沉井施工质量和关键控制技术探究

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1、沉井施工质量和关键控制技术探究摘要：近年来，随着客运专线的不断发展，铁路桥梁的滋工数量逐日增加，日渐增多的施工技术开始应用在铁路桥梁施工中，其中铁路桥梁用沉井进行承台基坑防护的施工技术就是一种得到比较广泛应用的施工技术。本文分析、总结了铁路桥梁深水基础沉井基坑防护施工的施工质量及关键技术控制，为相关工程建设提供依据。关键词：沉井；稳定性计算；质量控制1工程概况1.1工程特点合肥至福州铁路客运专线闽赣段柏路田特大桥全长1008.45m,桥梁在0#台〜3#墩之间以1联(48+80+48)m连续梁跨越碧泥田河，其中2#墩为连续梁主墩，位于河道中

2、间位置，设计采用沉井作为基坑防护措施，根据承台结构尺寸及水深设计沉井顺水流向长8m,垂直水流向长12m,深13m,外壁厚0.7m,中间设分隔墙厚0.4m,顶板厚0.8m,下端开口，中间为空箱，刃脚底面宽度0.3m。1.2工程地质沉井场址在勘探深度内土层出露较简单，分布较均匀。地基土砂性强，抗剪抗压性能良好，砂性土抗冲能力差，易受水的影响。2沉井制作沉井制作采用就地浇筑的方式，分二节制作，一次下沉。第一节制作高度8.5m,分三次浇筑混凝土，即1.0m、3.7m、3.8mo第一节沉井在筑岛平台上直接制作后下沉到-8.5m,然后在进行上部的接高

3、，进行第二节4.5m的制作。3沉井施工过程及强度验算3.1刃脚受力验算刃脚向外挠曲最不利的情况，按《公桥基规》建议定为刃脚下沉到中途，刃脚切入土中。刃脚悬臂作用的分配系数为:a二■二■二2.0>1.0取a=1.Oo(1)计算各个力值(按低水位取单位宽度计算)e2二17.44X4.6X0.621-22.4-27.2kN/me3=17.44X5.0X0.621-22.4=31.75kN/m其中：tan2B=0.621,2ctan■二22.4kN/m根据施工情况，并从安全考虑，作用在刃脚外侧的土压力为：Pe=・(e2+e3)(27.42+31.

4、75)X0.4-11.84kN取用pe=11.84kNo刃脚摩阻力为：Tl=0.5E=0.5XB(27.42+31.75)X0.4X1=5.92kN由表查的粘土层t=20kN/m3Tl=ThkXl=8kN故采用刃脚摩阻力为5.92kNo单位宽沉井自重为：q二(0.13+0.678+2.623)X25.0=85.78kN刃脚踏面竖向反力为：R二85.78-31.75XBX5X0.5=46.09kN刃脚斜面横向力为：H=V2tan(0-62)=Btan(0-52)式中:52取为土的内摩擦角,即§2二？准=13.5°故：H=Btan(48.8°

5、-13.5°)=24.82X0.74=17.57kN井壁自重q的作用点至刃脚根部中心轴距为：xl二■二0.072m刃脚踏面下反力合力：VI二・R二・R二0.46R刃脚斜面上反力合力：V2二R-0.46R二0.54RR的作用点距离井壁外侧为：x二=■0.46RB+0.54R■二0.18m(1)各力对刃脚根部截面中心的弯矩计算刃脚斜面水平反力引起的弯矩为：MH=17.57X(0.4-0.33)二1.23kN・m水平土压力引起的弯矩为：M■二■■X■・h■二29.59XBX1.54X0.4=6.08kN-m反力R引起的弯矩为：MR=46.09X

6、B=3.23kN-m刃脚侧面摩阻力引起的弯矩为：MT=5.92X■二1.48kN•m刃脚自重引起的弯矩为：Mg=O.13X0.4X25.0X0.072=0.09kN•m总弯矩：M0=SM=l.29+3.23+1.48-6.08-0.09二-0・23kN•m(1)刃脚根部处的应力验算oh=H±B式中：N0二46.09-0.13X25.0=42.84kNF=0.5X0.4=0.2W=BX0.4X0.52=0.02oh=B±B=234.2±(-11.5)=245.5kPa222.7kPa由于水平剪力很小，验算时未考虑。压应力小于R・・/Y■二1

7、4000/2.31=6060kPa按受力条件不需设钢筋，可按构造要求配筋。(2)刃脚向内挠曲1)计算各个力值①水压力及土压力按最高水位计算单位宽度上的水、土压力为：o2=9.1X10.0=91kN/m2o3=9.5X10.0=95kN/m2e2=17.44X9.1X0.621-22.4=76.2kN/m2e3二17.44X9.5X0.621-22.4-80.5kN/m2则p=l(91+76.2+95+80.5)=68.54kNp对刃脚根部形心轴的弯矩为：MP二6&54XBX■二6&54X■X■X0.4=13.82kN-m①刃脚摩阻力产生的

8、弯矩：Tl=0.5E=0.5X■(80.5+76.2)X0.4=15.67kN或Tl=Thk=25X0.4=10kN取用Tl=10kNMT=-10X0.25二-2・5kN・m②刃脚自重产生的弯