沉井下沉施工土压力和摩擦力分析.pdf

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1、徐赞云等：沉井下沉施工土压力和摩擦力分析107·冻土与地基基础·沉井下沉施工土压力和摩擦力分析徐赞云，徐伟(同济大学土木工程学院建筑工程系．上海200092)【摘要】基于土体应力状态分析、自重应力和极限平衡假定，推导了沉井下沉时的土压力和摩擦力计算公式。并与某工程实测数据进行了对比分析，结论如下：①其它参数不变时，沉井土压力和侧壁摩擦力随着土体内摩擦角增大而减少，随着土体黏聚力的增大而减少，随着土体与沉井壁的外摩擦角的增大而增大；②本文计算的土压力和实测土压力都介于朗肯主动土压力和静止土压力之间；③本文计算的土压力比采用朗肯主动土压力计算更

2、接近实测土压力，且考虑了摩擦的影响，计算过程同样简单，适合于工程应用。【关键词】沉井；下沉施工；土压力；摩擦力【中图分类号】TU473．2【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2012)07—0107—03EARTHPRESSUREANDFIUCTIONALRESISTANCEANALYSISoFoPENCAISSONDURINGSINKINGCoNSTRUCTIoNXUZan—yun，XUWei(DepartmentofBuildingEngi．，CollegeofCivilEngi．，TongjiUniv．，Shanghai2

3、00092，China)Abstract：Basedontheanalysisofsoilstressstate．andassumptiononself-weightstressandlimite—quilibrium，formulaearededucedtocalculateopencaissonearthpressureandfrictionalresistanceduringsinkingconstruction．Andthecalculationresultsareeonaparedwiththemeasureddataofapmj

4、ect．Theconclusionsasfollows：①Theearthpressureandfrictionalresistancearedecreasingwhileinternalfrictionangleorcohesionofsoilsincreasing，increasingwhileexternalfrictionangleofsoilsincreasing．②BoththecalculationandthemeasuredearthpressurearebetweenRankine’Sactiveearthpressure

5、andatrestearthpressure．③ThecalculationearlpressureisclosertothemeasureddataandtakingintoaccounttheeffectsoffrictioncomparedwithRankine’Sactiveeal~．hpressure．AndthecalculationmethodiSalsosimplewhichissuitablef0rengineeringapplications．Keywords：opencaisson；sinkingconstructio

6、n；earthpressure；frictionalresistance在垂直方向上，将各种形状的井筒(沉井)边排土边沉井壁面上离地表面z处的微小单元体为研究对象，考虑一般入地下，最后固定在地层中，形成地下建筑物或构筑物的施情况，此处土体与沉井壁的外摩擦系数为tanB(6为外摩擦工技术为沉井施工技术J。沉井下沉过程中，保证沉井能角)，土体黏聚力和内摩擦角分别为c，，此处的应力状态如够下沉的主动力为沉井自重，下沉的阻力为侧摩阻力和刃图l所示。显然有r=ortan6。脚的端阻力。在沉井下沉开始前，需要估算出沉井侧壁外摩擦力和刃脚及隔墙底面得正面

7、反力。沉井的侧壁外摩擦力显然与侧壁土压力有关系，事实上目前施工现场测量侧咖9壁摩擦力方法之一就是采用实测侧壁土压力，然后乘以土体与沉井壁的外摩擦系数。了解侧壁外摩擦力的分布就必E0＼须先了解侧壁土压力的分布。、＼／，^t口n1目前对沉井的土压力计算跟其它形式的挡土墙或者基础计算一样，用经典主动土压力理论进行计算，但是经典朗图1土应力状态图2达到极限状态的应力圆肯土压力理论是建立在挡土墙壁光滑的基础上得到的，而假定当沉井往下下沉以及沉井壁在土压力的作用下向沉井在下沉时沉井壁与土体的摩擦力不可忽略，因而需要远离土体的方向发生位移时，作用在微分土

8、体上的竖向应建立一种考虑摩擦力的土压力计算方法。力：一直都不变，与半无限空间竖向应力一致。而水平方向1计算基本假定设沉井刃脚下沉到离地面日的高度，沉井壁竖直，取沉应力or逐渐减小