超大沉井基础取土下沉端阻力变化规律研究

为合理确定超大沉井基础下沉端阻力,提出基于刃脚踏面土压力的沉井端阻力计算方法,依托常泰长江大桥主塔超大沉井基础工程,结合沉井下沉过程中刃脚土压力现场监测数据,计算得到沉井底部不同区域的端阻力,分析下沉过程中端阻力分布特征和变化规律,同时,对下沉过程中刃脚斜面与踏面土压力的比例系数(l)进行深入研究。工程实例分析结果表明:在沉井逐渐从内井孔至外井孔的取土过程中,沉井内隔墙和内井壁端阻力总体上逐渐减小;而外井壁和外隔墙区域端阻力则表现为逐渐增加的趋势,采用本文方法确定的沉井端阻力分布特征及其随取土过程的变化规律能够真实反映沉井的整体受力形态,为沉井基础的安全下沉提供了技术保障。     

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。     

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.     

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。     

大型桥梁圆形沉井锚碇下沉过程中力学特性监测分析

武汉鹦鹉洲长江大桥北锚碇采用特大圆形沉井,沉井立面尺寸为66 m×43 m,沉井的下沉控制和结构应力的监测是施工过程中的难点。在沉井施工过程中,在沉井侧壁的不同高度和第2节沉井底部分别安装了大量的侧壁土压力计和钢筋计,用于监测沉井下沉过程中侧壁土压力和沉井底部应力的变化;同时还使用空气幕助沉系统来克服沉井后期下沉的阻力。监测结果表明：沉井侧壁土压力随沉井的下沉逐渐增大,同时沉井的下沉速度降低,其底部结构的应力减小;沉井的最大拉应力与最大压应力均出现在其初次下沉过程中,在随后的两次下沉过程中沉井结构的应力分布较为均衡。由此可见,对沉井的第1次下沉进行结构应力监测和控制非常关键。     

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。     

基于被动土压力的沉井结构分析

对沉井的下沉进行分析,指出刃脚处所受的土压力为被动土压力,井壁所受的土压力为主动土压力或静止土压力。根据地基破坏理论,将与沉井同时移动的压实核作为基础的一部分,从位移、刃脚和土的物理力学性质等方面进行分析,指出沉井刃脚所受的被动土压力介于静止土压力与被动土压力极限值之间。由被动土压力折减系数,推导出被动土压力与侧摩阻力的计算公式。依据该计算公式对地下旋流池的结构进行分析和比较。指出沉井刃脚高度以及刃脚踏面的宽度对沉井的侧摩阻力和下沉系数影响较大。     

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。     

沉井下沉施工土压力和摩擦力分析

基于土体应力状态分析、自重应力和极限平衡假定,推导了沉井下沉时的土压力和摩擦力计算公式。并与某工程实测数据进行了对比分析,结论如下:①其它参数不变时,沉井土压力和侧壁摩擦力随着土体内摩擦角增大而减少,随着土体黏聚力的增大而减少,随着土体与沉井壁的外摩擦角的增大而增大;②本文计算的土压力和实测土压力都介于朗肯主动土压力和静止土压力之间;③本文计算的土压力比采用朗肯主动土压力计算更接近实测土压力,且考虑了摩擦的影响,计算过程同样简单,适合于工程应用。     

浅谈沉井土地压

分析探讨沉井在表土中下沉时所引起的受力现象及其相关的论点,发现沉井在正常下沉过程中,不仅仅会受到竖井表土地压的作用,更主要是沉井的前端（刃脚）受到被动土压力的作用。     

嘉兴污水处理工程高位井施工

嘉兴污水处理工程高位井井体分5节制作,采用水力机械挖土分3次排水下沉法施工。由于采用了大口径井点降水,实现了排水下沉深度达29.35m,创上海地区软土层中沉井排水下沉深度的记录。文章叙述了沉井制作、下沉的全过程。其施工技术可供类似工程参考。     

泥质砂岩地区沉井施工技术及其对邻近高铁桥基的影响

在南京南站附近某送电线路电缆隧道顶管工程中,工作井和接收井均采用了沉井法施工。首先介绍了该工程施工过程中所遇到的难点,然后详细地介绍了施工工序和施工方法,最后通过监测数据分析了沉井所采用的施工技术未对高铁桥基造成影响。通过计算,确定了沉井的制作和下沉方案,采取有效措施控制沉井下沉姿态,并确保邻近高铁桥基的安全,取得良好的社会效益和经济效益。     

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。     

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。     

深厚软土地区大型沉井突沉行为分析

为了研究深厚软土地区某大型沉井的突沉行为,结合现场监测数据对沉井的下沉过程及受力特性进行分析,推测了沉井发生大幅度突沉的机理;基于ABAQUS/Explicit有限元软件,将显式动态求解方法应用于沉井下沉的拟静力过程分析,揭示了沉井突沉过程中土体的扰动损伤行为。分析结果表明,由于局部土体损伤失效带动周围大面积土体的不稳定损伤演化从而引发沉井快速下沉,土体损伤耗散能的大小可表征相应的沉井区域的下沉量;采用扩展的Drucker-Prager模型并结合损伤因子演化方程用来模拟土体扰动损伤特性的方法,能够定量分析评价沉井周边软土在受力变形后的扰动度和相应的沉井突沉行为。     

沉井结构施工过程数值模拟及参数分析

采用通用有限元软件ANSYS,对软土中沉井的下沉过程进行了有限元分析,研究了变异性和不确定性因素对沉井下沉姿态的影响,证实了施工过程数值模拟结果的合理性,提出了沉井施工中的控制措施.     

汕头电缆隧道盾构工作井施工技术

介绍了汕头电缆隧道盾构工作井沉井的下沉施工技术,该沉井长细比较大,地质条件复杂,沉井下沉难度较大。通过下沉系数的计算,确定采用排水下沉和不排水下沉2种施工方法;采取的下沉施工措施,保证沉井顺利下沉,并保护了周边环境。     

水泥桩和钻孔桩联合在控制沉井下沉中的应用

岩土介质的复杂性直接影响到沉井在施工下沉过程中的控制,特别在保证沉井均匀下沉、防止突沉、控制沉偏、杜绝超沉等问题上难度较大。在已有的沉井研究及实际施工经验的基础上,结合温州某市政工程中的雨水泵站沉井结构设计,提出了控制沉井结构下沉的设计处理措施。主要是在矩形沉井四侧施筑水泥搅拌桩和四角处(刃脚底)施筑钻孔灌注桩,通过凿除刃脚底的碎石层来调节支撑力,能准确地控制沉井下沉速度、深度和垂直度。