沉井基础的设计与观测（172页）PPT.ppt

深水井降水 北锚碇基坑涌水量约为Q=39230.93m3/d，经计算，要保证前四节沉井降排水下沉，其深水井数量要求不小于28口。 现场最终打设了32口深水井（另外，外圈4口井只在第五、六节沉井降排水和半排水下沉施工时用），沿沉井周围交错布置两圈，井深35m。降水深井平面布置见图所示。 深水井布置图 深水井现场打设照片 φ325mm孔径的降水管井安装125m3/h水泵，φ273mm孔径的降水管井安装80m3/h水泵。根据现场沉井内泥面开挖深度，确定水泵开启数量及降水深度，其中降水深度通过安装在降水井内的自动水位控制器进行控制。 深水井现场抽水照片 根据计算结果，指导现场施工：在沉井下沉13m后形成大锅底，然后以大锅底的形式下沉至-14.7m。 确保了沉井首次降排水下沉施工过程中结构受力安全。 沉井首次下沉采用先中间，逐步扩展向四周，最后扩大到刃脚的对称均衡开挖原则。为确保沉井下沉初期，整个沉井的结构受力安全，防止造成沉井倾斜和突沉，初次下沉拟采用逐步扩大的大锅底方案：先将中间六个井孔挖成一个锅底，然后在下沉过程中逐渐开挖形成大锅底。 为确保前四节沉井首次开挖下沉时，沉井结构受力安全，针对首次中间6个小锅底开挖进行了有限元模拟计算。 沉井接高后下沉前照片 高压水枪冲泥照片 泥浆泵排泥照片 沉井降排水下沉到位后照片 沉井终沉几何姿态 11.11.4 监控成果 部分仪器布置示意图 沉井降排水下沉施工期江堤沉陷量控制 长江大堤与沉井位置关系图 沉井降排水下沉施工期江堤沉陷量控制 江堤沉陷量控制技术标准： ⑴ 沉井排水下沉施工期长江大堤堤顶沉降量不大于堤坝高度的1%，即累计沉降量不大于45mm； ⑵ 长江大堤不均匀沉降不大于0.5%，即不均匀沉降量不大于22.5mm。 江堤防护预案 通过分析，南京长江四桥北锚沉井排水下沉施工期降排水对周边长江堤防等重要建筑物的影响，主要表现在堤顶沉降变形和堤基下部渗透变形两个方面。 经过研究分析，制定了沉井沿长江大堤侧设置隔水帷幕+回灌井的预案。 局部防渗帷幕+回灌方案图 施工期江堤沉陷量 ⑴、前四节沉井降排水下沉期间，大堤累计最大沉降量为23mm，远小于允许值45mm（堤坝高度的1.0%），不均匀沉降最大10mm，也小于允许值22.25mm（大堤高度的0.5%）。 ⑵、第五、六节沉井降排水下沉期间，大堤累计最大沉降量为13mm，最大差异沉降量3mm，均小于长江堤防安全要求。 叠加首次降排水下沉的沉降量，则大堤测点最大沉降量为36mm，最大差异沉降量6mm，亦满足要求。 监控内容、监控预分析及仪器布设 监控预分析 南京长江四桥北锚碇沉井体形巨大，施工工艺繁多，存在诸多安全隐患，根据预先对不同接高、下沉工况分析所确定的施工方法，进行有限元结构受力分析， 通过有限元模拟计算得，最不利工况为沉井接高后首次下沉，在自重作用下，沉井隔墙底部受拉。薄弱点是受拉应力较大的区域，因此在仪器布设时，在顺桥向和横桥向隔墙的墙底布设结构应力应变监控元件。 仪器布设 典型的应力应变测点布设图 钢板计 钢筋计 刃脚、隔墙土压力计布设位置图 刃脚及隔墙底部土压力计 侧壁土压力计埋设在沉井井壁凹凸典型面处，在第一~五节及第七节分布。 沉井侧壁土压力计 沉井侧壁土压力计 监控成果 横桥向沉井各截面钢筋计应力曲线图 顺桥向沉井各截面钢筋计应力曲线图 从顺、横方向各截面钢筋计应力曲线图可知，钢筋计应力曲线随着沉井下沉深度的增加，经历了上升、达到峰值、下降的三个阶段。 钢板计应力情况 从钢板计应变曲线图可知，它也先后经历了和钢筋计应力相类似的变化过程，即上升阶段（第Ⅰ阶段）、峰值段（第Ⅱ阶段）和下降段（第Ⅲ阶段）三部分，并且钢板计应变的变化规律和对应位置的钢筋计应力变化基本一致。 横桥向钢板计应变曲线图 纵桥向钢板计应变曲线图 ④封底混凝土剪应力计算 应加大封底混凝土的抗剪面积。 如在井壁和隔墙内设置凹槽等。 11.5.2 沉井底板计算 1）底板荷载计算 A：沉井结构的最大自重除以沉井外围 底面积的商，不计井壁侧面摩阻力。 B：假定水压力全部由钢筋混凝土底板承受。 土反力和水压力中数值较大者 2）沉井底板内力计算 内力可按单跨或多跨板计算 ; 边界支承条件 ,根据具体情况决定 ; 11.5.3沉井抗浮稳定验算 可能出现的最高地下水位进行验算 ,一般的沉井依靠自重获得抗浮稳定。 在不计井壁摩阻力的情况下，抗浮稳定验算公式为： 11.5.4 沉井下沉对周围环境的影响 1）影响范围的确定 采用土坡稳定计算方法乘以重要性系数 ——影响范围内建筑物安全等级的重要性系数 沉井偏斜 表8-4 沉井下沉影响范围内建筑物安全等级的重要性系数 重要