复杂地质环境下矩形深大沉井下沉施工技术研究与应用

以广东省中山市某污水处理厂沉井为研究对象,依据图纸结合现场实际地质条件,利用多点支撑开挖下沉技术优化结构设计、中心土滞挖控制涌土、偏位堆载实现沉井纠偏、自动化监测保证沉井下沉姿态等,克服了下沉过程中的各项问题,同时也保证了周边环境的安全,有效保证了沉井安全稳定下沉到位。在保证施工质量、安全的同时,缩短了工期,节约了成本,对污水处理厂深大构筑物运用沉井方法进行施工具有极大的推进作用。

沉井施工关键节点结构受力特征分析

采用ABAQUS有限元分析软件,对某在建提水泵站工程沉井施工过程中的关键施工节点进行了数值模拟分析。深入探讨了该沉井结构在关键部位的应力分布特征及其受力情况,旨在为沉井施工过程中的安全性和可靠性提供理论依据。模拟结果显示沉井结构在整体上处于较低的应力状态,满足基本的力学性能要求。但在局部区域存在应力集中现象,这可能会对结构的稳定性和安全性造成潜在威胁,建议通过加强局部构造来优化沉井结构设计,从而减少应力集中所带来的不利影响,确保沉井施工过程中的安全性。该研究的结论对于同类工程的设计和施工具有一定的参考价值,有助于推动建筑工程领域的技术进步和安全管理水平的提升。

温州瓯江北口大桥深厚淤泥层水域沉井抗台防护施工方案研究

温州瓯江北口大桥中塔沉井为国内首座在台风区域影响下穿越深厚软土的超大型水域沉井,需采用合理的抗台防护施工技术,以保障该项目的建设质量。文章从结构受力、工期、施工安全风险、经济性等方面综合比选,确定采用抛石措施作为沉井的抗台防护方案。同时通过试验数据及理论分析,确定了沉井在着床及下沉两阶段抛石厚度的最优方案。该项目成功抵御3次台风的事实证明:抛石抗台防护措施不仅实现了沉井平稳渡台的目标,同时抛石的“抱箍”效应对沉井起到了导向、定位作用,达到了在台风期间控制沉井姿态,确保工程质量安全的目的。

某一体化预制泵站深基坑支护方案选型及设计

近年来,一体化预制泵站在全国范围得到广泛推广和应用。泵站基坑深度一般较深,一些项目因工程地质条件、周边环境限制,不能采用放坡开挖的方案,需采取支护措施。荆门市某一体化预制泵站深基坑支护设计前期,提出咬合桩、灌注桩+止水帷幕和沉井3种技术可行的支护方案,综合考虑了施工难度、施工工期、对周边环境的影响和工程造价等因素。经过对比分析,咬合桩造价最高,沉井造价最低但施工周期太长。考虑到工程工期较紧,最终选择了造价和工期均适中的灌注桩+止水帷幕的支护方案。

桥梁深水基础的发展和展望

桥梁基础是将上部结构荷载传递到地基的重要构件。桥梁深水基础主要有沉井基础、沉箱基础、桩基础、管柱基础、复合基础及特殊基础等类型。沉井和沉箱基础是应用较早的深水基础形式,沉井基础一直沿用至今,而沉箱基础则逐步被桩基础和设置基础取代。桩基础自20世纪70年代以后成为我国最主要的深水基础形式。管柱基础20世纪50年代发源于我国,20世纪80年代后被大直径钻孔桩取代。复合基础一般是沉井或沉箱与桩基或管桩复合,兼具两者优点,但施工费用较高。特殊基础一般指锁口钢管桩基础、地下连续墙基础、设置基础、钟形基础、负压筒形基础和浮式基础等,在国际上应用较多,我国在钟形基础和负压筒形基础方面还是空白。我国在设计规范及理念、基础形式、施工技术与装备、深水地基加固等方面与国外发达国家之间还有差距。随着科技与工业的进步,大直径空心钻孔桩、大型管柱群基础或小型沉井群基础、负压筒形基础、地下连续墙基础、设置基础、新型复合基础以及浮式基础将得到更大发展。

泰州大桥深水沉井基础设计

泰州大桥采用主跨为1080m三塔两跨悬索桥,中塔位于主江中心。通过对沉井基础和高桩承台钻孔桩基础等多项基础方案的比选,考虑到沉井结构受力明确、刚度大、工序简单,经济性高等优点,中塔基础最终选用沉井基础。根据塔柱底的构造要求,受力要求,沉井采用58m×44m四角倒圆的矩形沉井,沉井总高76m。为了能在深水中顺利施工,沉井下部为钢壳混凝土结构,上部为钢筋混凝土结构。文中介绍了泰州大桥水中沉井的结构构造、施工方法、方案比较以及沉井的设计特点,为类似工程起到很好的借鉴作用。

复杂环境下跨海桥梁深水基础方案研究

研究目的:甬舟铁路金塘水道主航道桥建设环境复杂,墩位处最大水深49 m,设计流速3.14 m/s;设计风速42 m/s,最大浪高8.89 m;海底岩面起伏较大,覆盖层厚薄不均。本文就金塘水道主航道桥深水浅覆盖层地区和深水厚覆盖层地区基础方案展开研究,探寻适用于不同地质条件下的深水跨海桥梁合理基础类型,以期为复杂环境下跨海桥梁深水基础设计提供借鉴。研究结论:(1)跨海桥梁深水基础选择应结合水文、气象、地质、通航等边界条件,从结构受力、经济性、可实施性、水流适应性及通航要求等方面综合确定;(2)深水浅覆盖层地区应优先采用整体刚度大、承载力高的设置基础;(3)深水厚覆盖层地区应优先采用整体刚度大、承载力高的沉井基础;(4)水深30 m以上桥梁基础采用桩基础施工难度大、经济性差,设置沉井基础、沉箱基础、复合基础,沉井基础应为复杂恶劣海洋环境下跨海桥梁优先考虑的基础形式;(5)本研究成果可为复杂环境下跨海桥梁深水基础设计提供参考。

深水巨型钢沉井基础施工方案

苏通长江公路大桥为主跨1088m的双塔斜拉桥,其主塔墩为钢沉井基础。钢沉井为88.0m×40.0m圆端形截面,沉井高80m,工程规模巨大,桥位水文、地质、气象条件复杂,施工技术含量高。介绍对该深水巨型钢沉井基础施工方案的设想,供施工方案确定及实施之参考。

超型深水沉井施工技术

超型深水沉井是当代大型水电、水运、桥梁深基础工程的主要结构型式。文中对该项技术所属工序的各种施工工艺做了综合性的评述,并对重点工序的关键工艺提出了推荐性建议。

甬舟铁路金塘水道双悬索桥方案共锚碇深水基础研究

甬舟铁路金塘水道主航道桥研究两大跨共锚碇钢桁梁悬索桥方案,孔跨布置为(112+224+1050+238+42) m+(42+238+980+336+84) m。桥址位置台风频发、水深流急、浪大潮高、地质复杂、航道众多,为适应共锚碇基础荷载大,建设环境复杂等条件,从结构受力、经济性、可实施性、水流适应性等方面对大直径钻孔桩基础、复合基础和沉井基础进行方案比选。研究结果表明:复合基础结构紧凑、刚度大,施工周期较短、风险低,但其防冲刷性能、受力特性等需开展系列专题试验研究验证,沉井基础相对成熟且在结构受力、工程造价、施工工期等方面均优于钻孔桩基础方案;圆形沉井和矩形沉井工程造价及施工周期基本相当,考虑到圆形沉井方案对水流适应性好,冲刷深度小,经综合比较共锚碇基础推荐采用圆形沉井基础方案。

公铁合建跨海桥梁裸岩区深水基础设计

一公铁合建跨海大桥跨越8万t级航道,采用(1 050+980)m双悬索桥结构。桥址区建设条件复杂,水深45 m,最大潮差6.29 m,最大设计流速3.27 m/s。主通航孔小里程侧主塔墩基础位于裸岩区,是该桥设计的关键。通过对比圆端形设置沉井、圆环形设置沉井、钻孔桩基础3种基础形式,推荐主塔墩基础采用圆端形设置沉井基础。在确定了持力层、海床防冲刷措施、基坑开挖方案的基础上进行圆端形设置沉井基础的结构设计及检算,并细化钢沉井浮运及施工组织方案。结果表明:圆端形设置沉井基础在施工难易程度、受力合理性、造价等方面均存在较大优势,适用于该桥裸岩桥址区域。

非天然水深大型开敞式码头靠泊时机与乘潮水位的确定

通常乘潮水位的确定,对于码头前沿天然水深满足船舶满载吃水要求的码头是适用的,但对于大型船舶停靠水域属非天然水深大型开敞式码头则不适用。提出以适宜船舶靠离的潮流条件确定船舶靠离泊时机,以此靠泊时机为先决条件,进而确定港池水域、航道设计中所选取的乘潮水位值,并结合工程实例进行了计算、比较。该方法运用于非天然水深大型开敞式码头效果良好。

大深度水下耐压结构开口连接试验研究

大深度水下耐压结构模块化的开口连接是未来的发展趋势,本文提出一种采用轴向凹凸台法兰对接-径向单道O型圈密封-周向均布螺栓紧固的开口连接结构型式。为考察该开口连接结构在深海环境下长期服役的安全性和密封性,建立一种可同时考虑深水压力和海水腐蚀耦合影响的海水压力环境模拟试验方法。大尺度开口连接结构模型长期性试验结果表明,该开口连接结构的耐压和密封性较好,且长期有效可靠,可以为大尺度大深度水下耐压结构设计提供技术依据和应用参考。

大型泵房沉井在深厚软土层中的下沉控制应用研究

某大型火力发电厂的循环水泵房沉井位于软弱土层上,软土层厚度达到了20~30 m,采用刃脚下施打水泥搅拌桩控制沉井下沉,沉井外壁附近施打水泥搅拌桩防止井内涌水涌泥;泵房地基处理采用管桩刚性地基处理方案,同时采用格构式水泥搅拌桩保护管桩基础。文章对深厚软土层中的大型泵房沉井设计和下沉控制进行了详细介绍,可对类似工程设计和施工提供参考和借鉴。

大断面异型沉井施工关键技术的三维有限元分析

以某工程为例,提出在大型沉井周边设置竖向连续钢板桩墙可有效阻隔砂层和地下水,大幅减少沉井下沉阻力,解决深厚富水砂层地质条件下大断面异型沉井下沉施工的难题,同时提高了沉井施工的安全性和可靠性。并借助有限元软件建立了三维模型,验证了钢板桩的存在可发挥一定的支护能力,分散沉井结构的受力,整体支护效果在一定程度上也起到加强作用,对沉井起到保护作用,推广应用价值高。

大型深水平台安全控制保障系统设计与应用前景

针对南海大型深水天然气田开发具有高压力、大流量和高风险的特点,提出了一系列大型深水平台安全控制保障措施,包括高完整性压力保护系统、水下隔离阀控制系统、开放路径式气体探测系统设计等。这些安全控制保障系统的合理设计与成功应用,能够全方位地加强南海大型深水气田开发的安全可靠性,具有广泛的推广价值。

上海沪东文化中心深基坑大开口逆作法设计及实践

针对深厚饱和软土地质与周围环境复杂的条件,探讨上海沪东文化中心深基坑采用周边临时围护桩加水平梁板结构替代支撑的大开口逆作方案的适用条件、应用特点、设计要点,具体包括总体方案选型、围护结构设计、梁板支撑体系内力分析、竖向支承系统设计、承压水控制措施等。同时,结合现场实测数据分析手段,全面分析深基坑的本体变形和施工全过程中周围环境的变化情况,研究大开口逆作条件下围护桩的变形与坑外建筑沉降发展规律。实践证明,大开口逆作技术方案的顺利实施,降低了逆作施工难度,提高了出土效率、缩短了施工周期,并确保基坑安全。

论大型沉井在取水泵房中的应用

详细阐述了南京城南水厂大型沉井在取水泵房中的应用,对取水泵房常用的围护形式进行了对比分析。通过理论分析及相关工程经验,确定取水泵房施工方式为不排水下沉沉井。对沉井稳定性进行了验算,采用Midas/Gen软件对沉井的内力进行了有限元计算分析,优化了常规平面框架计算的截面尺寸及配筋。理论计算分析和施工监测结果表明,设计的取水泵房沉井安全可靠,同时施工时对周边环境影响得到了有效的控制。

沉井刃脚岩壁的处理

以渝怀铁路阿蓬江大桥深水基础钢沉井施工为例,介绍了深水钻岩爆破技术在沉井刃脚岩壁处理中的应用。详细说明了爆破方案的选择、参数设计等,分析了实际爆破效果。施工结果表明,深水钻岩爆破技术安全性高、效益明显,是解决大高差河床中沉井稳定性问题的有效手段之一。

大型沉井施工指标分析与工程控制重难点对应研究

以广东省深圳市固戍水质净化厂二期工程为例,通过简化地质条件,对沉井施工的砂垫层厚度、宽度、侧阻力、刃脚下地基极限承载力、各阶段下沉系数和接高稳定性等施工指标进行计算,并将施工指标与施工中可能遇到的问题进行一一对应,进而分析预测了沉井施工的重难点。该分析结果、优化技术方案的实施,避免或减轻了重难点因素对施工的影响,提高了施工效率。该研究成果可供类似工程参考与借鉴。