压入式沉井侧摩阻力的监测及分析.pdf

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1、压入式沉井侧摩阻力的监测及分析MonitoringandAnalysisofSideFrictionalResistanceofPressure—inTypeOpenCaisson黄丁李耀良z徐伟’1、同济大学建筑工程系上海200092;2、上海市基础工程有限公司卜海200002摘要:传统的沉井下沉工艺存在纠偏难、下沉缓慢等弊端,而入式下沉工艺可有效解决以上难题,并能实现井内带土塞下沉,以减小沉井施lI对周边环境的影响。结合工程实例,详细介绍了压入式沉井的施工工艺,并且采用设钢筋应力计及昆凝上应变计的方法,对海自龙港污水处厂2座沉井的侧摩阻力进行了现

2、场监控。监测结果表明,总侧摩阻力与下沉深度近似二次曲线关系,但在呈流塑状的淤泥质土层中增长缓慢。最后,根据现场实测数据,对井内带土塞下沉的沉井,提r总侧摩阻力的简化计算方法。关键词:压入式沉井侧摩阻力反力系统现场监测侧壁土力中图分类号:TU753.3/文献标识码B【文章编号】1004—1001(2012)10—0980—040引言1工程概况沉井结构因占地面积小、预留孔洞便捷、挖土量少、施白龙港污水处理厂位于上海市浦东新区,建成后将成工快捷、承载力大、内部支撑少等优点,常作为顶管工程的为亚洲最大的污水处理厂。其部分污水处理管道采用顶管工作井。随着顶管工

3、程向大直径、远距离、高埋深的方向发法施工,顶管直径为2×DN4000mm,顶管距离均超过展,中、小型沉井已无法满足工程需求。但大型沉井常因侧1km。本次监测的2座沉井为顶管工作井,采用钢筋混凝土摩阻力过大而下沉困难,单纯依靠增加沉井自重来克服下结构,两沉井均为外台阶结构,变截面宽度200mm。其中,沉阻力会造成材料浪费,且传统下沉工艺存在着纠偏困难、矩形沉井尺寸为18.2m(长)×11.2m(宽)×18.52m(高),下沉缓慢、工期较长等弊端。若能对沉井施加一个可控的下井壁下部厚度为1.8m,上部为O.85m,隔墙厚0.5m,地梁压力,便能有效地消除

4、土层产生的种种不利影响。一般在沉截面尺寸为2.3m(高)×0.8Ill(宽);圆形沉井外径24m,井下沉过程中,井壁与土的摩擦力和井端阻力是确定下压高18.83m,井壁下部厚度为1.25m,上部为1.Om。地梁截力大小的依据,但大型沉井的刃脚尺寸通常较小,故侧摩阻面尺寸为3.6m(高)×1.2m(宽),具体见图1、2。力所占的比重尤为突出。现行规范建议的侧摩阻力计算方法是由大直径桩的下沉机理分析得出叫。针对工程实践中出现的沉井难沉、超沉等问题,已有学者提出了不同于规范的计算方法,如陈晓平等通过现场实测得出了因吸泥助沉而在刃脚处产生压力松弛区,侧壁摩阻

5、力达到极大值后沿井身逐渐衰减;李伟雄指出沉井刃脚处的土压力为被动土压力,并结合考虑图1矩形沉井结构图2圆形沉井结构变形的朗肯土压力公式,推导出侧摩阻力的计算公式。由模型试验圆及现场的监测资料[可知,沉井在下沉过程中,沉井施工场地50.5m深度范围内除第①层填土属近侧壁土压力随下沉深度而变化,呈复杂、不规p.iJ的曲线分代堆积形成外,其余地层均属第四纪沉积层(图3)。因表层布。因此,有必要对沉井侧摩阻力进行现场监测,获得必要土地基承载力较弱,故采用换填垫层法进行地基处理圆形的原始数据,以便更好地分析沉井侧摩阻力。沉井砂垫层厚度1.8m;矩形沉井砂垫层厚

6、度1.5m。2沉井下沉方法作者简介:黄丁(1989一),男,硕士研究生,T程师。2.1沉井下沉方案通讯地址:上海市四平路1239号(200092)。收稿日期:2012-08—23由于圆形沉井距离管线较近,为减少下沉对周边管线980I2叭2·1。BuildingConstruction蓦j薯毫毒荟誊誊墓黄丁囊囊李耀廉分新誊誊羞誊曩围之内,则各千斤顶施加相同的压力;如各测点的偏差过一⋯⋯⋯缺j吱t228I7_一大,则需通过计算调整各千斤顶的压力,以调整沉井下沉姿槲黄肤黄色粉质黏±7一态。灰色淤E磷下压力须平稳增大。加压时,停止井内吸泥,以防止沉粉厩鞴土井

7、发生突沉或偏斜。当下压力达到预定值而沉井仍无法下沉时,在井内吸泥助沉。施工时,根据沉井下沉高度配置反灰色淤泥力拉杆,从钻孔灌注桩顶相接至承压牛腿。压沉过程中,千质孙土斤顶油缸顶住上端锚固螺母,反力拉杆传递拉力至灌注桩,’同时牛腿受到下压力,促使沉井下沉。当沉井下沉一个油缸蚓形外设it;11底标姆行程后,油缸回缩,将上端螺母下旋,如此往复。由于探杆间图3土层结构剖面的连接螺母尺寸较大,无法穿过承压牛腿的预留孔。因此在下沉一定深度后,需拆除一节替换拉杆,将上部工作拉杆与的影响,在沉井周围设置1圈旋喷桩与钻孔灌注桩相结合下一段替换拉杆连接,开始下一个压沉循

8、环,直至下沉至设的围护结构,并沿管线方向平行布置1排树根桩,以进一步计标高,具体施工流程见图5。保护管线。高

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