论文部分内容阅读
沉井的结构为井筒状,是以井内挖土,依靠自身的重力或其他方法克服侧摩阻力与刃脚反力后下沉至设计标高,然后封底成为建筑物的基础,是深基础的重要形式之一。在沿海地区软土地基广泛存在,其中有大量的淤泥、淤泥质粘土、淤泥夹粉砂等,该类土具有高含水率、抗剪强度低、大孔隙比、地基承载力低等一系列不利于工程的特性。传统大型沉井承载力大且位移小,但是在软土地区下沉会出现突沉、井体倾斜、管涌、土体沉降等复杂情况。为了解决这些问题,本文进行了大型沉井的下沉过程现场监测和沉井在不同真空预压处理程度的软土地基中的下沉模型试验研究,在此基础上,通过不同分体组合式沉井在软土地基中的模型试验研究,探索其工程应用。主要研究内容及成果如下:首先,以温州市鹿城区七都岛-铁塔公园段跨瓯江电力隧道工程七都岛侧沉井基础为研究对象,对沉井在软土地基中下沉进行现场监测。通过现场监测数据分析计算,得到了沉井在当地软土地基中下沉时的侧摩阻力标准值范围;分析侧壁土压力的变化规律,提出了预防管涌现象的建议;提出了刃脚阻力的估算方法及沉井下沉对对周边土体沉降的影响范围。其次,通过模型试验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,研究沉井侧摩阻力、侧壁土压力、刃脚阻力等的变化规律,并进行了数值模拟计算,研究结果表明:随着含水率的降低,沉井在软土地基中下沉时的侧摩阻力逐渐增加,当软土含水率降到45%以下时,能有效减少沉井刃脚附近外侧土体向内移动,可以预防沉井在降排水下沉过程中管涌现象的发生;沉井在降排水下沉中不采用吸泥下沉时,刃脚阻力的计算可用刃脚踏面阻力乘以1.3的系数来计算;当软土含水率从60%降到40%时,沉井下沉对周边土体沉降的影响范围增加了25%;数值模拟计算结果表明,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。最后,为降低大型沉井在软土地基中的下沉难度,同时保持大型沉井基础良好的水平承载性能,提出了一种下沉期间分开下沉、运营期组成同一平台共同承载的分体组合式沉井基础。通过对不同分体组合式沉井在软土地基中的模型试验研究,分析位移-荷载曲线及侧壁土压力的变化特征,探索分体组合式沉井基础在软土地基中的工程应用。