南京长江四桥北锚碇沉井监控方案及成果分析

在南京长江四桥北锚碇沉井首次降排水下沉过程中,对沉井结构的应力应变、刃脚和隔墙底部土压力以及侧壁土压力进行了监控。通过有限元分析,确定了隔墙中间部位的受力最大截面为监控重点,并埋设了钢板计和钢筋计;在刃脚和隔墙底部以及沉井侧壁的凹槽和凸起部位选取测点安装了土压力计。监控结果表明,沉井受力情况与隔墙底部的土体支承情况密切相关,最不利工况出现在下沉初期形成较大支承跨度时;刃脚和隔墙反力则随着土体支承装况的不同而改变;沉井侧壁凹槽部位的土压力明显小于凸起部位,通过设置凹槽可以有效降低侧摩阻力。     

超大沉井预留核心土开挖下沉施工技术

超大沉井平面尺寸大,沉井底部混凝土拉应力易超容许值,沉井开裂风险大。随着沉井接高与下沉,侧壁摩阻力逐渐增大,沉井下沉系数逐渐变小,沉井需要进一步减少支撑面积以保证下沉,且在不排水下沉阶段水下取土施工控制难度大,沉井底部混凝土拉应力控制难度大。为控制沉井下沉过程中底部拉应力,防止沉井开裂,采用预留核心土滞后开挖下沉工艺。随着沉井刚度增大,逐步减少沉井支撑面积,当核心区面积减至最小时,采用空气幕辅助下沉。实践表明,该工艺能有效控制沉井底部拉应力,确保沉井安全下沉至设计标高。     

水中沉井下沉期侧壁摩阻力分布试验研究

以沪通长江大桥主墩沉井为背景,开展深水大截面沉井模拟下沉试验。通过对整个动态下沉过程的分析,确定了侧壁有效应力受下沉速率、压力松弛、倾斜、翻砂突沉等因素影响。停止吸泥后,侧壁有效应力由动态的分布形式转为准静态,整体呈减小趋势,表现为极值点的减小和压力松弛区的恢复。沉井侧壁台阶的设置可减小沉井侧壁总摩阻力,其减小主要来自沉井直壁段。发现阶梯式沉井侧壁受力分为线性区、台阶影响区、过度区和压力松弛区,建立了基于台阶影响的沉井竖直状态下侧壁摩阻力计算模型,并结合沪通大桥#29沉井现场监测试验加以验证。沉井倾斜会引起侧壁有效应力分布的改变,挤土产生的增大土压力可达对应侧主动土压力的3～4倍。     

南京长江四桥北锚碇沉井下沉安全监控研究

南京长江四桥北锚碇沉井长69m,宽58m,高52.8m,是目前世界上平面尺寸最大的超大型沉井。因其施工难度大,故对该沉井排水下沉过程进行安全监控。超大型沉井结构受力的最不利工况是下沉初期即开挖形成仅刃脚支撑的大锅底,有限元分析表明,此时顺桥向和横桥向拉应力最大点均出现在首节钢壳沉井隔墙中跨底部。根据有限元分析结果选取典型截面来监控拉应力变化。沉井下沉曲线表现出慢-快-慢的特点,拉应力曲线则分为上升-峰值-下降-回弹4个阶段。沉井下沉初期,随着开挖面的扩大,隔墙底部所受拉应力也相应增加;下沉中期,通过调整开挖方案能有效降低拉应力,改善结构受力状况;当下沉超过一定深度后,井壁外逐渐增大的土压力会使墙底拉应力减小,结构本体趋于安全;排水下沉到位后的地下水回灌能引起墙底拉应力增大。现场监控表明首节钢壳沉井在下沉过程中有较多的安全储备,监控结果反馈于施工指导保证了下沉的安全高效。     

软土地区某大型沉井的下沉监测数据分析

为了研究深厚软土地区某大型沉井下沉过程中的受力状态,通过施工阶段的现场监测数据分析了沉井基础底部和侧面的受力分布规律。结果表明,初期端阻力随深度的增加而缓慢增长,入土较深时上、下游井壁端阻力值表现出较大幅度的增长,而中隔墙底的端阻力值呈现相反的减小趋势;随着沉井下沉的深入,侧壁土压力受吸泥扰动的影响逐渐减小,土压力值与入土深度呈线性增长关系,整体介于静止土压力和被动土压力之间。     

深厚软土地层圆形沉井受力性能实测

刃脚土阻力和侧壁土压力的大小和变化规律对沉井是否能平稳下沉具有重要影响.为此,以深厚软土地区圆形沉井为研究对象,通过布置刃脚踏面、刃脚斜面、沉井侧壁土压力传感器,对沉井整个施工过程展开现场监测试验,分析现场监测数据,得出土压力的分布及变化规律,并与理论和规范计算进行对比.     

深基坑开挖与内支撑调节对邻近沉井影响规律试验研究

为了探明基坑开挖以及内支撑伸缩调控下基坑与邻近沉井受力特性变化规律,采用室内“基坑-沉井”模型试验,研究了沉井侧壁土压力、内力、周边地表沉降、墙背土压力等变化规律。结果表明：基坑开挖过程中,墙背土压力减小,沉井侧壁水平弯矩由正转负,最大弯矩值位置随开挖深度的增大逐渐下移,周边地表沉降呈三角形分布;内支撑伸缩调节时,当前支撑深度附近墙背土压力受到的影响最明显,调节第3道支撑时局部土压力变化率最大,调节第4道支撑时局部土压力值达到最大值;多道支撑同时调节综合影响范围大于单支撑调节;支撑伸缩可能造成沉井发生一定转动,对靠近基坑侧沉井侧壁土压力影响大于远离基坑一侧;伸长内支撑可以一定程度减小基坑围护结构和邻近沉井位移,但是会导致沉井局部弯矩和土压力急剧增大,工程中应加强土压力和结构变形监测。     

不排水下沉施工技术在市政沉井工程中的应用

为解决软弱地层中高地下水位的市政工程沉井施工力学性能问题,以某市政工程污水处理厂主干管网过河顶管工程沉井施工为研究对象,针对不排水条件下市政工程沉井施工工艺,以现场监测为主要手段,观测沉井下沉过程中的侧壁摩阻力和土压力变化过程。研究成果可为厚层软弱土层中高地下水位的市政工程沉井施工提供参考。     

沉井基础下沉阻力分布特征研究

以海口某大桥主墩的沉井基础为研究对象,对沉井的下沉全过程进行了实时监测,根据大量现场实测资料,系统分析了沉井基础的下沉机理和下沉过程中的受力特性,得出了沉井下沉不同深度,经过不同土层时井壁侧摩阻力和刃脚端阻力的大小及分布规律,提出了下沉系数K和侧壁摩阻力值σf的计算方法和经验公式,以及土压力系数ki的取值范围。在此基础上建立了下沉阻力的计算模型,给出了最大侧壁摩阻力f0的计算公式和分布特征,所得出的结论可供同类工程借鉴与参考。     

南京长江四桥北锚碇沉井首次降排水下沉研究

南京长江四桥北锚碇沉井是目前世界上最大的矩形沉井,长69m,宽58m,高52.8m,其首次降排水下沉需要处理下沉精度、结构安全和附近长江大堤沉降等问题。通过现场开挖控制、应力监控和大堤沉降观测表明,在不同下沉阶段采用不同的开挖策略是能够保证沉井下沉精度的;在沉井下沉前期,开挖方案对结构安全起控制性作用,后期则由于土体对沉井侧壁约束作用的加强,下沉深度越大结构越安全;长江大堤的沉降主要由承压含水层的压缩引起,并且产生的沉降量较小,没有出现安全问题;南京长江四桥北锚碇的首次降排水下沉是非常成功的。     

冻结法在顶管工作井外围土体加固封水中的应用

目前,国内超深沉井加固井壁土体一般都采用钻孔灌注桩与多层高压旋喷桩组合的施工方式。在面对土质软弱、孔隙比大以及含水量高等特殊复杂地质条件时,其旋喷桩质量无法保证。当单一的止水帷幕封水效果差时,采用冻结法将沉井井壁周围土体冻结,从而形成复合止水帷幕,确保沉井施工区域内地下水与周边外界的完全隔离,有望解决顶管沉井排水下沉过程中出现的流沙涌水问题。以粉土夹粉砂承压水地层为例,采用冻结法对顶管工作井外围土体进行加固封水,介绍了方案设计、冻结施工以及冻胀融沉控制等方面的技术。该沉井施工中应用冻结法的实例,对今后类似沉井工程采用排水法施工控制地下水和加固土层具有一定的参考意义。     

太仓市应急水源地泵站大体积沉井施工技术

以太仓市应急水源地取输水泵站沉井施工为实例,介绍了沉井制作到下沉封底的全过程。着重阐述了软土地区大型水工沉井结构的特点及施工技术措施。经实线,在沉井标高和平面位移控制方面取得了良好效果。     

泥岩地区沉井施工对土体及高铁桥基影响研究

结合南京南站电缆隧道工程沉井施工过程中遇到的难点,首先介绍了采取的施工方案,然后利用有限元方法分析了沉井施工对邻近高铁桥基的影响,为安全施工提供理论依据。在此基础上,进一步分析了沉井的长宽比、面积比及下沉深度对周边土体和邻近高铁桥基的影响规律。桥基的监测数据表明,沉井施工未对桥基造成影响,同时也证明了有限元分析结果的正确性。根据有限元分析结果和现场监测数据,泥质砂岩地质条件下,沉井下沉对周边土体竖向位移的影响范围为1倍下沉深度。另外,若沉井底标高低于高铁桥基桩底标高,沉井下沉势必影响桥基稳定,必须采取相应加固措施确保桥基的安全。     

建于海相沉积流塑状淤泥层中大型泵房沉井施工技术

宁波市镇海污水处理厂场址位于海滨滩涂地,在海相流塑状淤泥层中进行大型泵房沉井施工,极易出现预制过程中突沉、下沉过程中偏沉、底部涌泥和超沉不止等问题,施工过程控制较难。文章介绍该泵房沉井的施工方法及工艺,成功地解决了这一工程施工难题。     

用隔断法控制沉井下沉带来的环境负面效应

根据南通市通甲路拓宽改造工程的雨水泵池沉井施工的实例,简述如何利用隔断法控制沉井下沉时,对土体扰动所带来的建筑环境负面效应--对临近房屋安全与正常使用的影响。主要内容有:1、沉井下沉对土体扰动的原因及其扰动范围的经验评估;2、沉降槽发生、发展对临近建(构)筑物影响的可能性分析;3、本沉井采用隔断法控制沉降槽发展的做法与效果;4、几点可参考的建议。     

汕头华能电厂电缆隧道盾构工作井沉井施工

汕头华能电厂二期工程过海电缆隧道盾构工作井沉井施工处于流塑状淤泥质土中,为保证沉井在接高、下沉过程中稳定、顺利,采取了在沉井内部区域打设砂桩、在沉井外部进行高压深层旋喷桩围护技术措施,取得了良好的效果。还介绍了沉井施工方案和施工技术及监测。     

流塑淤泥地层中大型泵房的沉井施工

在流塑淤泥地层中进行泵房的沉井施工,容易产生突沉、偏移、反涌、超沉不止及施工过程难以控制等问题。扬州第五水厂取水泵房的沉井施工采用振冲碎石桩处理地基,不仅降低了地基的淤泥液化指数,而且碎石桩对沉井下沉也起到了支撑和导向作用。该施工方案的成功应用表明,在相似土层中通过改变碎石桩的长度、直径、桩距等手段调整地基承载力,使沉井在淤泥中的下沉过程成为一个可控工艺,具有施工简单、成本低的优点。     

江阴长江公路大桥特大型沉井施工述评

江阴长江公路大桥A标工程锚碇的沉井 ,其平面尺寸之大 ,下沉之深 ,地质条件之复杂 ,堪称国内之首 ,世界少有。本文以从施工中收集的技术资料为素材 ,对沉井施工技术 (重点是下沉与封底 )作一述评。     

谈沉井施工技术在工程中的应用

结合南水北调沉井施工实例,从沉井制作、沉井下沉、沉井封底及下沉纠偏等方面阐述了沉井施工过程的控制措施,并针对施工中的常见问题,提出了相应的处理方法,为类似工程的施工提供了参考依据。