南锚碇沉井
南京长江四桥北锚碇沉井下沉施工
南京长江四桥北锚碇沉井下沉施工杨奉举【摘要】南京四桥北锚碇基础采用69×58m矩形沉井,沉井顶面高程+4.30,刃脚高程-48.50m,置于密实圆砾石层,下沉深度为52.8m.为使沉井顺利下沉到位,同时减少对长江大堤的不利影响,沉井前期采用深井降水和泥浆泵吸泥的排水下沉方案,后期采用空气吸泥机吸泥的不排水下沉方案.为了不破坏沉井底部圆砾石层,最后启用空气幕助沉措施,使沉井沉至设计位置.【期刊名称】《交通科技》【年(卷),期】2010(000)005【总页数】4页(P10-13)【关键词】沉井;下沉;施工【作者】杨奉举【作者单位】中铁大桥勘测设计院有限公司,武汉,430050【正文语种】中文1 工程概况南京长江第四大桥主桥为双塔3跨悬索桥，其跨度布置为（166m＋410.2m）＋1 418m＋（363.4m＋118.4m）＝2 476m。
北锚采用重力式锚，锚碇基础采用矩形沉井，平面尺寸为69m×58m，总高度为52.8m，共分11节，即6m＋9×5m ＋1.8m＝52.8m，见图1。
图1 沉井剖立面图（单位：cm）第1节为钢壳混凝土沉井，其余为钢筋混凝土沉井。
第1节沉井顶部设50cm内缩台阶，沉井设3横4纵隔墙，20个井孔。
沉井顶面高程＋4.30m，沉井刃脚高程－48.50m，置于密实圆砾石层。
封底厚度10.5m，为减少封底规模及施工难度，沉井分4个封底区域，见图2。
分区隔墙底与刃脚同高，其他一般隔墙底高于刃脚2m。
沉井第1节井壁厚2.1m，隔墙厚1.6m，第2节井壁厚2.0m，第3～第11节井壁厚2.5m，第3～第9节隔墙厚2.4m。
图2 沉井平剖面图（单位：cm）沉井南距长江大堤100m左右，地质主要为亚粘土＋4.32～－8.08m，粉细沙－8.08～－47.83m，圆砾－47.83～50.48m。
地下水位＋1.0～＋3.0m，与长江水位联系密切。
2 沉井下沉方案本沉井平面尺寸4 002m2，下沉取土量达21万m3，最后要沉至胶结密实的圆砾石层，该圆砾层厚度较薄，高低有所起伏，东南角偏高，设计要求清基时不得破坏该圆砾石层。
泰州大桥南锚碇沉井基础深度效应研究
泰州大桥南锚碇沉井基础深度效应研究潘辉;邵国建;胡丰【摘要】The foundation of the gravity anchorage is usually simplified as shallow foundation, which is diseconomy when the depth effect is neglected. Because the embedded depth of caisson foundation south anchorage of Taizhou Bridge is 42 m, FEM( finite element method) is utilized to research the depth effect of the caisson foundation in the stability computing. It is clear that the depth effect improves the bearing capacity of anchorage foundation dramatically by comparing the variation of the displacement and the rotation angle of the anchorage foundation in the periods of construction and operation.%重力式锚碇基础在计算中通常简化为浅基础,并不考虑深度效应的影响,较为不经济.泰州大桥南锚碇沉井埋置深度达42 m,为将深度效应考虑到锚碇稳定性计算中,故采用有限元法对泰州大桥南锚碇沉井基础的深度效应进行研究.通过计算对比不同埋置深度条件下锚碇基础在施工期及运营期内位移和转角的变化,可知深度效应对锚碇基础承载力的增强作用十分明显.【期刊名称】《中国工程科学》【年(卷),期】2012(014)005【总页数】5页(P62-65,84)【关键词】重力式锚碇;沉井基础;深度效应;有限元【作者】潘辉;邵国建;胡丰【作者单位】河海大学力学与材料学院,南京210098;河海大学力学与材料学院,南京210098;河海大学力学与材料学院,南京210098【正文语种】中文【中图分类】U443.13+11 前言悬索桥是目前跨越能力最大的桥型，悬索桥锚碇是全桥最为关键的结构部分［1～4］。
南京长江四桥北锚碇沉井下沉安全监控研究
建筑结构学报 Journal of Building Structures 第31卷第8期2010年8月Vol131No18Aug12010016文章编号:100026869(2010)0820112206南京长江四桥北锚碇沉井下沉安全监控研究朱建民1,龚维明1,穆保岗1,牛亚洲2(1.东南大学土木工程学院,江苏南京210096;2.中交第二公路工程局有限公司,陕西西安710075)摘要:南京长江四桥北锚碇沉井长69m,宽58m,高5218m,是目前世界上平面尺寸最大的超大型沉井。
因其施工难度大,故对该沉井排水下沉过程进行安全监控。
超大型沉井结构受力的最不利工况是下沉初期即开挖形成仅刃脚支撑的大锅底,有限元分析表明,此时顺桥向和横桥向拉应力最大点均出现在首节钢壳沉井隔墙中跨底部。
根据有限元分析结果选取典型截面来监控拉应力变化。
沉井下沉曲线表现出慢2快2慢的特点,拉应力曲线则分为上升2峰值2下降2回弹4个阶段。
沉井下沉初期,随着开挖面的扩大,隔墙底部所受拉应力也相应增加;下沉中期,通过调整开挖方案能有效降低拉应力,改善结构受力状况;当下沉超过一定深度后,井壁外逐渐增大的土压力会使墙底拉应力减小,结构本体趋于安全;排水下沉到位后的地下水回灌能引起墙底拉应力增大。
现场监控表明首节钢壳沉井在下沉过程中有较多的安全储备,监控结果反馈于施工指导保证了下沉的安全高效。
关键词:超大型沉井;排水下沉;开挖方案;地下水回灌;钢壳沉井中图分类号:T U47312 文献标志码:ASinking safety monit oring research on north anchorage caiss on of the Forth Nanjing Yangtze2R iver B ridgeZ HU J ian m in1,G ONGW ei m ing1,MU Baogang1,N I U Yazhou2(1.College of Civil Engineering,Southeast University,Nanjing210096,China;CC Second H igh way Engineering Co.L td,Xi’an710075,China)Abstract:The north anchorage caisson of the Forth Nanjing Yangtze2R iver B ridge is69m long,58m wide and5218m high.It is the biggest super2large caiss on in the world.During dewater2sinking p r ocess,the structural safety monitoring research was carried out.The unfavorable l oading case appears at the beginning of sinking when the s oil under cr oss wall is excavated,and the caisson is supported only with cutting edge.According t o the finite element analysis results,the maxi m um tensile stress al ong and acr oss bridge directions appears in the m id2s pan of the cr oss wall.Strain gauges were installed t o monit or changes of tensile stress at key sections of the cr oss wall.The caiss on sinking curve sho wed a sl ow2quick2sl ow characteristic.The tensile stress curve could be divided int o4stages of rise2 peak2descend2rebounding.A t early stage of the sinking p rocess,the tensile stress at the bott om of the cr oss wall increased when the excavati on area expanded.A t m iddle period of the sinking,the tensile stress decreased as the excavation p lan adjusted accordingly.W hen the caiss on sunk under certain dep th,the continuous increasing s oil p ressure outside the sidewall made the tensile stress reduced.Ground water recharge after dewater2sinking made the tensile stress increase slightly.Field monitoring results showed that the steel skin p late caiss on was safe enough during the dewater2sinking p r ocess,and the feedback of monit oring results p layed an i mportant r ole in the safe and efficient sinking of the super2large caisson.Keywords:super2large caiss on;dewater2sinking;excavation p lan;gr ound water recharge;steel skin p late caiss on作者简介:朱建民(1980— ),男,河北昌黎人,博士研究生。
某南锚碇沉井基础数值模拟分析
某南锚碇沉井基础数值模拟分析王正振;龚维明;戴国亮【摘要】以即将开工的某大桥南锚碇沉井为研究对象,利用PLAXIS 3D有限元软件对其进行施工和使用过程中的应力、位移模拟分析,为该沉井的设计提供参考.将模拟结果与南京长江四桥北锚碇沉井的实测结果进行对比,验证模拟结果的可靠性.模拟结果表明:该沉井施工运营阶段最大竖向位移为35.66 cm,最大水平位移为25.28 cm,整个沉井在填充内腔、浇筑顶板和锚碇过程中会出现明显倾斜,应对沉井后部土体进行加固处理;整个沉井除混凝土最大主拉应力已超过C30混凝土的轴心抗拉强度设计值之外,其余应力指标均满足设计要求.【期刊名称】《南京工程学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(015)001【总页数】7页(P16-22)【关键词】超大沉井;数值模拟;应力;位移【作者】王正振;龚维明;戴国亮【作者单位】东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室,江苏南京210096;东南大学土木工程学院,江苏南京210096;东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室,江苏南京210096;东南大学土木工程学院,江苏南京210096;东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室,江苏南京210096;东南大学土木工程学院,江苏南京210096【正文语种】中文【中图分类】U443沉井是井筒状的构筑物,它是在井内挖土,依靠自身重力克服井壁摩阻力后下沉到设计标高,然后通过混凝土封底并填塞井孔,使其成为桥梁墩台或其它结构物的基础．沉井基础具有刚度大、承载力高、稳定性好、抗震性能好、适用土质广泛、陆上水中均可应用等优点,所以在各重大工程项目中,沉井基础倍受青睐．从国外的伦敦塔桥、巴黎埃菲尔铁塔、纽约布鲁克林桥到中国的泰州大桥、江阴大桥、南京长江四桥等,为这些雄伟建筑提供支撑的正是沉井基础[1-2]．虽然超大型沉井基础已得到了广泛地应用,但由于其体积庞大、受力复杂、施工控制难点多,加上岩土工程本身的不确定性,超大型沉井基础在施工和使用阶段中常出现各种问题,如混凝土裂缝、位移过大、整体倾斜等,给沉井的设计带来较大困难．因此,如能通过有限元软件对整个沉井施工和使用期间的应力和位移情况进行模拟,分析施工中可能出现的各种问题,将为超大型沉井设计提供重要参考[3-4]．本文以即将开工的某大桥南锚碇沉井基础为研究对象,运用PLAXIS 3D有限元软件对其进行数值模拟,得到该超大型沉井基础在施工和使用期间各个工况的应力和位移情况,分析其应力和位移发展规律,提出沉井设计中应当注意的相关问题,为设计提供参考和建议．1.1 工程概述该大桥位于温州市,是浙江省甬台温高速公路复线温州乐清至瑞安段和温州市南金公路的关键控制性工程项目,连接岐头山与灵昆岛．大桥项目路线总长约7.913 km,其中主桥全长约2.000 km,推荐方案主桥为2×800 m三塔钢桁梁悬索桥,采用上下层布设,上层为高速公路,下层为G228国道．主桥总桥型布置如图1所示．桥梁南锚碇区位于灵昆岛上，为重力式锚碇,采用超大型沉井基础．沉井外形为矩形,长度70.0 m,宽度63.0 m,高度66.0 m,首节高8.0 m，为钢壳沉井,其余58.0 m为钢筋混凝土沉井,沉井井壁宽2.0 m,隔墙宽1.2 m,平面上共分为30个井孔．锚碇高34.0 m,采用混凝土浇筑．沉井尺寸和锚碇形状见图2．1.2 地质条件南锚碇沉井施工场地内土层参数如表1所示.2.1 模型情况整个计算模型尺寸为:350 m×315 m×150 m(长×宽×深);土体均采用Mohr-Coulomb模型,钢壳和钢筋混凝土采用线弹性材料模型;整个计算过程设定地下水位为±0.00 m,模拟过程中不考虑土体固结和地下水位变化;使用期间沉井受到12 419 t主缆轴力,模拟中将主缆轴力分解为x-x向和z-z向的均布荷载,未考虑温度、制动力等因素．模拟土层参数见表1(未考虑沉井施工前对土层的加固),模型材料参数见表2．模型全部采用实体单元建立．2.2 PLAXIS 3D实体模型建立沉井由刃脚、井壁、隔墙、井孔、凹槽等组成,形状复杂,在PLAXIS 3D软件自带的模型建立窗口中建立与实际沉井完全相同的模型较为困难,耗时较多[5]．采用在AutoCAD中通过三维制图得到沉井模型,然后导入PLAXIS 3D软件的方法.在AutoCAD 三维空间中创建PLAXIS 3D软件可识别的实体对象过程分三步:创建实体—划分网格—分解为三维面．如果导入过程中存在非体或非面,则导入过程会提示错误,故建模过程中需要检查工作空间是否只包含体和面．第一步:在AutoCAD中绘制好要导入到PLAXIS 3D当中的模型体．模型建立之后选择所有的对象,然后在命令行键入“qselect”,在弹出的快速选择对话框中,如对象类型显示只有3D实体则为正确．第二步:选中所有对象,进行网格划分．在命令行键入“meshoptions”,弹出网格划分选项对话框．将网格类型选为三角形．其余值使用默认选项．第三步:选中所有对象,并使用分解工具将它们分解为3D面．在命令行键入“qselect”,再次弹出快速选择对话框,对象类型只显示了三维面．说明所有对象已经成功分解为三维面．利用PLAXIS 3D软件自带的导入结构工具,即可将AutoCAD中建好的模型导入到PLAXIS 3D软件中．导入过程中需要注意以下问题:1) 由于创建的对象为实体,因此对象类型选择体;2) 在AutoCAD中绘制实体的单位为mm,而PLAXIS单位为m,因此要将比例缩放为0.001倍;3) 导入过程中应注意坐标轴的变换;4) 程序默认插入点为(0 0 0),这个值也可以在选择浏览器中更改坐标．通过上述过程,建立的沉井计算模型如图3所示.2.3 计算工况设置本次模拟共包括一个初始阶段和四个工况:1) 初始阶段，初始应力清零;2) 工况一(沉井挖土)，模拟沉井下沉至设计标高(-66.0 m)并掏土完成之后,沉井的受力及整个位移情况;3) 工况二(浇筑底板)，模拟浇筑9.9 m厚封底混凝土后沉井受力及位移情况;4) 工况三(浇筑顶板)，模拟填充30个井孔及浇筑顶板和锚碇后沉井的受力及位移情况;5) 工况四(受荷分析)，模拟使用期间沉井在受到主缆轴向拉力后的受力及位移情况．3.1 沉井位移结果及分析1) 竖向位移.四个工况下的竖向位移见图4.由图4可以发现如下规律:工况一中最大沉降位移为0.068 87 m,位移较小,但此阶段由于沉井内部土体被全部挖空,底部土体产生一定程度的隆起,最大隆起高度达到0.181 4 m;工况二中由于封底混凝土的浇筑,沉井重量加大,最大沉降位移发展到0.088 69 m,封底混凝土对隆起土体有一定压应力作用,故隆起高度有所减小,最大隆起高度减至0.161 6 m;工况三中由于30个井孔均被填满混凝土或水,沉井上部亦浇筑顶板和锚碇,整个沉井及锚碇结构对底部土体产生较大的附加应力,底部土体压缩量明显增大,造成沉井产生较大沉降,沉降量为0.356 6 m,为整个模拟过程中的最大沉降量,沉井沉降呈现后大前小的趋势,原因在于后部15个井孔内填充混凝土,而前部15个井孔内填充水,且整个锚碇重心偏后,故沉井整体向后倾斜；工况四中锚碇由于受到斜向向上的主缆轴向拉力作用,该拉力被分解为水平向和竖向均布荷载,沉井在竖向向上拉力作用下,产生一定的向上的位移,故整个沉降位移有所减小,此工况最大沉降较小为0.283 3 m．2) 水平向位移.工况一和工况二由于沉井结构对称,沉井结构水平位移较小,在此不再赘述．由图5可以看出:工况三的水平位移(顺桥方向)沿x轴正方向最大为0.056 94 m,沿x轴负方向0.252 8 m,该阶段的水平向位移主要是由于锚碇重力偏心和内腔填充混凝土和水产生的偏心作用导致整个沉井向后倾倒，该水平向位移较大,将对沉井周围产生很大影响,在实际设计中,应考虑对沉井后部土体进行加固以减少水平位移；工况四的水平位移(顺桥方向)沿x轴正方向最大为0.078 93 m,沿x轴负方向0.055 83 m,x轴负方向位移较工况三明显减小,主要原因在于受到锚索的沿水平方向的分力作用,倾倒得以缓解．3.2 沉井总主应力结果及分析由于整个沉井上部为混凝土结构,下部为钢壳混凝土结构,故在应力分析时,对混凝土和钢壳结构分别进行分析．1) 混凝土结构.由图6可以看出:四个工况总主应力最小值(最大主压应力)分别为-6.013、-6.310、-8.202、-7.019 MPa;总主应力最大值(最大主拉应力)分别为1.601、1.763、1.667、1.594 MPa．整个过程中最大主压应力和最大主拉应力分别出现在浇筑顶板、锚碇阶段和浇筑底板阶段,均出现在施工阶段,使用期间应力水平小于施工期间．由于上部混凝土结构采用C30混凝土,故四个工况的最大主压应力均满足轴心抗压强度设计值,但四个工况的最大主拉应力均大于轴心抗拉强度设计值,设计中应予以注意．四个工况最大主拉应力均出现在混凝土结构上部,而最大主压应力均出现在混凝土结构下部,结构拐角处出现明显的应力集中现象．2) 钢壳结构.由图7可以看出:四个工况总主应力最小值(最大主压应力)分别为-22.84、-24.84、-28.04、-32.38 MPa;总主应力最大值(最大主拉应力)分别为13.61、17.43、19.02、20.20 MPa．整个施工和运营过程中最大主压应力和最大主拉应力均出现在使用期间,最大主压应力略大于最大主拉应力．由于钢壳结构采用Q235钢材,四个工况下的应力水平均明显小于材料的抗拉、抗压强度设计值．各工况最大压应力均出现在刃角的角点处,在纵横隔墙相交处、隔墙与井壁的连接处会产生明显的应力集中现象．3.3 模拟结果对比验证分析将模拟得到的结果与南京四桥北锚碇(沉井规模、土质条件与本工程类似,持力层均为密实卵砾石层)实测结果进行对比,南京四桥北锚碇的实测数据显示,当沉井底部完成全井孔大锅底时,沉井的两个方向的隔墙底部均出现较大的拉应力,并且多集中在沉井中部区域;另外,隔墙与井壁相交处有明显的应力集中现象．这与本文工况一模拟结果相同．根据钢板计实际监测结果,钢壳在首节下沉过程中最大应力为115 MPa左右,是沉井结果产生的最大拉应力,而本文模拟结果显示的钢壳最大拉应力为20.20 MPa,符合实际规律,而二者结果也处于同一数量级上[6-10],这也证明了本次模拟结果的可靠性．超大型沉井结构的复杂性及岩土工程的不确定性给沉井设计人员带来了较大的困难,如在设计之前能通过有限元软件对沉井的位移及应力状况提前进行分析,给出相应的应力位移规律,将为沉井的设计提供极大的帮助,有利于沉井设计施工的顺利进行,本文通过对某大桥南锚碇沉井的模拟分析可以得到以下结论:1) 模拟结果与南京四桥北锚碇实测结果相符,证明了运用PLAXIS 3D软件模拟超大型沉井施工及使用过程的可行性和可靠性;2) 该沉井施工运营阶段最大竖向位移为35.66 cm,最大水平位移为25.28 cm,整个沉井在填充内腔、浇筑顶板和锚碇过程中会出现明显倾斜,应对沉井后部土体进行局部加固,并在施工过程中注意施工工序,保证沉井倾斜满足要求;3) 沉井上部混凝土结构如采用C30混凝土,混凝土结构最大主压应力满足混凝土抗压强度设计值,最大主拉应力超过混凝土抗拉强度设计值,但小于混凝土抗拉强度标准值,这点应引起设计人员注意;4) 沉井下部钢壳结构采用Q235钢材,模拟的四个工况下钢壳受力均明显小于其强度设计值,但钢壳最大受力阶段应处于沉井下沉过程中,而有限元软件无法对沉井下沉动态过程进行模拟,设计人员应采用其他方式掌握沉井下沉过程中钢壳的受力情况,从而对沉井进行设计．E-mail：****************【相关文献】[1] 穆保岗, 陶津. 地下结构工程[M].南京: 东南大学出版社, 2011:152-153.[2] 段良策, 殷奇. 沉井设计与施工[M].上海: 同济大学出版社, 2006:1-3.[3] 朱建民, 龚维明, 穆保岗,等. 超大型沉井首次下沉关键问题研究[J].公路, 2011(4):13-18.[4] 穆保岗, 王岩, 朱建民,等. 大型沉井实测下沉阻力分析[J].土木建筑与环境工程, 2012,34(S):107-115.[5] 刘志祥. PLAXIS 3D基础教程[M].北京:机械工业出版社,2015.[6] 牛亚洲,董萌.南京长江第四大桥北锚碇超大规模沉井施工关键技术[J].公路, 2015(6):98-102.[7] 赵有明,李冰,牛亚洲，等. 南京长江第四大桥北锚碇沉井基础施工监控技术[J].桥梁建设, 2009(S1):66-69.[8] 穆保岗, 朱建民, 龚维明. 大型沉井设计、施工及监测[M].北京:中国建筑工业出版社, 2015:103-109.[9] 穆保岗,朱建民,牛亚洲. 南京长江四桥北锚锭沉井监控方案及成果分析[J].岩土工程学报, 2011,33(2):269-274.[10] 朱建民,龚维明,穆保岗,等. 南京长江四桥北锚旋沉井下沉安全监控研究[J].建筑结构学报, 2010,31(8):112-117.。
锚碇沉井基础施工——以官厅湖水库特大桥为例
锚碇沉井基础施工——以官厅湖水库特大桥为例摘要：近年来，随着施工技术和施工机械的不断革新，沉井在国内外都得到了更广泛的应用和发展。
本文详细的阐述了官厅湖水库特大桥南锚碇沉井基础施工工艺。
关键词：沉井；锚碇；下沉一、工程概况官厅水库特大桥属于怀来县城市道路工程一部分，与京包铁路并行跨域官厅水库，里程桩号范围为K1+936～K3+924，主桥设计采用210m+720m+210m双塔单跨悬索桥，一跨跨越水库水面，锚碇采用重力式沉井结构。
南岸锚锭基础沉井采用钢筋混凝土结构，沉井顶面标高为+475.3，底面标高为+442.3，总高度33m。
沉井标准断面尺寸为56×50m，分为16个井孔。
南锚沉井共包括6个节段，第一节为刃脚节段，总高度6m，井壁厚2.7m，隔墙厚1.5m，刃脚部分有钢板外包；第二节、第三节每个节段高度为5m，井壁厚2.5m，隔墙厚1.5m；第四节、第五节每个节段高度为6m，井壁厚2.5m，隔墙厚1.5m；第六节高度为5m，井壁厚1.7m。
二、施工工艺沉井施工前首先进行地基处理，处理后地基标高+476.0m，刃脚标高+473.0m。
沉井底节刃脚采用钢板包边，沉井刃脚钢板在钢结构加工场地分块制作，节段制作完成后，运至墩位处进行总体拼装，回填砂支撑。
钢壳总拼完成后，进行沉井刃脚3m节段钢筋混凝土施工。
刃脚混凝土强度满足要求后，施工下一节段钢筋、模板、混凝土接高沉井。
接高模板采用新制钢模板，1m+2m+1m翻模接高施工。
沉井共计分12次接高，标准接高高度为3m，最小接高高度为1m。
沉井分为2次下沉，第1～6次接高完成后进行第一次下沉，第7～12次接高完成后进行第二次下沉。
首次下沉先采用干挖取土下沉，进入地下水后采用不排水取土下沉，共计下沉13m，下沉后刃脚踏面标高460.0m，第二次采用不排水取土下沉，下沉17.7m，下沉后刃脚踏面标高+442.3m。
（一）防护结构施工沉井防护结构为钻孔桩和顶部冠梁组合结构。
北口大桥南锚沉井施工塔机布置方案优化
北口大桥南锚沉井施工塔机布置方案优化摘要：本文以温州北口大桥项目南锚沉井施工为例，介绍在厚软基地质条件和周边环境受限的情况下，大型沉井施工塔机布置方案的优化和决策。
关键字：沉井、软基、塔机布置、优化1概况1.1施工简介北口大桥南锚碇为重力式锚，其基础采用大型沉井结构，沉井顶面高程+4.0m、底标高-63.5m，置于密实卵砾石层。
沉井长宽高分别为70m×63m×67.5m，共分四次接高和四次下沉。
第一次接高由4节段组成，在高度达到23m后转换成第一次下沉施工，待沉井下沉至-15.5m后转换为第二次接高至38m，然后下沉-33.5m，第三次接高15m后转换下沉至-48.5m，以此类推，沉井施工累计接高67.5m且累计下沉至-63.5m后结束。
沉井首节为8m高的钢壳混凝土结构，钢壳以上均为钢筋砼结构，第2节高6m、第3节高4m、第4节至第11节均高5m，第12节高3.5m，末节高为6m。
平面分为30个隔仓，单仓内壁尺寸为10m×10.84m（顺桥向/横桥向），沉井外围井壁厚2m，中间隔墙标准壁厚1.2m，第2节和第3节沉井隔墙及内侧面设置齿坎，以提升封底与井壁间的抗剪能力。
图1 沉井结构示意图1.2地理环境该项目地处灵昆岛北口江岸侧，沉井施工区域地基土质由海积淤泥质黏土、夹粉砂、淤泥和卵石等组成，其软基层平均厚度约40m，具有“高压缩性、易扰动性、承载力低”等特性。
地下水主要分为潜水和承压水两类，工程地质条件差，首节钢沉井拼装前需对沉井隔墙附近地基进行砂桩、换填处理，以满足沉井接高施工承载要求。
沉井北侧靠近瓯江堤岸，南侧为二道防波堤，东侧设置泥浆池，西侧为水上栈桥施工通道。
沉井周边施工区域狭窄，阻碍因素多，为减少因地基不均匀沉降而影响施工，沉井周边便道则不考虑混凝土硬化，采用砖渣和预制砼板进行铺设，利于便道灵活调整。
如图2所示：现场图示意图图2 沉井概况1.3设备布置选择在地质条件和环境同时影响下，若采用桥门式起重机、固定式起重机、桅杆起重机均难以符合施工要求。
南京长江第四大桥北锚碇沉井基础施工关键技术
文章编号:1003-4722(2009)S1-0062-04南京长江第四大桥北锚碇沉井基础施工关键技术赵有明,田 欣,牛亚洲,郝胜利(中交第二公路工程局有限公司,陕西西安710065)摘 要:南京长江第四大桥北锚碇采用沉井基础,沉井尺寸为69.0m ×58.0m ×52.8m ,置于密实卵砾石层,工程地质条件复杂。
沉井共分11节,第1节为钢壳混凝土沉井,其余均为钢筋混凝土沉井。
采用打设砂桩和换填砂土复合地基加固法加固地基。
在加固地基上现场拼装钢壳沉井节段,浇注第1节沉井混凝土。
11节沉井分4次接高下沉,首次下沉采取水力吸泥机取土、降排水下沉,其余3次下沉采取空气吸泥机取土、不排水下沉。
沉井下沉就位后按照4个分区的顺序逐区进行封底混凝土施工。
施工监测表明,沉井下沉姿态、偏差均控制在规范标准之内。
关键词:悬索桥;桥梁;沉井;施工方法中图分类号:U443.131;U445.4文献标志码:AK ey T echniques for Construction of North Anchorage C aissonFoundation of the Fourth N anjing Changjiang River B ridgeZHAO Y ou 2ming ,TIAN Xin ,N IU Y a 2zhou ,HAO Sheng 2li(The 2nd Highway Engineering Co.,L td.,China CommunicationConstruction Corporation ,Xi ′an 710065,China )Abstract :The caisson in dimensions of 69.0m ×58.0m ×52.8m is used for t he foundation of t he nort h anchorage of t he Fourt h Nanjing Changjiang River Bridge and is set in t he dense peb 2ble st rat um where t he geologic conditions are complicated.The caisson is compo sed of totally 11sections wit h it s first section a steel shell co ncrete and t he rest of t he 10sections t he reinforced concrete.At t he site of t he caisson ,t he ground was first reinforced by t he combined reinforce 2ment met hod of building sand piles and backfilling sand soil ,t he steel shells were t hen assembled on t he reinforced ground and t he concrete for t he first section of t he caisson was cast.The 11sec 2tions of t he caisson were extended in height and were sunk down in 4times.For t he first time sinking of t he caisso n ,t he soil in t he caisson was air lifted out and t he water t here was dis 2charged ,and for t he rest of t he 3time sinking ,t he soil was also air lifted out ,but t he water was not discharged.After t he caisson was sunk in place ,t he tremie concrete for t he bottom sealing of t he caisson was cast area by area according to t he four divided areas.The monitoring of t he con 2st ruction indicates t hat t he sinking stat us and t he off setting tolerance of t he caisson are all con 2t rolled wit hin t he provisions in t he technical specification.K ey w ords :suspension bridge ;bridge foundation ;caisson ;const ruction met hod收稿日期:2009-04-27作者简介:赵有明(1963-),男,高级工程师,1985年毕业于内蒙古大学职业技术学院桥梁工程专业(zhaoym @ )。
南京四桥南锚碇深基坑施工安全监控研究
ｓｕ ｎｈ ｒｇ ｆ ａｊ ｇＦ ｕｔ ａ ｇ ｅＲｖｒ ｒ ｇ ｓｅｔ ｆ ｅｐｈ ｒ ｏｔｌａｅａ ｄ ｆ ｍａ ｏ ｎ ｔ ｓ ｄ ｔ— ｏ ｔ ａ ｃｏａｅｏ ｎｉ ｏｒ Ｙ ｎｔ ｉｅ Ｂｉ ｅｉ ａｐ ｃ ｏ ｅ ｏｉ ｎａ ｌ ｒｌ ｅｏ ｔ ｎａｄｓｅｓ ｉｒ ｈ Ｎ ｎ ｈ ｚ ｄ ｎ ｄ ｚ ｔ ｒ ｉ ｆＮ ｎｉｇＦ ｕ ｔ ａ ｇｚ ｉｅ ｒ ｇ ｉ ｏ ｏ ｔ ｃ ｏ ａ ｅｏ ａ ｊ ｏ ｒｈ Ｙ ｎ ｔｅＲ ｖ ｒＢ ｉ ｅ ｎ ｄ
ＢＡＩＸｕ ｍｅ ｇ ｅ ｎ
（ ｏｔｗ ｓ Ｊ ｏｏｇ Ｕ ｉ ｒｔ，Ｃ ｅｇ ｕ６ ５ ， ｈｎ ） Ｓｕｈ ｅ ｉ ｔ ｎ ｅ ｉ ｔ ａ ｎ ｖ ｓｙ ｈｎ ｄ ６ Ｃ ｉａ １７ １
理 的施工方 法和措施 ， 保证施 工 的安全 和质 量 。
１ 工 程概 况
南京 长江 第 四大桥 是南 京市 城市 总体 规划 中“ 五
桥 一隧 ” 过江 通 道 之 ～ ， 线 采用 双 向 ６车 道 高速 公 全
路 标准设计 ， 设计 时 速 １０ｋ ／ ， ０ ｍ ｈ 主桥 为 １４ ８ 的双 １ ｍ
深基坑 支护 结构变形计算进行安全性评估 ； 文献 ［ — ］ １ ５
主要是对 圆型基坑 的模拟 与 分 析 ， 超 大 “ ” 对 ∞ 字形 地 连墙 深基坑 涉及较 少 ，如何保 证深 大基 坑施 工 的安 全 质量 ， 是需要 研究 的 问题 。通 过 本文 模 拟与 实测 超 大
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工 程 概 况
泰州过江通道锚碇沉井平面为矩形圆倒角形状，长60m，宽 52m，倒角半径3.0m。沉井壁厚1.85m，内分16个隔仓，隔舱长 12.8m，宽10.8m，隔舱壁厚1.7m。沉井高54m，顶标高+2.0m， 底标高-52m，封底混凝土厚8m，中跨侧盖板厚4m，边跨侧盖板厚 6m。
52m 60m
方案综述
3、钢壳沉井夹壁内混凝土浇注
方案综述
4、取土下沉沉井5m。
方案综述
5、在沉井上搭设脚手架制作第2节5m沉井节段，沉井累计高度13m。
方案综述
6、保持内外水头一致，下沉5m，累计10m。
方案综述
7、在沉井上搭设脚手架制作第3节5m沉井节段，沉井累计高度18m。
方案综述
8、保持内外水头一致，下沉5m，累计下沉15m。
施工风险与预案
设计方面的建议
方案综述
1、沉井区域内地基加固；钢壳预制场制作钢壳节段。
首节采用砂桩进行地基加固，砂桩沿沉井墙体布设，墙体下布置3排 桩，桩径为500mm，桩长10米；并将沉井外侧表面淤泥土进行换填， 换填深度2m，宽度10m，加固后地基承载力为250Kpa。
方案综述
2、沉井钢壳节段就位，焊接成整体。
沉井下沉计算
计算时取三种工况：全截面支承，即刃脚及隔墙全部埋入土中；半刃脚 支承，即刃脚入土一半，隔墙部分入土；独刃脚支承，即隔墙底接触地面的 临界状态，刃脚少许埋入土中。 通过试算知，如果不考虑内部摩阻在第四节沉井下沉到位后，在全截面 支撑工况下其下沉系数K>1。针对此情况采取对内部预留土使沉井内部受到 土摩阻力，即考虑内侧摩阻力R3。将公式⑴修正为公式⑵。 K=（G+G‘-F）/（R1+R2+R3） ⑵ 计算中仍按沉井下沉到位时在全截面支承时下沉系数K〈1，在独刃脚支 承时下沉系数K〉1进行控制计算。
方案综述
采用先进的监测技术和仪器，对整个施工过程进行监控，确保 万无一失。 为防止实际地质情况与地质勘测资料有差别造成下沉困难，拟 采用高压射水助沉、空气幕助沉、压重助沉三种助沉措施。并根据 可能出现的意外情况制定了详细的施工预案，做到有备无患。 分节重量汇总表 分44 4988 22616 37744 4988
外侧面 摩阻力 （ t） 4154.7 4154.7 4154.7 4154.7
下沉计算数据的选取：摩擦力选用极限侧摩阻系数、底部支撑选用地基极限 承载力(容许承载力的2倍)。
排水下沉计算汇总表
内所需 余土高 度H （m）
刃脚踏 面标高 （m) 2
工况 全截面支撑 半刃脚支撑 全刃脚支撑
沉井重 （ t） 17398.0 17398.0 17398.0 17398.0 28772.2
方案综述
9、重复上述步骤，施工第4～9节m。
方案综述
10、保持内外水头一致，不排水下沉，共下沉45m。
方案综述
11、在钢壳沉井上搭设脚手架，立模浇注第10节钢筋混凝土沉井共6m 。沉井累计高54m，沉井制造完成。
方案综述
12、不排水下沉9m，沉井下沉达到设计标高，稳定后清基准备混凝土 封底。
方案综述
13、水下混凝土封底施工。
逐个隔仓对称进行封底施工，采用刚性垂直导管法，每个隔仓布置 4根导管，配置小料斗，龙门吊作为封底施工的起重设备。
方案综述
14、隔板、填舱及盖板施工.
按设计要求填仓施工完成后，进行顶盖施工。顶盖采用平面分块、竖向 分层的施工方案，布设冷却水管，严格按照大体积混凝土施工要求进行施 工。
盖板 54m 井壁及隔墙
封底砼 8m
根据地质情况看，沉井穿过的基本上为砂层，较松散，沉井底 部座落在粉、细砂层。
地质汇总表 地质 编号 1-1 顶标高 （ m） 2.4 底标高 （ m） 0 地基土容许 承载力[σ0] （kPa） 极限摩阻力 [τ0] kPa
土层名称 亚粘土
厚度(m) 2.4
1-2
-21.6
-23.8 -46.6 -52
2.5
2.2 22.8 5.4
130
130 160 200
35
35 40 45
本工程重点、难点
1、本沉井基础巨大，其沉井平面尺寸及下沉深度均居世界前列。 2、沉井重量大，其所穿过的地基的承载力相对较小，其下沉过程 中的下沉系数较大，难于控制。
3、沉井穿过地层几乎全部为砂层，且存在丰富的潜水，在沉井下 放过程中易出现涌砂现象。
分节重量（t）
17398
11374.2
5887.7
工程概况简述 施工方案综述
下沉方案比选
主要 内容
首节钢壳砼沉井的施工 沉井下沉的关键工艺 沉井施工中的测量监测
施工风险与预案
设计方面的建议
沉井下沉方式的选取
沉井下沉可采取两种方案进行下沉，即排水下沉方案和不排水下 沉方案。
排水下沉方案：在沉井设计位置外侧设置降水井，降低地下水 的水位标高，进行沉井的下放。其特点是下放速度较快，可有效的减 少或杜绝涌砂现象。 不排水下沉方案：不采取措施降低地下水的水位标高，并在沉井 下沉过程中对沉井内部进行灌水。 下面对该两种方案进行了计算和比选。
2-3 2-4 2-4a
淤泥质亚粘土
亚粘土 粉砂 淤泥质亚粘土
0
-7.1 -13.1 -16.7
-7.1
-13.1 -16.7 -19.1
7.1
6 3.6 2.4
80
80 100 90
15
25 30 30
2-4
2-4a 2-4 4-3
粉砂
亚粘土 粉砂 粉砂
-19.1
-21.6 -23.8 -46.6
4、沉井为钢筋混凝土沉井，每次浇注的混凝土方量巨大，对混凝 土浇注设备及工艺的要求较高。 5、沉井尺寸巨大，需对整个下沉过程中采用先进的监控技术进行 信息化施工。特别是对周围土体及大堤的监测。 主要对以上关键点展开汇报
工程概况简述 施工方案综述
下沉方案的比选与下沉计算
主要 内容
首节钢壳砼沉井的施工 沉井下沉的关键工艺 沉井施工中的测量监测
泰州长江大桥
工程概况简述 施工方案综述
下沉方案的比选与下沉计算
主要 内容
首节钢壳砼沉井的施工 沉井下沉的关键工艺 沉井施工中的测量监测
施工风险与预案
设计方面的建议
泰州过江通道全桥效果图
泰州
扬中
桥型布置
泰州公路过江通道位于江苏省长江的中段，处于江阴大桥和润 扬大桥之间为三塔双索面悬索桥。锚碇基础为重力式沉井。