钢板桩工河流堤坝加固技术(三)
钢板桩工河流堤坝加固技术
1前言
河流堤坝具有涨水时保护大地的机能。但如果河水泛滥,毁坏堤坝所具有的机能,就会使大地造成极大的灾害。因此保持堤防的机能,使之针对浸透,侵蚀,水漫堤坝,地震等发生时也能有很好的安全性是必须的。
具有很好的韧性且品质均一的钢板桩被首要使用在河流护岸的工程中。JFE、新日铁、住友金属等公司为了推进普及钢板桩在河流护岸强化的利用技术,特成立了堤防加周研究委员会。
本论文主要就该委员会所研讨的河流堤防加固的应用技术方面进行了论述。
2使用钢板桩对河流堤防的加固
对于使用钢板桩对河流堤防的加固工法,主要针对①侵蚀对策②地基漏水对策③耐震对策等进行论述。
2.1侵蚀的对策
在河流堤防以及护岸的侵蚀损害中比较显著的损害如图1所示的伴随坝基前面的河床被冲刷,常发生坝基面以及护坡面的侵蚀损害。随着洪水时的流量的增大还会发生河床降低的现象,这主要是冲刷现象会使河流宽幅发生变化,水路发生弯曲蛇形以及沙洲的发生等原因。如图2所示,在护岸坝基处如使用钢板桩的话,即使河床下降到设计许可的河床高度,自力式的护岸构造也能够防护堤防的免受侵蚀。
2.2坝基漏水的对策
所谓坝基漏水如图3所示就是在堤防下面有透水性高的砂层或砂砾层时,洪水发生时浸透水通过透水层,在堤内侧坡脚附近抵抗力最小地方发生漏水的现象。如发生漏水现象伴随着坡脚的崩坏并扩大会发展到堤防的崩坏,这样的堤防是不耐水压的坏堤。
对于这种现象,如图4所示,如果使用钢板桩向下打到不透水层以下1米构筑止水墙的话,作为坝基漏水的对策是很有效的。通常在堤坝正面坡顶部位设置钢板柱。在没有不透水层或者比较深的场合,要将钢板桩埋深到不引起沸腾或管涌的位置。
为了验证钢板桩对坝基漏水的效果,实施了2次方的浸透解析。如图5解析模型所示,透水系数见表1设定。结果见图6。图中线的长短代表流速,可以看到堤坝背面坡脚处的最大流速在有钢板桩时明显变小。
而且局部动水斜率Ic也从无钢板桩时的1.44变为有时的0.42。由此我们懂得通过打设钢板桩对提高堤防的防浸透破坏的安全性的作用明显。
对于防止坝基漏水大规模使用钢板桩的例子是平成11年所施工的福岛县阿武隅河的水害对策工程(图片1)。在延长28公里围范共打设2W及3W长度在6.0-12.5米,钢重约20000吨钢板桩。另外平成12年对名古屋天白河也采用了对样的对策。近年作为止水墙在调正池的使用也在增加。
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