锚碇沉井基础施工期安全监控技术

针对泰州大桥南锚沉井基础的结构特点和施工方法,设计了施工安全监控方案。施工期监测成果分析表明：沉井下沉初期沉井底部刃脚附近水平方向的拉应力较大,将此项物理量作为下沉的控制指标,有效指导了沉井施工;侧壁土压力分布随入土深度呈先增加后减小规律。     

沉井在不同真空预压处理程度的软土地基中下沉阻力特征研究

目前国内外暂无沉井基础与真空预压处理技术结合的研究。试验通过模型来模拟沉井在不同真空预压处理程度的软土地基中的下沉,对沉井侧摩阻力、刃脚底部阻力进行分析,并通过数值模拟进行对比分析,这对实际工程与理论研究都有参考意义。试验结果表明:随着真空预压处理时间的增加,沉井在软土地基中下沉时的侧摩阻力逐渐增加,靠近刃脚附近侧摩阻力减小的趋势消失;刃脚底部的土压力随着沉井下沉缓慢减小,其中刃脚斜面的土压力占比较工程实际偏大;在软土基础中沉井自重荷载在真空预压处理后提高了250%,且当含水率降低到45%左右时,沉井自重荷载有明显的提升;现有理论计算方式对于刃脚踏面的竖向受力计算偏大,对于刃脚斜面的竖向受力计算偏小。     

沉井在不同真空预压处理程度的软土地基中下沉阻力特征

目前中外暂无沉井基础与真空预压处理技术结合的研究。试验通过模型来模拟沉井在不同真空预压处理程度的软土地基中的下沉,对沉井侧摩阻力、刃脚底部阻力进行分析,并通过数值模拟进行对比分析,这对实际工程与理论研究都有参考意义。试验结果表明:随着真空预压处理时间的增加,沉井在软土地基中下沉时的侧摩阻力逐渐增加,靠近刃脚附近侧摩阻力减小的趋势消失;刃脚底部的土压力随着沉井下沉缓慢减小,其中刃脚斜面的土压力占比较工程实际偏大;在软土基础中沉井自重荷载在真空预压处理后提高了250%,且当含水率降低到45%左右时,沉井自重荷载有明显提升;现有理论计算方式对于刃脚踏面的竖向受力计算偏大,对于刃脚斜面的竖向受力计算偏小。     

沉井地压——一种特殊表土地压的探讨

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，迸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。     

滨江软土地区高地下水位沉井施工关键技术

结合江阴滨江地区软土、高地下水位的特殊情况,以某钢厂料坑设备基础沉井工程为实例,阐述了沉井下沉前的施工准备、制作过程中刃脚支设、井壁制作等细节问题,并对沉井下沉中需注意的问题,以及沉井在下沉中标高测量的控制,沉井封底、沉井在施工过程中常见问题及处理方法进行了分析,为此类工艺在类似地区的使用积累了经验。     

沉井的施工技术

沉井是依靠其自身总量与附加配重克服沉井外周土壁磨阻力与刃脚支承反力,从而实现不断下沉的一种地下工程施工工艺。因此,做好对现场实际地质情况的调查勘察工作,摸清沉井下部土层实际分布情况,并校对《地质报告》上的有关参数,是保证沉井下沉施工组织设计合理、受力计算正确的关键。     

土体支承刚度对下沉期沉井内力的影响分析

为了确保大型沉井下沉期间的本体结构安全,对各种不利工况下沉井的弯矩内力进行了分析.以马鞍山长江公路大桥南锚碇沉井为例,将刃脚和内部隔墙下方土体支承模拟为文克尔地基上的弹簧支座,采用SAP2000程序计算周边井壁和内部隔墙的弯矩分布,并与实测数据进行了对比.分析和实测结果表明:相比大锅底开挖,分区开挖可显著降低内部隔墙弯矩峰值；在分区开挖工况下,刃脚和隔墙处的支承刚度比显著影响沉井结构的弯矩分布和大小,其内部隔墙下土体实际支承刚度有限且分布不均.工程设计时应以大锅底工况计算隔墙底部弯矩,分区开挖时应取刃脚初始支承刚度的50％来计算隔墙顶部弯矩.     

大型沉井基础侧壁摩阻力分布特性

为系统研究大型沉井基础下沉过程中侧摩阻力、阻力峰值位置分布、松弛高度与下沉系数的变化规律,以在建河北省怀来县官厅水库悬索桥北锚碇沉井基础为研究对象,现场测量锚碇下沉过程中的侧壁摩阻力分布,分析获得松弛高度与下沉系数变化,并将其与双折线模型、三折线模型、直线和双曲线组合模型结果进行对比.结果表明:随着入土深度的增加,侧壁摩阻力分布形式逐渐由直线形转化为先增大后减小的近似抛物线形;实测摩阻力峰值和所在位置均与入土深度二次相关,且增加速率逐渐增大,松弛区高度也随入土深度的增加逐渐增大且增加速率逐渐减小;锚碇下沉过程中总侧壁摩阻力逐渐增加,下沉系数逐渐减少并趋于稳定,总侧壁摩阻力与其他3种模型结果相差不超过20%,下沉系数相差不超过10%;入土深度较大时,双折线模型计算得到的钢板应力最小,下沉到位大锅底时为14.39 MPa,三折线模型计算得到的钢板应力最大,下沉到位大锅底时为17.76 MPa.     

无承垫木法沉井制作及下沉的设计与应用

沉井是修筑地下工程和深埋基础时,采用的一种施工方法。沉井施工目前已成为各类土层内,各种深埋基础地下构筑物的一种常用形式。本工程在基坑内制作井筒,制作完成后采用井内挖土法下沉,随着井内土面逐渐挖深,沉井借本身自重,克服井壁与土层间的摩擦阻力及刃脚下土的阻力不断下沉,直至设计标高。最后,进行沉井封底工作。     

大顶力作用下圆形沉井后背土体受力变形特性分析

通过现场监测的方法,对顶管工程圆形沉井在不同顶力作用下后背土体反力和位移变化进行分析研究,并结合有限元数值模拟方法,对现有不同的工作井后背土抗力分布形态进行对比验证.研究结果表明:圆形沉井工作井后背土抗力分布近似直线,但在沉井底板深度处因底板处刚度较大而产生突变,而后在刃脚处达到最大;顶力作用下沉井后背土体发生的位移较小,并表现为整体移动;验证了在沉井后背土体产生较小位移情况下视沉井前壁未达主动状态的合理性,进一步给出沉井后背土反力随距离的变化规律.     

锚碇沉井基础下沉稳定性分析

基于可靠度理论,通过对基桩极限状态方程的分析,得到了基桩极限承载力影响因素。将这一理论运用到大型锚碇沉井下沉施工的稳定性之中,得到了衡量沉井下沉稳定性的三个指标,抗滑动稳定系数,抗倾覆稳定安全系数和下沉稳定系数。以鹦鹉洲长江大桥北锚碇沉井施工为例,通过对鹦鹉洲长江大桥北锚碇沉井不同工况,不同接高阶段、不同下沉阶段中下沉稳定系数的分析可知：同一工况、同一下沉周期内,随着接高次数的增加,稳定系数逐渐增大;同一工况下,稳定系数随着下沉次数的增多而逐渐减小;不同工况中,全截面稳定系数最低。在今后类似锚碇沉井的下沉施工中可采用下沉稳定系数对沉井下沉稳定性加以分析控制。     

现代气压沉箱施工过程的三维有限元分析

从开挖卸荷、刃脚挤土、沉箱-土体侧摩擦作用三方面对气压沉箱施工引起的土体扰动进行分析,并结合工程实例,对气压沉箱施工全过程进行三维有限元数值模拟.通过与现场监测数据的比较,验证了三维计算模型及数值模拟方法的合理性和有效性.结果表明:沉箱侧壁边缘处地表沉降最大;随着沉箱下沉,地表沉降逐渐增大,沉降影响范围随之扩大;沉箱周边土体的水平位移较小,浅层土体偏向沉箱移动,深层土体偏离沉箱移动;考虑刃脚挤压扰动可以有效减小沉箱边缘处最大地表沉降.     

鹦鹉洲长江大桥北锚碇沉井下沉稳定性分析

基于可靠度理论,通过对基桩极限状态方程的分析,得到了基桩极限承载力影响因素。将这一理论运用到大型锚碇沉井下沉施工的稳定性之中,得到了衡量沉井下沉稳定性的3个指标,抗滑动稳定系数,抗倾覆稳定安全系数和下沉稳定系数。通过对鹦鹉洲长江大桥北锚碇沉井不同工况,不同接高阶段、不同下沉阶段中下沉稳定系数的分析可知:同一工况、同一下沉周期内,随着接高次数的增加,稳定系数逐渐增大;同一工况下,稳定系数随着下沉次数的增多而逐渐减小;不同工况中,全截面稳定系数最低。在今后类似锚碇沉井的下沉施工中可采用下沉稳定系数对沉井下沉稳定性加以分析控制。     

某南锚碇沉井基础数值模拟分析

以即将开工的某大桥南锚碇沉井为研究对象,利用PLAXIS 3D有限元软件对其进行施工和使用过程中的应力、位移模拟分析,为该沉井的设计提供参考.将模拟结果与南京长江四桥北锚碇沉井的实测结果进行对比,验证模拟结果的可靠性.模拟结果表明:该沉井施工运营阶段最大竖向位移为35.66cm,最大水平位移为25.28cm,整个沉井在填充内腔、浇筑顶板和锚碇过程中会出现明显倾斜,应对沉井后部土体进行加固处理;整个沉井除混凝土最大主拉应力已超过C30混凝土的轴心抗拉强度设计值之外,其余应力指标均满足设计要求.     

沉井"带水下沉法"施工技术的几个重要问题

在沿海地区,特别是在珠三角和长三角地区,沉井“带水下沉法”施工技术已被市政公用等工程广泛应用。本文通过广州市沥滘污水主干管工程和泉州市宝洲路污水管线改造工程的沉井施工,主要对沉井“纠偏”、沉井“不沉”、沉井“超沉”、沉井四周的“防坍塌”和水下混凝土封底等几个重要问题进行了论述。     

采空区路基路面力学响应分析

针对采空区沉陷容易导致路基路面发生变形破坏的工程技术难题,基于采空区位置对路基路面变形响应的影响程度,提出了采空区临界区域的概念,采用有限元数值分析方法,建立了采空区临界区域的确定方法,由此揭示了采空区路基填筑高度对沥青路面设计指标弯沉及层底拉应力的影响规律,并基于采空区引起的路基顶面的不均匀变形,揭示了5种路面结构路表弯沉与层底拉应力的变化规律。研究结果表明:处于临界影响区范围外的采空区对土基表面最大位移的影响小,可忽略不计;采空区影响范围内的路表弯沉比层底拉应力对路基填筑高度变化敏感,柔性基层沥青路面结构适应变形能力强。     

软弱土层上沉井施工技术研究

下沉系数K是沉井施工的重要参数,从沉井构造措施及井外堆载等手段调节K值的大小以达到解决软弱层上沉井施工中出现的超沉、突沉、偏沉滑移等施工难题.对涌泥、反涌、喷水冒砂等问题则应用软土地基加固技术来处理,在一些工程施工中取得很好的效果.     

穿越厚松砂层的沉井基础

报导在砂层中采用沉井代替一般人工挖孔桩的成功实例 ,介绍了该工程设计中对沉井下沉的可能性的预测和各种助沉措施的拟定 ,以及下沉过程中井身垂直度的控制 ,并通过经济比效证明在特定的条件下该设计的经济性。     

在地震激励下动水压力对沉管隧道的影响

考虑粘-弹性人工边界、土壤的非线性及流-固耦合作用,建立了沉管隧道-土壤-流体(水)相互作用的力学模型,采用Newmark算法,对沉管隧道在地震激励下的响应进行分析.分析了不同地震激励以及不同水深条件下沉管隧道结构的应力变化.研究了动水压力对沉管隧道的影响.结果表明:在只考虑水平方向地震激励时,动水压力对沉管隧道的作用影响较小,在分析时可以忽略动水压力的作用;在含有竖直分量的地震激励下,动水压力对沉管隧道的应力有较大影响,在分析沉管隧道的地震响应时,应该考虑竖向地震的作用;由于动水压力的作用,沉管隧道的最大应力位置会发生变化.结果可用于运行条件下沉管隧道的动力特性以及损伤产生发展机理的研究.     

软土地基中沉井不均匀沉降的控制措施

在软土地基中地基承载力差、距长江近,地下水、补给水均很充分的情况下施工沉井,沉井的下沉速度、垂直偏差等很难控制,如不选用恰当的方案,往往会造成超沉、倾斜、偏位等质量缺陷。本文介绍了一种采用干沉湿沉相结合的方案,使得上述问题迎刃而解。