围堰计算书中的荷载组合选择依据是确保工程结构安全性和经济性的核心环节。荷载组合的合理性直接关系到围堰设计是否满足施工期和运行期的各种力学要求，同时影响材料用量和施工成本。本文将从工程规范、结构特性、环境条件及安全经济平衡等角度系统阐述荷载组合选择的依据，并结合工程实例说明其应用要点。
一、荷载组合的基本概念与分类
荷载组合是指将不同性质的荷载按特定规则进行叠加，形成设计计算用的荷载效应组合。围堰工程中常见的荷载类型包括：恒载（结构自重、土压力）、活载（施工机械、人群荷载）、风荷载、水压力（静水压力与动水压力）、地震作用、温度应力等。根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）和《水工建筑物荷载设计规范》（DL/T5100-2011），荷载组合可分为以下三类：
1. 基本组合：用于常规工况下的结构设计，包含恒载、活载、风荷载、水压力等或可变荷载的组合。
2. 偶然组合：针对施工期可能出现的特殊工况，如暴雨、地震、基坑突涌等，需叠加地震作用或极端水文条件。
3. 计算组合：用于特殊结构部位（如锚固系统、揭阳钢板桩连接处）的验算，需考虑荷载的变异性和特殊作用。
二、荷载组合选择的核心依据
（一）工程规范与设计标准
荷载组合的选取必须严格遵循现行及行业标准。例如，在软土地基基坑工程中，需依据《建筑基坑支护技术规程》中关于水土合流工况的强制性条款；对于高水位河道施工，则需满足《水工基坑工程导则》对渗流力的特殊要求。设计人员需对照项目所在地的气候分区、地质条件及工程类别，选择对应的荷载组合模式。
（二）工程特性与结构响应
围堰结构形式直接影响荷载组合的选取。重力式围堰以自重抵抗水压力，其荷载组合需重点考虑恒载与水压力的比值；而悬臂式围堰则需平衡倾覆力矩与抗倾覆力矩，活载组合需包含施工机械荷载的分布特性。以某水利枢纽围堰工程为例，当采用预应力锚索支护时，需在基本组合中增加锚索预紧力对围堰底部的附加压力，该压力值需根据预应力张拉分级计算。
（三）安全系数与分项系数
荷载组合中的安全储备通过分项系数体现。根据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010），荷载的分项系数取1.2-1.5，可变荷载取1.0-1.4。对于地震作用，需采用反应谱法计算水平地震影响系数，并考虑场地类别和设计地震分组的影响。例如，在7度抗震设防区域，水平地震作用组合系数通常取0.5，且需满足"小震不坏、中震可修、大震不倒"的设防目标。
（四）环境条件与动态效应
水文地质条件对荷载组合选择影响显著。在粉砂地基区域，需考虑渗流力与水压力的耦合作用；对于存在地下水位突升风险的工况，应将渗流力计算值放大1.2-1.5倍。风荷载的组合需根据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）的风压修正系数调整，沿海地区台风频发区域需额外考虑阵风系数的放大效应。
三、特殊工况下的荷载组合处理
（一）施工阶段的多阶段特性
围堰施工通常分为基础开挖、模板安装、混凝土浇筑等阶段，不同阶段的荷载组合差异显著。以某跨河围堰为例，在完成主体结构后，需在荷载组合中增加模板支撑反力（约2kN/m²）和混凝土浇筑动荷载（取1.5倍静荷载）。对于跳仓法施工，需考虑仓面堆载对围堰的偏心压力，其组合系数需提高至1.3。
（二）材料特性的影响
荷载组合需与材料强度设计值相匹配。当采用高强混凝土（C50以上）时，可适当降低分项系数；对于薄壁钢围堰，需考虑钢材容重（78.5kN/m³）与混凝土容重（24kN/m³）的差异对荷载分布的影响。某钢围堰工程中，通过优化荷载组合使钢材用量减少12%，同时确保了结构刚度的要求。
（三）监测数据的反馈修正
在长周期施工中，需通过监测数据动态调整荷载组合。例如，当监测到围堰底部水平位移超过预警值时，需在后续计算中增加附加的被动土压力折减系数（通常取0.8-0.9）。某地铁深基坑工程中，根据实时监测数据将风荷载组合系数从1.0调整至1.1，有效控制了结构变形。
四、经济性与安全性的平衡原则
荷载组合的选择本质上是安全性与经济性的博弈过程。设计人员需建立经济指标评价体系，综合考虑以下因素：材料成本（钢材、混凝土等）、施工措施费用（监测、支护）、工程风险损失。某河道整治工程中，通过优化荷载组合使围堰混凝土用量减少15%，同时采用分级放水方案降低突涌风险，整体成本降低8%。
五、典型案例分析
某水利枢纽重力围堰工程中，荷载组合选择过程如下：
1. 基本组合：自重（1.2）+水压力（1.0）+风荷载（1.0）+施工机械（1.0）
2. 偶然组合：自重（1.2）+地震作用（1.0）+渗流力（1.2）
3. 计算组合：锚索预紧力（1.1）+混凝土浇筑动荷载（1.3）
通过调整分项系数和组合方式，最终确定围堰底板厚度由原设计的2.5m优化为2.2m，节约混凝土用量180m³，同时满足《水工重力坝设计规范》（SL285-2017）的稳定性要求。
六、结论
荷载组合的选择是围堰设计的核心环节，需综合考虑规范要求、工程特性、环境条件和经济约束等多重因素。设计人员应建立系统的荷载组合分析框架，通过参数化建模和敏感性分析，优化荷载组合方案。未来随着BIM技术的发展，荷载组合的选择将向智能化、动态化方向演进，为围堰工程提供更精准的力学依据。
