【摘
更多的工程开始利用沉井顶管施工管道。本要】随着我国的社会经济不断发展，城市用地越来越紧缺，在城市中施工市政管道变得困难，取得良好的工程效果。文对三十多米深的沉井结构设计做了简要介绍，并对沉井采用压入式助沉措施，压入式助沉【关键词】沉井；顶管井；【中图分类号】TU990.3
【文献标识码】A
【文章编号】（2019）2095-206602-00128-02
1设计条件沉井是修建深基础和地下结构建构筑物的常用基础形式遥当沉井深度较深袁土质复杂且工期要求较短时袁施工前不采取有效措施袁会出现下沉困难尧偏移滑移尧周边地表沉降等问题遥常用的助沉措施包括泥浆润滑下沉尧配重压沉等袁针对这些难题袁本文提出压入助沉措施袁以供类似工程参考遥
2地质情况该工程为广东珠海对澳供水工程中为顶管穿越十字门水道的顶管工作井袁其内径为10.4m袁制作高度为34.85m袁下沉深度34.35m袁沉井采用排水下沉施工工艺遥沉井采用两次外台阶结构袁变截面宽度20cm袁沉井井壁下部厚度为1.5m袁中部为1.3m袁上部为1.1m遥
工作井位于顺景路北侧袁十字门水道西侧袁琴海东路东侧袁并紧邻琴海东路遥在工作井西南方向有部分办公大楼袁距离较远遥沉井壁距离西侧电力管廊3.8m袁距离东侧防汛大堤3.9m遥工况条件差遥
施工顺序为院开挖基坑至基坑底标高寅高压旋喷桩止水帷幕施工寅垫层寅石灰搅拌桩施工寅支模寅绑扎钢筋寅现浇沉井第一节寅下沉寅接沉井第二节寅下沉寅接沉井第三节寅下沉寅接沉井第四节寅下沉到位寅水下混凝土封底寅洞口防渗旋喷桩施工寅浇底板寅顶管施工寅地下一层及顶板施工寅顶板回填土遥
地质条件如图1中所示袁地下水位较高袁沉井主要位于淤泥层和黏土层中遥上部约4m左右块石层采用黏土换填后进行沉井渊见表1冤遥
图1土层示意图及沉井计算简图
3下沉计算过程渊地下水位按设计地面以下1m计算冤遥
施工阶段抗浮验算院自重Gk=52177kN袁采用不排水下沉袁浮力Fw=45736kN袁下沉系数K=Gk/Fw跃1.05袁满足要求曰
使用阶段抗浮验算院自重Gk=62268kN袁采用不排水下沉袁浮力H=47461kN袁下沉系数K=Gk/Fw跃1.05袁满足要求遥封底混凝土所受水压力渊按施工水位冤院q=264.5kPa曰
假设封底混凝土简支于壁板上袁最大弯矩为0.1979伊264.5伊5.22=1415.4kN窑m曰
根据叶规范曳6.1.13式验算封底混凝土厚度院hf=2825mm袁取封底混凝土厚度为hf=3.0m遥
3.1使用阶段抗浮验算
3.2封底混凝土计算
图2助沉措施布置图
1283.3下沉系数及下沉稳定系数验算
第一段沉井下沉时院第一段井壁自重Gk=14012kN袁总摩阻力F=5016kN袁采用不排水下沉袁浮力H=6080kN袁下沉系数
LOWCARBONWORLD2019/2表1渊各相关土层技术参数建议值冤
重度酌渊kN/m3冤粘聚力c渊kPa冤内摩擦角准渊毅冤单位摩阻kPa计算深度1-32-2块3-7淤石粘泥层土层16.222030303.183-3层3-7粘土层18.8206.4253.5109135124012.73-43-7粗粘粘砂土土层层层20204012.82.725K=渊Gk-H2025013132840151.671.310刃角处冤/F=1.58地基土跃极1.05限袁承满载足力要R=14012kN求遥
袁第一段下沉且第二段沉井井壁浇筑完时自重Gk=23803kN袁下沉稳定系数K=渊Gk-H冤/渊F+R冤=0.9袁下沉稳定系数满足0.8~0.9遥
第二段沉井下沉时院前二段井壁自重Gk=23803kN袁总摩阻K=1.42力F=9218kN刃跃袁采用不排水下沉袁浮力H=10725kN袁下沉系数角1.05处地基袁满足土要极求限遥
承载力R=22420kN袁第二段下沉且第三0.7段袁下沉第沉井井三稳段定系数壁浇筑完沉井下满沉足时时遥
自重Gk=33594kN袁下沉稳定系数K=院前三段井壁自重Gk=33594kN袁总摩阻力F=16097kN袁采用不排水下沉袁浮力H=13437kN袁下沉系数K=1.25跃1.05袁满足要求遥
刃角处地基土极限承载力R=22420kN袁第三段下沉且第四0.77段袁沉井井壁浇筑完时自重Gk=43086kN袁下第下四沉段稳沉定系数井下沉满足时遥
沉稳定系数K=院四段井壁自重Gk=43086kN袁总摩阻力K=1.30F=20289kN跃1.05袁袁采用不排水下沉袁浮力H=16757kN袁下沉系数43086kN刃角4本袁处下地基满足沉稳土要极求限遥
承载力R=22420kN袁全段下沉时Gk=渊1工程冤沉井遇下沉到定系数深度深的问题K=0.62袁下沉稳定系数不满足0.8~0.9遥
袁周边环境复杂袁且土层的差异性分布袁造成沉井在不同的下沉阶段产生姿态偏斜袁难于控制遥如按照传统沉井下沉袁存在着沉井姿态纠偏困难不易控制尧下沉缓慢尧工期漫长等弊端遥
渊2冤根据地勘袁沉井过程中有于2淤泥袁该层土土质差袁含水率高袁承载力低袁后期以盂7层硬朔黏土为主袁其极限承载力超过575kPa袁侧壁摩阻力为40kPa袁承载力极高袁对沉井姿态控制极为不利遥
渊3冤塌方区域以沉井为中心袁成漏斗型逐步往外发展袁塌方深度也由深往浅发展袁下沉35m袁塌方影响范围约为35m袁本工程沉井周边环境复杂袁存在着重要的建构筑物袁包括管廊尧道路尧巡逻通道尧防汛大堤等袁沉井壁距离西侧电力管廊距离为3.8m袁距离东侧防汛大堤3.9m袁若采用传统方式下沉将对周边环境带来影响遥
渊4冤沉井下沉深度较深袁且分段浇筑分段下沉袁下沉速度5较慢本袁工期较长遥
本工工程设程采用压计入方式案助沉尧止水帷幕尧石灰搅拌桩加固地基措施袁以节省工期尧控制地表沉降及纠偏遥
渊1冤在沉井四周设置4条直径1000mm抗拔灌注桩袁桩基端部设置承台袁承台上设置钢结构横梁袁两条横梁借助地锚反
建筑·节能力装置袁通过千斤顶提供一个向下的拉力袁在适当取土的同
时袁将沉井压入土体遥
渊2冤在沉井外设置布置两排直径800mm高压旋喷桩止水帷幕袁桩中心间距600mm袁有效桩长17m袁桩底伸入3-7黏土层1m遥
渊3冤在沉井范围内淤泥层设置直径500mm石灰搅拌桩袁有效111桩根长14m袁以上采用空桩袁桩底伸入3-7黏土层1m袁待袁旋要喷求桩28d止立水方帷幕体抗及压强石灰度搅拌为0.7MPa桩加固遥
数量达到设计强度之后6袁方总可结进行顶管井的沉井施工遥
在本工程中袁采用压入式助沉措施有以下优点院渊渊12冤冤控制留置沉土井塞姿袁与不态容排水下易且精沉度有很同高等效遥
果渊最后2m水下清理袁水封底冤袁下沉速度快袁通过压沉装置袁增加沉井的下沉系数袁可大幅提高沉井下沉速度袁保证沉井能下沉到位遥
渊3冤对外部土体扰动小遥通过反力系统使得沉井刃脚贯入土层的深度更深袁从而使得沉井内在保持更高的土塞同时仍然具有足够的下沉系数遥
渊4冤留置土塞袁平衡内外土压力袁极大降低井外土体滑移袁保证周边建构筑物的安全遥
综合以上措施袁沉井施工过程中周边3m范围内土体实际沉降在1cm袁其余基本无沉降袁对周边建构筑物影响较小曰沉井施工速度较快袁单次下沉时间为7d遥本工程采用压入助沉尧止水帷幕尧石灰搅拌桩加固地基措施袁有效地保证了施工安全和加快了施工进度遥
参考文献
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收稿日期：2019-1-23
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