岸工程，由于所受風(fēng)浪較小，按一般護(hù)岸設(shè)計(jì)。各護(hù)岸均采用斜坡式結(jié)構(gòu)。3）碼頭結(jié)構(gòu)港區(qū)各碼頭處地質(zhì)分布情況如前所述，卵石混礫石層以上各層土質(zhì)，經(jīng)計(jì)算均不滿足承載力

11、及整體穩(wěn)定的要求，其持力層應(yīng)為基巖或上的卵石混礫石層。該層標(biāo)高一般在-9-15m，海底原地面標(biāo)高一般在-6m左右，而各碼頭前沿海底標(biāo)高分別為：進(jìn)口煤碼頭-10.1m，甲一、甲二碼頭為-11.5m。因復(fù)蓋層較薄，該區(qū)地質(zhì)條件適宜建重力式結(jié)構(gòu)。港區(qū)設(shè)有防波堤，港內(nèi)波浪很小，重力式直立岸壁不致于產(chǎn)生過大的波浪反射作用而影響港內(nèi)的泊穩(wěn)條件。該地區(qū)砂、石料充足，回填料還可采用后方陸域開山石。同時(shí)，該地區(qū)歷來所建碼頭均為重力式。為此，本港區(qū)碼頭采用重力式結(jié)構(gòu)。在重力式結(jié)構(gòu)中主要選擇沉箱與方塊，沉箱較方塊經(jīng)濟(jì)，整體性好，抗震性能強(qiáng)，同時(shí)，承擔(dān)水工結(jié)構(gòu)施工任務(wù)的交通部一航局三公司地處大連，專業(yè)齊全，技術(shù)力量雄

12、厚，施工經(jīng)驗(yàn)豐富，甘井子沉箱予制廠有幾十年的歷史，并新建有2000噸級(jí)方型沉箱預(yù)制臺(tái)座，采用預(yù)制大型方沉箱結(jié)構(gòu)，可保證施工進(jìn)度。綜上所述，碼頭采用重力式沉箱結(jié)構(gòu)。甲一、甲二碼頭，其上有門機(jī)作業(yè)，后方需建堆場(chǎng)、倉(cāng)庫(kù)、為此采用沉箱岸壁式。進(jìn)口煤碼頭為皮帶機(jī)運(yùn)輸，荷載較小且單一，為節(jié)省材料及投資，采用墩式棧橋沉箱結(jié)構(gòu)。該碼頭雖然受北向小風(fēng)區(qū)波浪影響，但吹程短，波浪小，完全滿足泊穩(wěn)條件，不影響作業(yè)。四、水工結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、基槽設(shè)計(jì)本碼頭采用暗基床的設(shè)計(jì)形式，基槽底寬為22.95m，開挖深度為3.5m，邊坡坡度為1:1.4，基槽前底邊線距墻前趾為5.5m，后底邊線距后趾為5.25m。2、基床設(shè)計(jì)本碼頭基床采

13、用拋石，基床底寬為22.95m，頂寬為19.2m（外肩寬為2.5m，內(nèi)肩寬為2m），高度為3.5m，兩側(cè)的斜坡坡度均為1:1.5?；膊捎脪伿?，拋石仍為10100公斤級(jí)。3、沉箱設(shè)計(jì)甲二碼頭結(jié)構(gòu)為沉箱式，材料為鋼筋混凝土，其斷面形狀為矩形。沉箱長(zhǎng)度為20m，底寬為12.2m，高度為14m。沉箱的邊壁厚度設(shè)為0.35m，底板厚度為0.5m。箱體內(nèi)設(shè)有縱橫隔墻，厚度為0.2m，隔墻間距縱向?yàn)?.7m，橫向?yàn)?.17m。隔墻采用雙面配筋，箱頂嵌入胸墻0.5m。沉箱間采用平接的方式，沉箱內(nèi)一般拋填10100公斤塊石。3、胸墻設(shè)計(jì)沉箱上部為現(xiàn)澆混凝土胸墻，頂寬為2.5m，底寬為5.5m。沉箱或方塊背后填

14、10100公斤塊石減載棱體，倒濾層為片石和混合料，其后回填開山石。4、墻后回填采用10100公斤級(jí)塊石回填，拋填棱體的斷面形式為鋸齒形。為了防止墻后回填土的流失，拋石棱體的頂面和坡面設(shè)置倒濾層。在拋石棱體的頂面和坡面先鋪設(shè)一層0.30.5m厚的二片石，并加以整平，然后在其上安設(shè)倒濾層。片石的坡度為1:1，混合料的坡面為1:1.25，開山石坡度為1:1.5。四、碼頭作用荷載1、自重力碼頭建筑物的自重力包括構(gòu)件的自重力和其上的填料自重力，均按體積乘重度計(jì)算，水下部分為體積乘浮重度。取墻體后地下水位為水與水下的分界。沉箱構(gòu)件由鋼筋混凝土建造而成，其重度作為24.5kN/m3；胸墻采用現(xiàn)澆混凝土形式，

15、其重度為24kN/m3；填料為10100kg級(jí)拋石，其重度為18kN/m3。計(jì)算見表2。表2 自重力計(jì)算體積計(jì)算式體積（m3）重力(kN)底板0.5*12.2*201222989前壁0.3*14*20842058后壁0.3*14*20842058縱板2*0.2*14*201122744橫板3*0.2*14*12.2102.482510.76填料12*4.7*3.17*142503.03 45054.58 胸墻2*2.7*20+1.5*3*201983564總重力60978.34 由上表計(jì)算得碼頭構(gòu)件的自重力標(biāo)準(zhǔn)值為：60978.34kN。2、土壓力土對(duì)墻體的土壓力可通過庫(kù)倫公式求得。墻體靜止不

16、動(dòng)，既無位移也無變形，墻體后處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)土體對(duì)墻體的土壓力為靜止土壓力。計(jì)算方法如下:地面為水平面（即0º）和墻背為垂直面（0º）時(shí)的土壓力系數(shù)： 每延米墻上總主動(dòng)土壓力（kN/m）和總被動(dòng)土壓力（kN/m）： 、主動(dòng)土壓力系數(shù)和被動(dòng)土壓力系數(shù)； 地面荷載系數(shù)； 土的重度（kN/m3）； 土的內(nèi)摩擦角（º）； 地面上均布荷載（kN/m2）； 土與墻背面的摩擦角（º）； 地面與水平面的夾角（º）； 墻背與垂直面的傾斜角（º）；H 墻高（m）。3、剩余水壓力碼頭墻后設(shè)置拋石棱體，其透水性較好，墻后水位隨墻前水位的跌落而迅速下降，認(rèn)為

17、墻后水位與墻前水位等高，此時(shí)不考慮剩余水壓力。4、地面使用荷載該地面設(shè)有門機(jī)，將其近似地用均布荷載替代?？傮w分布為：碼頭前沿（14.5米以內(nèi)）為25kpa，前后方堆場(chǎng)為40kpa。5、船舶荷載系攬力P=350kN，作用在碼頭地面以上0.45m處。擠靠力和撞擊力不計(jì)。6、波浪力由墻前進(jìn)行波的波高h(yuǎn)=1m，波長(zhǎng)l=12m，因h，不計(jì)波浪影響。7、地震力本設(shè)計(jì)不考慮地震作用的影響。五、碼頭穩(wěn)定性驗(yàn)算水平滑動(dòng)穩(wěn)定性和傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算是重力式碼頭建筑物承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的主要驗(yàn)算內(nèi)容，其目的是保證碼頭建筑物在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)具有規(guī)定的抗滑、抗傾穩(wěn)定的可靠度。1、穩(wěn)定性公式不考慮波浪作用力，主動(dòng)土壓力為主導(dǎo)可

18、變作用時(shí)：抗滑穩(wěn)定性公式：結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)取1.0；土壓力分項(xiàng)系數(shù)； 系攬力分項(xiàng)系數(shù)；作用效應(yīng)組合 碼頭建筑物產(chǎn)生的總主動(dòng)土壓力的水平分力和豎向力（kN）；系攬力水平分力標(biāo)準(zhǔn)值（kN）； 碼頭面上產(chǎn)生的總主動(dòng)土壓力的水平分力和豎向力（kN）；系攬力垂直分力標(biāo)準(zhǔn)值（kN）；結(jié)構(gòu)自重力分項(xiàng)系數(shù)；結(jié)構(gòu)系數(shù)，不考慮波浪作用，?。籪 沿計(jì)算面的摩擦系數(shù)設(shè)計(jì)值?？箖A覆穩(wěn)定性公式：結(jié)構(gòu)自重力標(biāo)準(zhǔn)值對(duì)計(jì)算面前趾的穩(wěn)定力矩（kN·m）；碼頭建筑物產(chǎn)生的土壓力水平力和豎向力標(biāo)準(zhǔn)值對(duì)計(jì)算面前趾的傾覆力和穩(wěn)定力矩（kN·m）；碼頭地面上的可變作用產(chǎn)生的土壓力水平力和豎向力標(biāo)準(zhǔn)值對(duì)計(jì)算面前趾的傾覆力和

19、穩(wěn)定力矩（kN·m）；系攬力水平力標(biāo)準(zhǔn)值對(duì)計(jì)算面前趾的傾覆力矩（kN·m）；結(jié)構(gòu)系數(shù)，不考慮波浪作用，??；以上公式中的各分項(xiàng)系數(shù)見表3。表3 穩(wěn)定性驗(yàn)算系數(shù)采用值組合情況設(shè)計(jì)水位結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)組合系數(shù)永久荷載分項(xiàng)系數(shù)可變作用分項(xiàng)系數(shù)自重力土壓力堆載土壓力系攬力持久組合設(shè)計(jì)高水位二級(jí)：1.00.71.01.351.351.4設(shè)計(jì)低水位短暫組合設(shè)計(jì)高水位1.01.01.251.3設(shè)計(jì)低水位2、穩(wěn)定性計(jì)算設(shè)計(jì)水位：1）、設(shè)計(jì)高水位條件下（+3.81m）系攬力標(biāo)準(zhǔn)值及其產(chǎn)生的力矩垂直于碼頭岸線方向的水平力標(biāo)準(zhǔn)值每延米碼頭的系攬力水平分力的標(biāo)準(zhǔn)值其對(duì)墻底的傾覆力矩主動(dòng)土壓力標(biāo)準(zhǔn)值及其

20、產(chǎn)生的傾覆力矩和穩(wěn)定力矩為簡(jiǎn)單計(jì)算，墻后主動(dòng)破裂面與豎直面之間的夾角近似取為28º，破裂面與拋石棱體表面交于點(diǎn)M，M點(diǎn)以上按中砂計(jì)算，一下按塊石計(jì)算。取沉箱頂部以上墻背為理想墻面；以下墻面取第n層土的主動(dòng)土壓力系數(shù)：中砂 塊石 土壓力強(qiáng)度計(jì)算：第n層填料頂層：永久作用： 可變作用：第n層填料底層：永久作用： 可變作用：設(shè)計(jì)高水位時(shí)土壓力強(qiáng)度計(jì)算見表4；填料自重力產(chǎn)生的土壓力合力（永久作用）標(biāo)準(zhǔn)值及其力矩計(jì)算見表5；地面堆荷載產(chǎn)生的土壓力合力（可變作用）標(biāo)準(zhǔn)值及其力矩計(jì)算見表6。第n層的土壓力水平合力標(biāo)準(zhǔn)值對(duì)碼頭前趾的力臂第n層底高程碼頭底高程+第n層水平梯形土壓力強(qiáng)度圖的形心與該土層

21、底的距離。當(dāng)，按下式計(jì)算：土壓力水平分力 ； 土壓力豎向分力32沉箱碼頭設(shè)計(jì)表4 設(shè)計(jì)高水位時(shí)土壓力強(qiáng)度計(jì)算計(jì)算層面編號(hào)土層n圖層高程（m）土層厚度（m）回填材料材料重度（）外摩擦角（º）主動(dòng)土壓力系數(shù)土壓力強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算永久作用可變作用（kpa）（kpa）計(jì)算式數(shù)值計(jì)算式數(shù)值1115.21.39中砂1800.3070.00 25*0.3077.7123.811.3*18*0.307=25.02*0.3077.68 7.72123.811.31中砂9.5 （水下）7.68 7.7222.5（25.02+12.45）*0.307=37.47*0.30711.50 7.73132.50.

22、7塊石11150.1637.47*0.166.00 25*0.164321.8（37.47+7.7）*0.16=45.17*0.167.23 44141.81.67.23 4410.2（45.17+17.6）*0.16=62.77*0.1610.04 45150.20.610.04 452-0.4（62.77+6.6）*0.16=69.37*0.1611.10 4616-0.41.611.10 462-2（69.37+17.6）*0.16=86.97*0.1613.92 4717-22.2613.92 472-4.26（86.97+24.86）*0.16=111.83*0.1617.89 48

23、18-4.267.2417.89 482-11.5（111.83+79.64）*0.16=791.47*0.1630.64 4表5 填料自重力產(chǎn)生的土壓力合力（永久作用）標(biāo)準(zhǔn)值及其力矩計(jì)算計(jì)算土層 n土層高程（m）土層頂土壓力強(qiáng)度（kpa）土層底土壓力強(qiáng)度（kpa）土層厚度 (m)土壓力合力標(biāo)準(zhǔn)值En（kN）水平分力標(biāo)準(zhǔn)值及 其產(chǎn)生的傾覆力矩豎向分力標(biāo)準(zhǔn)值及其產(chǎn)生的傾覆力矩水平分力力臂傾覆力矩豎向分力力臂傾覆力矩頂?shù)子?jì)算式數(shù)值15.23.8107.681.39（0+7.68）*1.39/25.345.34 15.7784.2100.5023.812.57.6811.51.31（7.68+11.

24、5）*1.31/212.5612.56 14.61183.500.5032.51.867.230.7（6+7.23）*0.7/24.634.47 13.64611.20 12.214.63 41.80.27.2310.041.6（7.23+10.01）*1.6/213.7913.32 12.36164.63.57 12.243.58 50.2-0.410.0411.10.6（10.04+11.1）*0.6/26.346.12 11.3969.751.64 12.220.03 6-0.4-211.113.921.6（11.1+13.92）*1.6/220.0219.34 10.27198.65.

25、19 12.263.26 7-2-4.2613.9217.892.26（13.92+17.89）*2.26/235.9534.72 8.32288.99.31 12.2113.60 8-4.26-11.517.8930.647.24（17.89+30.64）*7.24/2175.68169.68 3.356045.50 12.2555.14 265.56 161166.41 810.24 表6 地面堆荷載產(chǎn)生的土壓力合力（可變作用）標(biāo)準(zhǔn)值及其力矩計(jì)算計(jì)算土層 n土層高程（m）土層頂土壓力強(qiáng)度土層底土壓力強(qiáng)度土層厚度 (m)土壓力合力標(biāo)準(zhǔn)值En（kN）水平分力標(biāo)準(zhǔn)值及 其產(chǎn)生的傾覆力矩豎向分力標(biāo)

26、準(zhǔn)值及其產(chǎn)生的傾覆力矩水平分力力臂傾覆力矩豎向分力力臂傾覆力矩頂?shù)子?jì)算式數(shù)值15.22.57.77.72.77.7*2.720.7920.79 15.35319.13 022.5-11.544144*145654.09 7378.62 14.50 7101.574.88 697.75 14.50 101.50 建筑物自重力標(biāo)準(zhǔn)值及其產(chǎn)生的穩(wěn)定力矩對(duì)于沿基床底的抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算，由地基較好，基床部分水下自重力標(biāo)準(zhǔn)值：基床前的被動(dòng)土壓抗力標(biāo)準(zhǔn)值：設(shè)計(jì)高水位時(shí)自重力產(chǎn)生的豎向力標(biāo)準(zhǔn)值及其穩(wěn)定力計(jì)算結(jié)果見表7。表7 設(shè)計(jì)高水位時(shí)自重力產(chǎn)生的豎向力標(biāo)準(zhǔn)值及其穩(wěn)定力計(jì)算編號(hào)構(gòu)件豎向力標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算（kN ）對(duì)趾

27、前的抗傾力臂穩(wěn)定力矩(kN·m)計(jì)算式數(shù)值數(shù)值1前壁0.3*14*13.556.70.158.51 2縱板10.17*14*13.532.136.1195.99 3后壁0.3*14*13.556.711.2635.04 4橫板10.17*14*13.532.136.1195.99 5橫板20.17*14*13.532.136.1195.99 6橫板30.17*14*13.532.136.1195.99 7底板0.5*12.2*13.582.356.1502.34 8胸墻（2*2.7+1.5*3）*13.5133.650.2533.419填料13*3.17*14*111464.546.

28、18933.69 10填料25.5*1.39*18+5.5*1.31*9.5206.068.61772.12 2128.52 12669.07抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算：沿基床頂面沿基床底面其驗(yàn)算過程及結(jié)果見表8。表8 抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算水位驗(yàn)算面作用效應(yīng)組合值計(jì)算抗力設(shè)計(jì)值計(jì)算結(jié)論計(jì)算式數(shù)值計(jì)算式數(shù)值設(shè)計(jì)高水位沿基床頂面（1.35*265.56+1.35*74.88+0.7*1.4*8.45）468（1.0*1822.79+1.35*66.41+1.35*14.5）*0.6/1.01159穩(wěn)定沿基床底面（1.35*265.56+1.35*74.88+0.7*1.4*8.46）468（1.0*1822.79+

29、1.0*724.80+1.35*66.41+1.35*14.5)*0.5+1.35*16.54/1.01126穩(wěn)定抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算：驗(yàn)算表達(dá)式：其驗(yàn)算過程及結(jié)果見表9。表9 抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算水位驗(yàn)算面作用效應(yīng)組合值計(jì)算抗力設(shè)計(jì)值計(jì)算結(jié)論計(jì)算式數(shù)值計(jì)算式數(shù)值設(shè)計(jì)高水 位沿基床頂面（1.35*1611+1.35*697.75+0.7*1.4*8.45）3125（1.0*11044.13+1.35*810.24+1.35*101.5）/1.259820穩(wěn)定2）、校核高水位條件下（+4.83m）系攬力標(biāo)準(zhǔn)值及其產(chǎn)生的力矩計(jì)算結(jié)果同設(shè)計(jì)高水位。主動(dòng)土壓力標(biāo)準(zhǔn)值及其產(chǎn)生的傾覆力矩和穩(wěn)定力矩計(jì)算公式同設(shè)計(jì)高

30、水位，以下僅列出計(jì)算過程及結(jié)果。設(shè)計(jì)高水位時(shí)土壓力強(qiáng)度計(jì)算見表10；填料自重力產(chǎn)生的土壓力合力（永久作用）標(biāo)準(zhǔn)值及其力矩計(jì)算見表11；地面堆荷載產(chǎn)生的土壓力合力（可變作用）標(biāo)準(zhǔn)值及其力矩計(jì)算見表12。表10 校核高水位時(shí)土壓力強(qiáng)度計(jì)算計(jì)算層面編號(hào)土層n圖層高程（m）土層厚度（m）回填材料材料重度（）外摩擦角（º）主動(dòng)土壓力系數(shù)土壓力強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算永久作用可變作用（kpa）（kpa）計(jì)算式數(shù)值計(jì)算式數(shù)值1115.20.37中砂1800.3070.00 25*0.3077.7124.830.37*18*0.307=6.66*0.3072.04 7.72124.832.33中砂9.5 （水

31、下）2.04 7.7222.5（6.66+22.14）*0.307=28.80*0.3078.84 7.73132.50.7塊石11150.1628.80*0.164.61 25*0.164321.8（28.80+7.7）*0.16=36.5*0.165.84 44141.81.65.84 4410.2（36.5+17.6）*0.16=54.1*0.168.66 45150.20.68.66 452-0.4（54.1+6.6）*0.16=60.7*0.169.72 4616-0.41.69.72 462-2（60.7+17.6）*0.16=78.3*0.1612.53 4717-22.2612

32、.53 472-4.26（78.3+24.86）*0.16=103.16*0.1616.51 4818-4.267.2416.51 482-11.5（103.16+79.64）*0.16=791.47*0.1629.25 4表11 填料自重力產(chǎn)生的土壓力合力（永久作用）標(biāo)準(zhǔn)值及其力矩計(jì)算計(jì)算土層 n土層高程（m）土層頂土壓力強(qiáng)度（kpa）土層底土壓力強(qiáng)度（kpa）土層厚度 (m)土壓力合力標(biāo)準(zhǔn)值En（kN）水平分力標(biāo)準(zhǔn)值及 其產(chǎn)生的傾覆力矩豎向分力標(biāo)準(zhǔn)值及其產(chǎn)生的傾覆力矩水平分力力臂傾覆力矩豎向分力力臂傾覆力矩頂?shù)子?jì)算式數(shù)值15.24.8302.04 0.37（0+7.68）*0.37/20.

33、38 0.38 16.45 6.22400.5024.832.52.048.842.33（7.68+11.5）*2.33/212.68 12.68 14.92 189.100.5032.51.84.615.840.7（6+7.23）*0.7/23.66 3.53 13.64 48.170.95 12.211.56 41.80.25.848.661.6（7.23+10.01）*1.6/211.60 11.20 12.45 139.53.00 12.236.66 50.2-0.48.669.720.6（10.04+11.1）*0.6/25.51 5.33 11.39 60.681.43 12.21

34、7.42 6-0.4-29.7212.531.6（11.1+13.92）*1.6/217.80 17.19 10.27 176.54.61 12.256.25 7-2-4.2612.5316.512.26（13.92+17.89）*2.26/232.82 31.70 8.32 263.78.50 12.2103.69 8-4.26-11.516.5129.257.24（17.89+30.64）*7.24/2165.65 160.00 3.28 525.442.91 12.2523.45 242.00 140961.40 749.03 表12 地面堆荷載產(chǎn)生的土壓力合力（可變作用）標(biāo)準(zhǔn)值及其力矩

35、計(jì)算計(jì)算土層 n土層高程（m）土層頂土壓力強(qiáng)度土層底土壓力強(qiáng)度土層厚度 (m)土壓力合力標(biāo)準(zhǔn)值En（kN）水平分力標(biāo)準(zhǔn)值及 其產(chǎn)生的傾覆力矩豎向分力標(biāo)準(zhǔn)值及其產(chǎn)生的傾覆力矩水平分力力臂傾覆力矩豎向分力力臂傾覆力矩頂?shù)子?jì)算式數(shù)值15.22.57.77.72.77.7*2.720.7920.79 15.35319.13 022.5-11.544144*145654.09 7378.62 14.50 7101.574.88 697.75 14.50 101.50 建筑物自重力標(biāo)準(zhǔn)值及其產(chǎn)生的穩(wěn)定力矩對(duì)于沿基床底的抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算，由地基較好，基床部分水下自重力標(biāo)準(zhǔn)值：基床前的被動(dòng)土壓抗力標(biāo)準(zhǔn)值：設(shè)計(jì)高

36、水位時(shí)自重力產(chǎn)生的豎向力標(biāo)準(zhǔn)值及其穩(wěn)定力計(jì)算結(jié)果見表13。表13 校核高水位時(shí)自重力產(chǎn)生的豎向力標(biāo)準(zhǔn)值及其穩(wěn)定力計(jì)算編號(hào)構(gòu)件豎向力標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算（kN ）對(duì)趾前的抗傾力臂穩(wěn)定力矩(kN·m)計(jì)算式數(shù)值數(shù)值1前壁0.3*14*13.556.70.158.51 2縱板10.17*14*13.532.136.1195.99 3后壁0.3*14*13.556.711.2635.04 4橫板10.17*14*13.532.136.1195.99 5橫板20.17*14*13.532.136.1195.99 6橫板30.17*14*13.532.136.1195.99 7底板0.5*12.2*13.

37、582.356.1502.34 8胸墻2*0.37*23.5+2.33*3*13.5111.760.2527.949填料13*3.17*14*111464.546.18933.69 10填料25.5*0.37*18+5.5*2.33*9.5158.378.6 1361.982058.9412253.47抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算：沿基床頂面沿基床底面其驗(yàn)算過程及結(jié)果見表14。表14 抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算水位驗(yàn)算面作用效應(yīng)組合值計(jì)算抗力設(shè)計(jì)值計(jì)算結(jié)論計(jì)算式數(shù)值計(jì)算式數(shù)值設(shè)計(jì)高水位沿基床頂面（1.35*242.00+1.35*74.88+0.7*1.4*8.45）436（1.0*2058.94+1.35*61.40

38、+1.35*14.5）*0.6/1.01297穩(wěn)定沿基床底面（1.35*265.56+1.35*74.88+0.7*1.4*8.46）436（1.0*2058.94+1.0*749.03+1.35*66.40+1.35*14.5)*0.5+1.35*16.54/1.01465穩(wěn)定抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算：驗(yàn)算表達(dá)式：其驗(yàn)算過程及結(jié)果見表15。表15 抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算水位驗(yàn)算面作用效應(yīng)組合值計(jì)算抗力設(shè)計(jì)值計(jì)算結(jié)論計(jì)算式數(shù)值計(jì)算式數(shù)值設(shè)計(jì)高水 位沿基床頂面（1.35*1409+1.35*101.5+0.7*1.4*8.45）2853（1.0*12253.47+1.35*749.03+1.35*101.5）

39、/1.2510721穩(wěn)定2）、設(shè)計(jì)低水位條件下（+0.62m）系攬力標(biāo)準(zhǔn)值及其產(chǎn)生的力矩計(jì)算結(jié)果同設(shè)計(jì)高水位。主動(dòng)土壓力標(biāo)準(zhǔn)值及其產(chǎn)生的傾覆力矩和穩(wěn)定力矩計(jì)算公式同設(shè)計(jì)高水位，以下僅列出計(jì)算過程及結(jié)果。設(shè)計(jì)高水位時(shí)土壓力強(qiáng)度計(jì)算見表16；填料自重力產(chǎn)生的土壓力合力（永久作用）標(biāo)準(zhǔn)值及其力矩計(jì)算見表17；地面堆荷載產(chǎn)生的土壓力合力（可變作用）標(biāo)準(zhǔn)值及其力矩計(jì)算見表18。表16 設(shè)計(jì)低水位時(shí)土壓力強(qiáng)度計(jì)算計(jì)算層面編號(hào)土層n圖層高程（m）土層厚度（m）回填材料材料重度（）外摩擦角（º）主動(dòng)土壓力系數(shù)土壓力強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算永久作用可變作用（kpa）（kpa）計(jì)算式數(shù)值計(jì)算式數(shù)值1115.21.

40、2中砂1800.3070.00 25*0.3077.71241.2*18*0.307=21.6*0.3076.63 7.721241.56.63 7.7222.5（21.6+27）*0.307=48.6*0.30714.92 7.73132.50.7塊石18150.1648.6*0.167.78 25*0.164321.8（48.6+12.6）*0.16=61.2*0.169.80 44141.81.189.80 4410.62（61.2+21.24）*0.16=82.44*0.1613.12 45150.621.02118.66 452-0.4（82.44+11.22）*0.16=93.66

41、*0.1614.99 4616-0.41.614.99 462-2（93.66+17.6）*0.16=111.26*0.1617.80 4717-22.2617.80 472-4.26（111.26+24.86）*0.16=136.12*0.1621.78 4818-4.267.2421.78 482-11.5（136.12+79.64）*0.16=215.76*0.1634.52 4表17 填料自重力產(chǎn)生的土壓力合力（永久作用）標(biāo)準(zhǔn)值及其力矩計(jì)算計(jì)算土層 n土層高程（m）土層頂土壓力強(qiáng)度（kpa）土層底土壓力強(qiáng)度（kpa）土層厚度 (m)土壓力合力標(biāo)準(zhǔn)值En水平分力標(biāo)準(zhǔn)值及 其產(chǎn)生的傾覆力矩

42、豎向分力標(biāo)準(zhǔn)值及其產(chǎn)生的傾覆力矩水平分力力臂傾覆力矩豎向分力力臂傾覆力矩頂?shù)子?jì)算式數(shù)值15.2406.63 1.2（0+7.68）*0.37/23.98 3.98 15.90 63.2600.50242.56.6314.921.5（7.68+11.5）*2.33/216.16 16.16 14.65 236.800.5032.51.87.789.80.7（6+7.23）*0.7/26.15 5.94 13.64 81.041.59 12.219.44 41.80.629.813.121.18（7.23+10.01）*1.6/213.52 13.06 12.68 165.63.50 12.242

43、.73 50.62-0.48.6614.991.02（10.04+11.1）*0.6/212.06 11.65 11.56 134.73.12 12.238.11 6-0.4-214.9917.81.6（11.1+13.92）*1.6/226.23 25.34 10.28 260.46.79 12.282.89 7-2-4.2617.821.782.26（13.92+17.89）*2.26/244.73 43.20 8.33 359.911.58 12.2141.33 8-4.26-11.521.7834.527.24（17.89+30.64）*7.24/2203.81 196.85 3.35

44、 658.852.79 12.2644.02 316.18 196179.39 968.53 表18 地面堆荷載產(chǎn)生的土壓力合力（可變作用）標(biāo)準(zhǔn)值及其力矩計(jì)算計(jì)算土層 n土層高程（m）土層頂土壓力強(qiáng)度土層底土壓力強(qiáng)度土層厚度 (m)土壓力合力標(biāo)準(zhǔn)值En水平分力標(biāo)準(zhǔn)值及 其產(chǎn)生的傾覆力矩豎向分力標(biāo)準(zhǔn)值及其產(chǎn)生的傾覆力矩水平分力力臂傾覆力矩豎向分力力臂傾覆力矩頂?shù)子?jì)算式數(shù)值15.22.57.77.72.77.7*2.720.7920.79 15.35319.13 022.5-11.544144*145654.09 7378.62 14.50 7101.574.88 697.75 14.50 101

45、.50 建筑物自重力標(biāo)準(zhǔn)值及其產(chǎn)生的穩(wěn)定力矩對(duì)于沿基床底的抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算，由地基較好，基床部分水下自重力標(biāo)準(zhǔn)值：基床前的被動(dòng)土壓抗力標(biāo)準(zhǔn)值：設(shè)計(jì)高水位時(shí)自重力產(chǎn)生的豎向力標(biāo)準(zhǔn)值及其穩(wěn)定力計(jì)算結(jié)果見表19。表19 設(shè)計(jì)低水位時(shí)自重力產(chǎn)生的豎向力標(biāo)準(zhǔn)值及其穩(wěn)定力計(jì)算編號(hào)構(gòu)件豎向力標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算（kN ）對(duì)趾前的抗傾力臂穩(wěn)定力矩(kN·m)計(jì)算式數(shù)值數(shù)值1前壁0.3*1.88*23.5+0.3*12.12*13.562.340.159.35 2縱板10.17*1.88*23.5+0.17*12.12*13.535.336.1215.51 3后壁0.3*1.88*23.5+0.3*12.12*1

46、3.556.711.2635.04 4橫板10.17*1.88*23.5+0.17*12.12*13.532.136.1195.99 5橫板20.17*1.88*23.5+0.17*12.12*13.532.136.1195.99 6橫板30.17*1.88*23.5+0.17*12.12*13.532.136.1195.99 7底板0.5*12.2*13.582.356.1502.34 8胸墻2*2.7*23.5+3*1.5*23.5187.630.2546.91 9填料13*3.17*(1.88*23.5+12.12*13.5)1976.186.112054.70 10填料25.5*1.2*18118.88.61021.68 2615.7215073.50 抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算：沿基床頂面沿基床底面其驗(yàn)算過程及結(jié)果見表20。表20 抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算水位驗(yàn)算面作用效應(yīng)組合值計(jì)算抗力設(shè)計(jì)值計(jì)算結(jié)論計(jì)算式數(shù)值計(jì)算式數(shù)值設(shè)計(jì)高水位沿基床頂面