沪通大桥超深大沉井下沉阻力及突沉现场监测研究

发布时间：2017-09-18 12:28

  本文关键词：沪通大桥超深大沉井下沉阻力及突沉现场监测研究

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【摘要】：随着国家经济的腾飞,大跨度桥梁的兴建成为现代交通发展中重要的一部分。沉井这一可靠的深基础形式因其承载力高,整体性好、刚度大和地质条件适用广而被广泛的应用到大跨度桥梁桥墩基础和锚碇基础,但目前针对超深大沉井的研究仍较为缺乏。本文依托世界最大沉井基础的施工为背景,开展现场监测试验,分析监测数据,研究沉井下沉和接高施工期间的受力状况,主要的研究内容和结论如下：(1)超深大沉井刃脚踏面的端部土压力数值在沉井下沉时波动,而在沉井接高时保持稳定。沉井下沉时所测得的土压力下限值接近土体承载力的极限值。(2)超深大沉井侧壁土压力分布的确定是个极其复杂的问题,在沉井下沉和接高期间都与沉井姿态、沉井埋深、沉井外侧台阶设置、基底附近土层压力松弛影响范围等因素有关。在沉井下沉期间,当沉井为竖直状态时,侧壁摩阻力的整体分布表现为上部小、台阶处大刃脚处次之。在沉井接高期间,压力松弛影响在重力作用下会缓慢恢复,且埋深越大,压力松弛影响范围越大,恢复越缓慢。在沉井下沉和接高过程中,沉井倾斜均会引起侧压力的分布改变。沉井不同侧和同侧不同埋深上均存在倾斜造成的增大土压力。(3)现有下沉阻力理论计算方法在超深大沉井上应用存在局限性,本文结合现场实测数据和施工工况提出的考虑极限承载力系数修正、沉井埋深、沉井倾斜和压力松弛影响的修正算法,在沪通大桥超深大沉井下沉阻力计算上应用具有较好的结果,小截面沉井(40×30m)单位面积侧摩阻单位面积侧摩阻力在40到60kPa之间,大截面沉井(90×60m)单位面积侧摩阻力在75到85kPa之间,为规范值的3至4倍。(4)通过监测和统计发现超深大沉井在下沉过程中往往不是顺利的,而是伴随着较多的突沉和翻砂,沉井的下沉方式为突沉翻砂和摆动相结合的“突摆”式下沉。(5)根据突沉和翻砂发生的实测土压力数据,解释了突沉和翻砂的原因,并利用土压力数值变化的提前性,结合下沉阻力修正算法首次提出突沉预警机制。
【关键词】：超深大沉井 沉井施工 侧壁土压力 承载力 突沉
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U445.557
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-12
• 第1章 绪论12-23
• 1.1 沉井的特点及应用12-16
• 1.1.1 沉井的定义及分类12-14
• 1.1.2 沉井结构和施工方法14-16
• 1.1.3 沉井的工程应用及发展16
• 1.2 课题依托工程及研究对象16-19
• 1.2.1 工程概况16-18
• 1.2.2 工程地质介绍18-19
• 1.3 国内外研究现状19-21
• 1.3.1 刃脚承载力19-20
• 1.3.2 侧摩阻力20-21
• 1.3.3 沉井突沉研究21
• 1.4 本文主要研究内容21-23
• 第2章 超深大沉井下沉阻力理论计算23-35
• 2.1 下沉阻力理论计算介绍23-26
• 2.1.1 端部阻力计算23-24
• 2.1.2 侧摩阻力计算24-26
• 2.2 沉井施工工况计算26-33
• 2.2.1 施工工况选择26-27
• 2.2.2 端部支撑面积27-31
• 2.2.3 端阻计算模式31-32
• 2.2.4 计算结果32-33
• 2.3 本章小结33-35
• 第3章 超深大沉井施工中下沉阻力试验研究35-53
• 3.1 超深大沉井施工监测35-38
• 3.1.1 土压力监测35-37
• 3.1.2 GPS监测37-38
• 3.2 沉井下沉阶段实测数据分析38-47
• 3.2.1 端部土压力分析38-41
• 3.2.2 侧壁土压力分析41-47
• 3.3 沉井接高阶段实测数据分析47-52
• 3.3.1 端部土压力分析47-50
• 3.3.2 侧壁土压力分析50-52
• 3.4 本章小结52-53
• 第4章 超深大沉井下沉阻力修正算法53-67
• 4.1 实测数据计算分析53-55
• 4.2 下沉阻力修正算法55-66
• 4.2.1 修正算法介绍55-57
• 4.2.2 修正算法计算结果57-66
• 4.3 本章小结66-67
• 第5章 超深大沉井突沉监测研究67-78
• 5.1 超深大沉井的突沉与翻砂67-69
• 5.2 突沉与翻砂的监测69-75
• 5.2.1 翻砂监测70-72
• 5.2.2 突沉监测72-75
• 5.2.3 突沉与翻砂监测结论75
• 5.3 突沉与翻砂的预警75-76
• 5.4 本章小结76-78
• 第6章 结论与展望78-80
• 6.1 主要结论78-79
• 6.2 研究展望79-80
• 致谢80-81
• 参考文献81-83

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本文编号：875558