马鞍山长江公路大桥北锚碇沉井基础计算报告
马鞍山长江大桥根式锚碇基础设计
2 . C h i n a R a i l w a y Ma j o r B r i d g e R e c o n n a i s s a n c e& D e s i g n I n s t i t u t e C o . , L t d . , Wu h a n 4 3 0 0 5 6 , C h i n a )
摘
要: 为 了解 决传 统沉井基础力学性能 的缺陷 , 提 出了新型 的根式锚碇基础。针对根式锚碇 基础设计方案 , 利用
现场试验数据对根式基础 中根键的作用进 行了分析 。然后对 根式基础进 行 了有 限元分析 , 为设计提供 数据 支持 。 最后 , 对根式锚碇基 础中根键部分进行设计简化计算 , 并 为设计人员提供 了简化 的设计计 算公式 。研究表 明, 根键 的压 入能够大 大提高基础 的极限承载力 , 根式锚碇基础用于大跨度悬索桥是可行的。
f o r t h e a n c h o r a g e s o f s u s p e n s i o n b r i d g e s , w h i c h i s c a l l e d t h e r o o t s t lk a f o u n d a t i o n . A c c o r d i n g t o t h e d e s i g n p l a n , t h e i f e l d me a s u r e d d a t a i s a d o p t e d t o a n ly a z e t h e i n f l u e n c e o f r o o t s t a l k s o n t h e f o u n d a t i o n . T h e n, f i n i t e e l e me n t a n a l y s i s o f t h e r o o t s t lk a f o u n d a t i o n i s c a r r i e d o u t
马鞍山大桥北锚碇复合地基处理
马鞍山大桥北锚碇复合地基处理内容摘要(中心思想)简要介绍沉井复合地基的处理方案、砂桩复合地基的强度验算及砂桩施工技术措施。
(实践情况及问题)采用砂桩进行沉井下沉前的复合地基处理方案,综合分析地基处理的必要性及地基处理的方法,及对复合地基进行强度验算。
施工过程控制是关键因素,在砂桩及砂垫层施工中只有严格按照施工技术措施控制,才能确保复合地基的施工质量。
通过分别对砂桩及砂垫层进行的平板荷载试验证明,复合地基处理方案是正确的,所选择的技术参数也是经济合理的。
(实践结论)由于沉井体积大、超重量、对地基承载力要求高,因此施工中合理选择施工方案至关重要,施工过程中要有严格的技术保障措施,针对马鞍山大桥北沉井的地质情况,采用砂桩及砂垫层进行复合地基处理是合理的,也是成功的。
关键词:沉井复合地基处理目录一、工程概述 (1)(一)马鞍山大桥工程概况 (1)(二)北锚碇工程概况 (3)二、复合地基处理方案 (4)(一)前三节沉井总重量及刃脚与隔墙支撑端面积的计算 (4)(二)地基处理的必要性 (4)(三)地基处理的方法 (5)(四)砂桩复合地基强度验算 (6)三、复合地基的施工 (9)(一)砂桩施工 (9)(二)砂桩施工技术 (10)(三)基坑开挖 (11)(四)砂垫层回填 (11)四、结束语 (12)参考文献 (13)马鞍山大桥北锚碇复合地基处理一、工程概述(一)马鞍山大桥工程概况马鞍山长江公路大桥位于安徽省东部,起自巢湖市和县姥桥镇省道206,接规划中的马鞍山至合肥高速公路,跨江后进入马鞍山市,终点止于马鞍山市当涂县牛路口(皖苏界),与规划中的马鞍山至溧水公路(江苏段)相接,路线全长约36.14km,其中跨江主体工程长11km,南岸接线长19.49km,北岸接线长5.65km。
马鞍山长江公路大桥位处芜湖长江大桥和南京长江三桥之间,上距芜湖长江大桥约27km,下距南京三桥约46km,连接马鞍山和巢湖两市。
大桥桥位见下图。
沉井计算书
上部结构计算书总信息、风、重量、地震、位移、剪重比、侧向刚度等结果说明: 计算中不考虑风荷载时,则不给出侧向刚度及比值。
一、总信息层数= 1 底层支承点数= 6 活载组数= 1 X 向风载信息= 1 Y 向风载信息= 1X 向地震信息= 1 Y 向地震信息= 1轴向变形信息= 2 扭转变形信息= 1 输出信息= 4 安全等级= 3 梁支座弯矩调幅系数= 0.80 梁刚度增大系数= 1.00 连梁刚度折减系数= 0.60 梁扭矩折减系数= 0.80 梁跨中弯矩增大系数= 1.00模拟施工计算信息= 0 结构类型:框架结构鞭梢小楼层数= 0 抗震烈度或地震影响系数= 0.04 场地类别或特征周期= 0.65 设计地震分组号= 1 阻尼比= 0.05单、双向水平地震作用计算扭转效应信息= 1 地震力调整系数= 1.00振型数= 3 框架抗震等级= 2 剪力墙抗震等级= 2 抗震活载折减系数= 0.50 周期折减系数= 0.80 抗震剪力调整信息= 0基本风压= 0.50 体型系数= 1.30 地面粗糙度= 2.结构基底标高= 0.00层号层高梁混凝土强度等级(C) 柱混凝土强度等级(C)1 5.90 30. 30梁钢筋强度:Fyb= 400000. 梁箍筋强度:Fyvb= 400000.柱钢筋强度:Fyc= 400000. 柱箍筋强度:Fyvc= 400000.剪力墙钢筋强度:Fyw= 300000. 剪力墙分布筋强度:Fyvw= 270000.二、风荷载及作用点坐标(相对于第一点)层号X 向风(kN) Y 向风(kN) X(m) Y(m)1 18.96 39.96 5.30 2.51----------------------------------------SUM: 18.96 39.96三、各层的重量、质量和质心坐标(相对于第一点)层号重量(kN) 质量(kN) X(m) Y(m)1 608.18 594.85 5.31 2.52----------------------------------------SUM: 608.18 594.85四、地震计算结果X 向地震:振型: 1 周期: 0.3689 (SEC.)层号特征向量地震作用(kN)1 0.1284 23.7938------------------SUM 23.7938Y 向地震:振型: 1 周期: 0.3824 (SEC.)层号特征向量地震作用(kN)1 0.1284 23.7938------------------SUM 23.7938X 向总地震作用= 23.79 (kN)Y 向总地震作用= 23.79 (kN)五、各工况荷载产生的位移恒荷载产生的各层竖向最大位移:层号Z 向最大位移(mm)1 0.1681活荷载产生的各层竖向最大位移:层号Z 向最大位移(mm)1 0.0095X 向风荷载产生的各层水平位移:层号X 向位移(mm) U/H 层间位移(mm) u/h1 1.0770 1/ 5385 1.0770 1/ 5385-------------------------------------平均值: 1.0770 1/ 5385 X 向地震作用产生的各层水平位移:层号X 向位移(mm) U/H 层间位移(mm) u/h1 1.3514 1/ 4292 1.3514 1/ 4292-------------------------------------平均值: 1.3514 1/ 4292 Y 向风荷载产生的各层水平位移:层号Y 向位移(mm) U/H 层间位移(mm) u/h1 2.4381 1/ 2379 2.4381 1/ 2379-------------------------------------平均值: 2.4381 1/ 2379 Y 向地震作用产生的各层水平位移:层号Y 向位移(mm) U/H 层间位移(mm) u/h1 1.4517 1/ 3995 1.4517 1/ 3995-------------------------------------平均值: 1.4517 1/ 3995 六、楼层的水平地震剪力验算(层剪重比)“高层建筑混凝土结构技术规程”中要求楼层的水平地震剪力标准值应满足:V eki > 入Gs (Gs=Gi+Gi+1...+Gn)即:各层剪重比Veki/Gs > 入其中:Veki-- i 层的水平地震剪力标准值;入--水平地震剪力系数;Gs-- i 层及其以上各层的重力荷载之和。
超大型沉井基础首次下沉高度选择和地基处理技术
1 沉 井首次 下沉 高度确定 的原则 及影 响因 素
沉井 首次 下沉高 度决定 沉井 首节下 沉后 的入 土 稳定 性 、 结构 的安 全 、 施工 工期 、 工序转 换 、 临时
南 锚碇 沉井 共 分 9节 , 定 了 3种 不 同 的接 拟 高下沉 方案 : 案一 ( 、 、 、 + ( 、 ) 方 一 二 三 四) 五 六 + ( 、 、 ) 方案 二 ( 、 、 ) ( 、 ) ( 、 七 八 九 ; 一 二 三 + 四 五 + 六
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七 、 、 ) 方案三 ( 、 、 + ( + ( 、 ) 八 九 ; 一 二 三) 四) 五 六 + ( 、 、 。从 沉井结 构安 全 、 工安全 、 七 八 九) 施 工期 等多 个方 面 进行 比较 ( 表 1 , 用 首 次 接 高 4 见 )采
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图 1 南 锚 碇 沉 井 立 面 图 ( 位 :m) 单 c
总第 29 4期 21 0 1年第 6期
交
通
科
技
Tr n p ra in S in e 8 c n lg a s o tt ce c LTe h oo y o
Se ilN o 249 ra . No 6 De . O I . c2 1
超 大 型沉 井基 础首 次 下沉 高度 选 择 和地 基 处 理 技术
地基 处 理 , 对整 个 沉井 施 工 具 有举 足 轻 重 的重 要
悬索 桥 , 跨 布置 为 3 01+10 0r+10 0m+ 桥 6 " 8 " 1 1 n 8 30m, 6 分北 引 桥 、 锚 碇 、 江 大 桥 、 锚 碇 、 北 跨 南 江
沉井计计算书
沉井结构计算采用沉井结构形式,沉井的结构布置见下图,底板顶面标高-4.5m ,壁顶标高4.5m ,地面以下为8.7m ,持力层在第4层土上,kPa f ak 160=,地下水位最高高程为2.0m 。
一、正常使用阶段1、抗浮验算地下水位正常使用期高程为2.0m 抗浮重量计算:顶板200厚: kN G 5.3591=外池壁600厚: kN G 5.652025)25.722.13(6.05.102=⨯⨯+⨯⨯⨯= 内池壁300厚: kN G 4.10163=阀门室底板250厚和侧墙300厚:kN G 1.2384=底板700厚:kN G 15755= 二次现浇素混凝土:kN G 10646= 封底混凝土600厚:kN G 12317=∑=kN Gi12004浮力kN F k 5.89577.82.13)8.52(10=⨯⨯+⨯= 抗浮稳定系数34.15.895712004==K , 满足。
2、底板配筋计算最大浮力kPa p k 72)27.05.4(10=++⨯=底板最大净反力kPa p jk 5.61)1025(7.072=-⨯-= 底板最大净反力设计值kPa p j 742.15.61=⨯= ⑴ 板块1:8.1x3.2mmkN Mx⋅=⨯⨯=852.374812构造配筋:选20@200(1592) ⑵ 板块2:45.91.8⨯=⨯y x l l 则765.045.91.8= 30506.67022=⨯=qlm kN M x⋅=⨯⨯⨯+=3271.874)0317.061062.0(221770mm As =mkN My⋅=⨯⨯⨯+=2061.874)062.061032.0(221120mm As =构造配筋量210501000700%015.0mm As =⨯⨯= 3、池壁配筋计算池壁按上下端铰支,两侧固支(或弹性固支)进行计算,土压力+水压力:kpap 120=,各池壁内力计算如下:○1.m l x 5.9=,m l y 3.8=978.0=xy l l m kN ql y ⋅=103792m KN M X⋅-=⨯-=37310379036.00mKN M X⋅=⨯=156103790161.0mKN My⋅=⨯=135********.0○2.m l x 1.8= ,m l y 3.9=m l l yx 87.0= m KN ql y ⋅=78732m KN M X⋅-=⨯-=29678730376.00mKN M X⋅=⨯=1347873017.0 mKN My⋅=⨯=2.9978730126.0水平弯矩考虑相邻边的分配,则 棱边m KN M ⋅=3400二、沉井施工阶段1、侧向土压力计算 降水下沉,干封底,rzk P a ⋅= 取49.0)1045()245(22=-=Φ-=ty ty k a将池壁沿高度方向分为5段0~3.3;3.3~5.3;5.3~7.3;7.3~9.3;9.3~11.3H 0H r Ka P z ⋅= 0~3.3 KPa 303.31805=⨯⨯ 3.3~5.3 KPa 483.5185.0=⨯⨯ 5.3~7.3 KPa 663.7185.0=⨯⨯ 7.3~9.3 KPa 843.9185.0=⨯⨯ 9.3~11.3 KPa 1023.11185.0=⨯⨯2、侧向土压力下内力及配筋计算按框架计算内力,其内力如下图,各截面内力对应上述P值内力表单位:mKN池壁厚度h=600mm裂缝宽度满足0.2mm 三、沉井下沉计算井壁剖面见图:1、井壁与土壤的摩阻力计算根据勘探报告,摩阻力按土层厚度加权平均计算, 161.11252.2105.5204.2121=⨯+⨯+⨯+⨯=ka f kPa下沉总摩阻力:a fk Uf F =,U=43.8 m 。
沉井工程下沉施工记录(3篇)
第1篇一、工程概况本项目为某大型桥梁工程,位于我国某城市,桥梁全长为X米,其中沉井基础长Y 米,宽Z米,高W米。
沉井基础采用钢筋混凝土结构,平面尺寸为YZ米,高度为W米,沉井内部分为多个仓格,井壁厚X米。
本工程于2023年3月1日开始施工,预计于2023年12月31日完成。
二、施工准备1. 施工人员:本项目共需施工人员100人,其中技术人员10人,施工人员90人。
2. 施工设备:主要包括挖掘机、混凝土搅拌站、泵车、汽车吊、潜水泵等。
3. 施工材料:主要包括钢筋混凝土、钢筋、水泥、砂石等。
三、施工步骤1. 沉井基础制作:首先进行沉井基础模板的安装,然后进行钢筋绑扎,最后进行混凝土浇筑。
浇筑过程中,要严格控制混凝土的质量和浇筑速度,确保沉井基础的强度和稳定性。
2. 沉井基础预压:在沉井基础混凝土达到一定强度后,进行预压处理。
预压过程中,要确保沉井基础稳定,避免发生变形。
3. 沉井基础下沉:沉井基础下沉采用排水下沉法,先在沉井基础内部设置排水系统,然后进行抽水,使沉井基础下沉。
下沉过程中,要严格控制下沉速度和偏位,确保沉井基础与周围土体紧密结合。
4. 沉井基础接高:沉井基础下沉到设计标高后,进行接高施工。
接高过程中,要确保接高部分的强度和稳定性,与沉井基础紧密结合。
5. 沉井基础封底:沉井基础接高完成后,进行封底施工。
封底过程中,要确保封底部分的强度和稳定性,与沉井基础紧密结合。
四、施工记录1. 2023年3月1日:开始沉井基础制作,完成模板安装。
2. 2023年3月5日:完成钢筋绑扎,开始混凝土浇筑。
3. 2023年3月10日:混凝土浇筑完成,进行预压处理。
4. 2023年3月15日:预压处理完成,开始沉井基础下沉。
5. 2023年3月20日:沉井基础下沉至设计标高,开始接高施工。
6. 2023年3月25日:接高施工完成,开始封底施工。
7. 2023年3月30日:封底施工完成,沉井基础下沉施工结束。
沉井计算案例分析报告范文
沉井计算案例分析报告范文沉井是一种常用的深基础施工方法,广泛应用于桥梁、高层建筑、港口码头等工程中。
本文将通过一个具体的沉井计算案例,详细分析沉井的设计和施工过程中的关键技术问题,为工程技术人员提供参考。
工程背景某工程需要在河床上建造一座桥梁,考虑到地质条件和施工环境,决定采用沉井基础。
沉井的直径为20米,深度为40米,需要穿过河床的砂层和粘土层,最终到达基岩层。
设计要求1. 沉井的稳定性:确保沉井在施工和使用过程中的稳定性,防止倾斜或沉降。
2. 沉井的承载力:满足桥梁上部结构的荷载要求。
3. 沉井的密封性:防止水和泥沙进入沉井内部。
地质条件分析在设计前,对工程区域的地质条件进行了详细的勘察。
河床表面为砂层,厚度约为10米,下层为粘土层,厚度约为20米,再往下为基岩层。
砂层和粘土层的物理力学性质如下:- 砂层:内摩擦角φ=35°,黏聚力c=0,密度ρ=1.8g/cm³。
- 粘土层:内摩擦角φ=20°,黏聚力c=20kPa,密度ρ=1.9g/cm³。
沉井设计1. 沉井尺寸:根据桥梁荷载和地质条件,确定沉井直径为20米,壁厚1.2米。
2. 沉井结构:沉井采用钢筋混凝土结构,内部设置纵横交错的钢筋网,增强结构的抗弯和抗剪能力。
3. 沉井施工:采用水下混凝土浇筑,确保沉井的密实性和均匀性。
沉井施工计算1. 沉井自重计算:根据沉井尺寸和材料密度,计算沉井的自重约为1200吨。
2. 沉井浮力计算:考虑水的浮力,计算沉井在水中的浮力约为1000吨。
3. 沉井稳定性分析:通过计算沉井的重心和浮心,分析沉井的稳定性。
计算结果显示,沉井的重心位于浮心上方,满足稳定性要求。
施工过程1. 沉井制作:在工厂内制作沉井,确保尺寸和结构符合设计要求。
2. 沉井运输:将沉井运输至施工现场,采用大型浮吊进行安装。
3. 沉井下沉:通过调节沉井内的水位,使沉井逐渐下沉至设计深度。
4. 沉井密封:在沉井底部设置密封层,防止水和泥沙进入。
沉井的设计与计算
沉井的设计与计算沉井的设计与计算2010-04-19 22:18沉井既是结构物的基础,又是施工过程中挡土、挡水的结构物,因此其设计计算需包括沉井作为整体深基础的计算和在施工过程中的计算两大部分。
在设计沉井计算之前必须掌握如下有关资料:①上部结构尺寸要求,沉井基础设计荷载;②水文和地质资料(如设计水位、施工水位、冲刷线或地下水位标高,土的物理力学性质,沉井通过的土层有无障碍物等);③拟采用的施工方法(排水或不排水下沉,筑岛或防水围堰的标高等)。
5-3-1沉井作为整体深基础的计算沉井作为整体深基础设计,主要是根据上部结构特点、荷载大小及水文和地质情况,结合沉井的构造要求及施工方法,拟定出沉井埋深、高度和分节及平面形状和尺寸,井孔大小及布置,井壁厚度和尺寸,封底混凝土和顶板厚度等,然后进行沉井基础的计算。
根据沉井基础的埋置深度不同有两种计算方法。
当沉井埋深在最大冲刷线以下较浅仅数米时,可不考虑基础侧面土的横向抗力影响,按浅基础设计计算;当埋深较大时,沉井周围土体对沉井的约束作用不可忽视,此时在验算地基应力、变形及沉井的稳定性时,应考虑基础侧面土体弹性抗力的影响,按刚性桩(αh 2.5)计算内力和土抗力。
一般要求沉井基础下沉到坚实的土层或岩层上,其作为地下结构物,荷载较小,地基的强度和变形通常不会存在问题。
一般要求地基强度应满足:表5-1土与井壁摩阻力经验值土的名称土与井壁的摩阻力q(kPa)砂卵石砂砾石砂土流塑粘性土、粉土软塑及可塑粘性土、粉土硬塑粘性土、粉土泥浆套18~30 15~20 12~25 10~12 12~25 25~50 3~5注:本表适用于深度不超过30m的沉井。
图5-14井侧摩阻力分布假定F+G≤Rj+Rf(5-1)式中F──沉井顶面处作用的荷载,kN;G──沉井的自重,kN;Rj──沉井底部地基土的总反力,kN;Rf──沉井侧面的总摩阻力,kN。
沉井底部地基土的总反力Rj等于该处土的承载力设计值f与支承面积A的乘积,即Rj=f A(5-2)可假定井侧摩阻力沿深度呈梯形分布,距地面5m范围内按三角形分布,5m 以下为常数,如图(5-14)所示,故总摩阻力为:Rf=U(h-2.5)q(5-3)式中U──沉井的周长,m;h──沉井的入土深度,m;q──单位面积摩阻力加权平均值,q=Σqi hi/Σhi,kPa;hi──各土层厚度,m;qi──i土层井壁单位面积摩阻力,根据实际资料或查表5-1选用。
路桥实习报告——中交二航局马鞍山长江公路大桥项目部
实习总结一,实习单位:中交二航局马鞍山长江公路大桥项目部二:实习时间:2011年7月14日——2011年8月14日三:工程概况马鞍山长江公路大桥及接线工程位于安徽省东部,连接马鞍山和巢湖两市。
工程起于安徽和县姥桥镇附近S206省道,在马鞍山江心州位置处跨越长江,通过马鞍山市城区的西南侧,在超山附近接马芜高速后向东。
线路终于皖苏两省交界处牛路口,于江苏省拟建的溧水——马鞍山高速公路江苏段相接,工程全长36.274KM。
马鞍山长江大桥主桥为三塔两跨悬索桥,主跨为2×1080m的钢箱梁,引桥采用多种跨径的预应力混凝土连续梁。
四:施工情况中交二航局主要承建三个标段:MQ-03标段(包括北边塔和跨堤引桥,其中北边塔已经完工,跨堤引桥目前正在施工);MQ-06标段(包括50m整体箱梁、北锚体和30m 引桥。
其中50m整体箱梁还没开工,北锚体和30m引桥目前正在施工中);MQ-16标段(主要是主桥上部结构,目前还没开工)。
下面为目前正在施工的工段的大概施工情况:1、跨堤引桥跨堤引桥是由三跨(65米+70米+65米)组成的预应力混凝土连续箱梁桥。
主梁为单箱单室截面,采用了悬臂挂篮和部分满堂支架现浇的施工方法。
两65米边跨外侧满堂支架现浇,两套挂篮分别从一号墩和二号墩向两边对称施工,最后分别在三跨跨中进行合拢。
在施工过程中,一号墩和二号墩的墩顶0#块和1#块也采用了支架现浇的施工方法,等达到一定强度后张拉预应力,然后安装挂篮向两边悬臂施工。
主梁施工中,采取了墩梁临时固结的工艺,待合拢后解除临时固结。
支座采用了大吨位的球形钢支座,单幅采用双排支座。
跨堤引桥的下部结构为钻孔灌注桩基础,双柱式墩,中间设系梁。
其中3#墩为结合墩,桥墩采用爬模的施工工艺。
施工过程中,为了提高墩的养护质量,待其浇筑完成后,在表面包裹一层塑料薄膜,减少水分蒸发。
另外为了保证桩的质量,将桩顶密实度不符合要求的部分凿除,露出钢筋骨架,然后绑扎钢筋浇筑承台。
陆上超大沉井施工全过程经验总结
陆上超大沉井施工全过程经验总结摘要:马鞍山长江公路大桥北锚碇基础沉井施工中,通过有效的科学研究及现场落实,利用换填层换填形状及工艺的改进,提高了换填基础的整体强度;利用合理的钢壳拼装顺序保证了大体积沉井的现场制作精度;利用降排水下沉、不排水下沉的有效组合保证了沉井的快速下沉;利用下沉定位、纠偏技术和监控技术解决了下沉过程中的精度问题;利用空气幕助沉工艺解决了终沉阶段下沉困难的问题;利用首次对分区隔墙封底技术保证了沉井基础的顺利封底;利用分组施工技术解决了填芯施工进度慢的问题;现将这些经验总结出来,供今后类似工程参考。
关键词:沉井制作;基础加固;下沉;封底;填芯;经验总结1、工程概况马鞍山长江公路大桥主桥为三塔两跨悬索桥,桥跨布置为360+1080+1080+360=2880m,主桥净宽33m,设计车速100km/h,基础采用沉井结构构造。
大桥北锚碇沉井基础为5×5宫格型,长60.2m,宽55.4m(首节钢壳沉井长60.6m,宽55.8m),高41m。
其中第一节为钢壳混凝土结构,高8m,其余7节为钢筋混凝土结构。
沉井井壁厚度:第1~2节为2.4m,第3~7节为2.2m,第8节为1m;沉井隔墙厚度为2.2m。
沉井顶标高+4.5m,底标高-36.5m,见图1:马鞍山大桥北锚碇沉井基础示意图。
锚碇区地下水主要为空隙承压水,与长江相通,涨幅情况与长江一致。
地表覆盖层厚约45m,自上而下依次为可塑状粉质粘土(厚2.5~3.5m)、流塑状淤泥质粉质粘土(厚15~16m)、稍密状~中密状粉细砂(厚18~22m)及中密状中砂(厚4~10m)。
基底置于中密的中砂层上。
图1 马鞍山大桥北锚碇沉井基础示意图2、沉井施工关键技术2.1地基换填2.1.1 砂桩施工首先进行砂桩机的试桩施工,确定砂桩间距、桩长等工作参数。
根据试桩确定的工程参数,做好桩距、桩长、桩径、竖直度、灌砂量等项目的控制工作。
1)工程桩的桩底标高严格以试桩结果进行控制。
南锚碇沉井接高下沉分析计算
南锚碇沉井接高下沉分析计算发表时间:2018-07-03T11:28:26.037Z 来源:《建筑学研究前沿》2018年第2期作者:唐文瑞[导读] 马鞍山长江公路大桥左汊主桥桥型为主跨2×1080 m三塔悬索桥。
中交第二公路工程局第五工程有限公司 7101191、工程概况马鞍山长江公路大桥左汊主桥桥型为主跨2×1080 m三塔悬索桥,南锚碇采用大沉井施工方案,平面尺寸为60.2m×55.4m(第一、二节沉井长和宽分别为60.6m和55.8m)的矩形截面,沉井高48m,共分九节,共布置 25个井孔。
沉井第二节壁厚2.4m,第三节到第八节井壁厚2.2m;隔墙厚2.2m,除第一节未设倒角外,其余七节井壁与隔墙间、隔墙与隔墙间的倒角均为0.5m×0.5m;沉井刃脚高1.8m,刃脚踏面宽0.2m;为传递封底混凝土基底反力和增强封底混凝土与井壁的联结在底节钢沉井顶部设置了2m 高的剪力键。
第一节钢壳沉井,分为17类共60个节段工厂预制,然后运到现场就位拼装成整体,以钢壳沉井为模板浇筑混凝土,形成钢壳混凝土沉井。
第二节到第九节钢筋混凝土沉井均为现场浇筑,第八节沉井为异形沉井,局部隔墙与井壁顶部预留顶盖底模梁的支承槽口。
图1.2-1 南锚碇沉井基础结构图2、水文、地质条件南锚碇区上部粘性土及淤泥质土为相对隔水层,下部砂类土为强透水层,地下水主要为孔隙承压水,水量丰富,勘测期间稳定水位0.80~1.85m,下部承压水位2.08~3.54m,地下水与长江相通,涨幅情况与长江一致,根据抽水试验,当降深为8.48m时,地下水影响半径已达长江河道内,本次抽水试验测得水文参数如下:南锚碇位于江心洲上,北距江心洲长江大堤约240m,地形较为平缓,墩位处地面高程约6.0~7.0m,主要为民房与池塘。
地表覆盖层厚度超过70米,自上而下依次为可塑状粉质土(厚2.0~5.0米)、流塑状~软塑状质粉质粘土夹淤泥质土(厚3~7米)、稍密状~中密状粉细砂(厚18~22米)及中密状中砂(厚4~10米),底部揭露密实状圆砾土,顶板高程在-43.20~-45.60,厚度稳定,承载力较高,是较好的基础持力层。
沉井基础设计计算书
课程设计(学年论文)说明书课题名称:沉井基础设计学生学号:专业班级:学生姓名:学生成绩:指导教师:课题工作时间:填写说明:1. 一、二、三项由指导教师在课程设计(学年论文)开始前填写并交由学生保管;2. 四、五两项由学生在完成课程设计后填写,并将此表与课程设计一同装订成册交给指导教师;3. 成绩评定由指导教师按评定标准评分。
4. 此表格填写好后与正文一同装订成册。
课程设计评审标准(指导教师用)沉井基础设计计算书课题名称:沉井基础设计学生学号:专业班级:交通土建02学生姓名:指导教师:课题工作时间:2013年5月20日至2013年5月31日一、方案比选所设计桥墩为等跨等截面梁式桥。
下部构造为重力式墩。
由设计资料可知,上部结构的恒载较大,结构对基础的变位敏感,而基础的埋深较大,表层地基土的容许承载力不足,做扩大基础开挖工作量大,以及支撑困难。
采用沉井基础不仅使桥墩的整体性强、稳定性好,有较大的承载面积,能承受较大垂直荷载和水平荷载,对周围的地基土的扰动也较小,而且相对于其他的深基础也更经济,故经过比选后决定采用沉井基础。
二、持力层选择1、根据工程地质资料选择持力层;由设计资料可知,沉井高度m H 5.10=,又沉井高出地面m 5.0,所以沉井埋深m h 0.10=。
根据工程地质资料持力层为灰色粘土层,沉井刃脚根部深入灰色粘土层m 5.55.15.25.010=---。
2、确定沉井基础的尺寸和埋深;沉井平面布置图沉井高度m H 5.10=,又沉井高出地面m 5.0,所以沉井埋深m h 0.10=。
沉井内径m d 0.6=。
底节沉井高度m H 756.11=,外径m D 6.6=,壁厚mm t 5002=,刃脚踏面宽度mm a 150=;三、荷载计算1、上部结构荷载活载及墩身自重产生的竖向力kN N 15000=,对沉井底面形心轴的力臂为0.5m ;水平力为kN H 585=,对沉井底面形心轴的力臂为18.5m 。
马鞍山长江公路大桥南锚碇沉井下沉分析
马鞍山长江公路大桥南锚碇沉井下沉分析米长江;王岩;穆保岗【期刊名称】《桥梁建设》【年(卷),期】2011(000)006【摘要】马鞍山长江公路大桥南锚碇沉井下沉采取“3次接高,3次下沉”的方案.为保证该方案的施工安全,对沉井下沉可行性指标进行验算,并对沉井首次接高期间的沉降量进行预估.计算结果表明,该方案能够满足沉井下沉初期结构本身的安全,保证首次接高期间的沉降量尤其是不均匀沉降量在允许的范围内.南锚碇沉井下沉时,土体采用分区对称的开挖方式,当沉井下沉至标高-34 m左右时启动空气幕助沉,通过对沉井降排水下沉和不排水下沉的过程进行实时监控和分析,有效地确保了该沉井下沉的安全、平稳.%The south anchorage caisson of Maanshan Changjiang River Highway Bridge was sunk down, using the construction scheme of 3-time caisson height extending and 3-time caisson sinking. To ensure the safety of the construction scheme, the calculation of the caisson sinking feasibility indices was checked and the settlement amount of the caisson during the first time caisson height extending was estimated. The results of the calculation showed that the construction scheme could satisfy the safety of the caisson structure itself at the early stage of the sinking and could ensure that the settlement amount, particularly the non-uniform settlement amount, would be controlled within the allowable range. As the caisson was sunk down, the earth inside thecaisson was removed in areas in a balance way and as the caisson reached the depth ofelevation of about -34 m, the air curtain started to work to aid the sinking. The sinking process of the caisson by dewatering and draining and by undraining was monitored in real time and analyzed, and the safety and stability of the caisson sinking was consequently effectively ensured.【总页数】6页(P6-11)【作者】米长江;王岩;穆保岗【作者单位】中交第二工程局有限公司,陕西西安 710065;无锡市民用建筑设计研究院有限公司,江苏无锡 214072;东南大学,江苏南京 210096【正文语种】中文【中图分类】U445.557【相关文献】1.特大超深沉井的下沉施工技术:江阴长江公路大桥北锚沉井施工实践 [J], 刘加峰2.马鞍山长江公路大桥北锚碇沉井下沉施工技术 [J], 王永东;汪学进3.沉井下沉技术在泰州长江公路大桥北锚碇中的应用 [J], 王卫忠4.马鞍山长江公路大桥锚碇基础超大沉井下沉施工控制 [J], 金松;欧阳祖亮5.大型陆地锚碇沉井下沉结构受力分析及关键技术 [J], 魏湛力因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
受承台和埋深影响的沉井水平位移计算
a6 z6 + a7 z7 , = a0 + a1 z + a2 z2 + a3 z3 +
a4 z4 + (M 5 + N 5 ) z5 ,。
( 8)
其中,
M5
=-
2rk EI n(n -
an- 5 1) ( n - 2) ( n -
3),
( 9)
N5
=-
2rk EI n(n -
c0 an- 4 1) (n - 2) (n -
2 桩 (沉井 )的挠曲微分方程 [ 11]
设置于土中的竖向弹性桩, 地面处承受横向荷 载 ( 水平力 H 0 和弯矩 M 0 ) , 因此, 桩顶产生横向 ( 侧 向 ) 位移 y0 和转角 U0 (桩身受有水平分布荷载 q( z ) 作用 )。由于荷载作用, 桩将发生挠曲, 支撑桩的弹 性介质 (土 )将产生连续分布的土反力。假定桩上 任意一点 z 处单位桩长上的反力 p= p( z, y )。若忽 略由于桩挠曲引起的竖向摩擦力, 则各截面仅有水 平向地基土反力。
验方法。P-y 曲线法的优点在于它能适用于很广泛 的土的类型和真实的加载条件, 得到的结果与实际 也吻合得较好, 充分考虑了土的非线性。缺点在于 P-y 曲线法把土分割成一个 个离散的单元, 并且把 土压力转化成了节点荷载; 另一个不足是在实际应 用中计算的输入输出费时费力。在实际工程中, 我 们需要一种更简单实用的方法。
- 2rk
an
, 变化系数得通
EI ( n+ 5) ( n + 4) ( n+ 3) ( n + 2)
式:
M 5n
=
(-
1) n ( 2rk )n EI
沉井基础算例
沉井转动中心位置为:
两控制位置z=h/3和z=h处井侧水平压应力
土体极限横向土抗力为:
修正系数 ,
0~h/3范围内土的加权浮重度:
h/3处的内摩擦角:
h/3处的粘聚力:
0~h范围内土的加权浮重度:
h处的内摩擦角:
h处的粘聚力:
则
均满足要求,因此计算时可以考虑沉井侧面的弹性抗力。
重度
刃脚截面积
形心至井壁外侧的距离为
刃脚体积
刃脚重力:
②底节沉井井壁
重度
截面积
体积
重力:
③底节沉井隔墙
重度
体积
重力:
④第二节沉井井壁
重度
截面积
体积
刃脚重力:
⑤钢筋混凝土盖板(厚1.5m)
重度
体积
重力:
⑥井孔填砂卵石重
重度
考虑自井底以上3.6m范围内以水下混凝土封底,以上用砂卵石填孔,填孔高度为4.9m。
若按此深度,则沉井将较接近于细砂类淤泥层,形成软弱土层,对沉井与上部结构安全不利。
②按土质条件沉井应进入密实的砂卵石层并考虑2.0m的安全度,则
③按地基承载力,沉井底面位于密实的砂卵石层为宜。
根据以上分析,拟采用沉井高度H=10m,沉井顶面标高定为91.7m,沉井底面标高为81.7m。因洪水位较高,第一节沉井高度不宜太小,故取8.5m,第二节沉井高1.5m,第一节沉井顶面标高为90.2m。
由土层资料知:
根据持力层土的类别查规范表格得:
又基础的最小宽度
一般冲刷线至基底的距离
土重度:持力层为透水性土, 取浮重度
基底持力层土的浮重度:
基底以上土层的加权平均浮重度:
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马鞍山长江公路大桥北锚碇沉井基础不对称封底对沉井几何姿态影响
分析报告
2010年9月
目录
一封底概述 (1)
二空间有限元计算模型 (3)
(1)模型说明 (3)
(2)材料参数取值 (4)
(3)计算说明 (5)
三计算结果 (6)
(1)第一次封底混凝土浇筑完成 (6)
(2)第二次封底混凝土浇筑完成 (7)
(3)第三次封底混凝土浇筑完成 (9)
(4)第四次封底混凝土浇筑完成 (11)
(5)第五次封底混凝土浇筑完成 (13)
四结论 (15)
一封底概述
马鞍山长江公路大桥北锚沉井封底共分五次进行,先沿部分分区隔墙回填砂,使沉井内部形成封闭的五个个区域,封底浇筑顺序为:①-④-②-③-⑤。
首先对区域①进行封底施工,然后对区域④进行封底施工,再对区域②进行吸砂清基浇筑封底混凝土,然后对③区域吸砂清基后进行混凝土浇筑。
最后再施工⑤区域,封底混凝土浇筑到封底顶标高-28.5m。
图1-1分区封底混凝土施工顺序图
二空间有限元计算模型
(1)模型说明
采用Midas-GTS有限元软件,建立空间有限元模型对考虑结构-土体相互作用下的结构及土地受力和变形进行非线性仿真分析。
为尽可能真实地模拟该沉井结构及周围土体,采用全模型建模。
如图2-1所示。
模型总高度120m,长300m,宽260m,底部至中分化岩层。
模型中土体采用摩尔库仑本构模型,混凝土及钢材采用弹性材料,按规范赋予相应参数。
对于地下水,根据实际情况,考虑施工过程中井内外水压的调整。
图2-1 北锚碇沉井基础整体有限元计算模型
图2-2 北锚碇沉井结构模型
(2)材料参数取值
模型中需要考虑混凝土、钢材及岩土三类材料,需考虑混凝土、钢材材料参数和锚碇所在区域岩土层的材料参数取值对结构分析结果的影响。
混凝土按弹性计算,其中混凝土井壁以及水下混凝土均按C30混凝土赋予材料的弹性模量和泊松比等特性。
钢壳沉井以及钢壳间横撑按照Q235钢材进行赋值。
岩土层的参数取值主要依据设计方提供的详勘资料,对于详勘资料中没有提供的参数,结合本工程的实际情况,根据规范及经验取值。
北锚碇周围土层计算时采用的厚度按照详勘资料中提供的各土层层顶标高,取其平均值确定,各物理参数依据地勘资料进行了相应修正。
具体数据见表2-1。
表2-1 北锚碇地基各土层厚度及参数取值
(*沉井顶面标高+4.5m)
(3)计算说明
本模拟计算主要目的是掌握沉井结构在不对称封底情况下的几何姿态以及结构应力状况,为了更加准确的把握因不对称封底而造成的沉井结构几何姿态变化规律,在本次模拟分析中,在沉井下沉到位后、第一次封底混凝土之前添加一个工况,即将整个模型的位移清零,保留结构应力,继而可以较为清晰地得出后续的五个阶段水下封底混凝土施工对沉井的几何空间姿态的影响。
三计算结果
本模拟计算主要分析不对称封底而造成的沉井结构几何姿态变化规律,在第一次及第三次水下混凝土浇筑完成后,由于沉井结构的不对称性,沉井会出现偏位及不均匀下沉现象,但是当第二次、第四次以及第五次水下封底混凝土浇筑后,伴随着结构的对称,沉井的偏位及不均匀下沉现象也随即消除,最终达到一个平衡状态,沉井几何姿态也恢复到较为理想的状态。
如下为水下封底混凝土浇筑完成后沉井结构的几何姿态情况。
(1)第一次封底混凝土浇筑完成
从计算结果来看,沉井结构的x方向(模型坐标系中,x方向与桥中轴线平行,y方向与桥轴向垂直,z为重力方向坐标轴,下同)顶部偏位最大为-3.2mm,底部偏位最大约1mm,顶底部偏位方向相反,即相对偏位约为
4.2mm。
受浇筑区域的影响,y方向的偏位比x方向略大,其顶部为4.6mm,
底部为-1.3mm,相对偏位最大为5.9mm。
z方向会引起沉井的不均匀下沉,其水下混凝土浇筑区域下沉约10mm,其对角线区域上抬约1.2mm。
图3-1 第一次封底混凝土浇筑后沉井沿x方向的变形
图3-2 第一次封底混凝土浇筑后沉井沿y方向的变形
图3-3 第一次封底混凝土浇筑后沉井沿z方向的变形
(2)第二次封底混凝土浇筑完成
从计算结果分析可知,在平面位置(x、y方向)沉井结构会因为一、四区封底混凝土浇筑产生些许变形,但是其值很小,约1mm。
在竖直方向,由于二、
三区域的封底混凝土尚未浇筑,故整个结构的沉降量有所差异,其中一、四区域
沉降量略大,约9mm,二、三区域约6mm。
图3-4 第二次封底混凝土浇筑后沉井沿x方向的变形
图3-5 第二次封底混凝土浇筑后沉井沿y方向的变形
图3-6 第二次封底混凝土浇筑后沉井沿z方向的变形
(3)第三次封底混凝土浇筑完成
从计算结果来看,沉井结构的x方向顶部偏位最大为4.4mm,底部偏位最大约-1.4mm,顶底部偏位方向相反,即相对偏位约为5.8mm。
受浇筑区域的影响,此工况下y方向的偏位比x方向略小,其顶部为3mm,底部为-1mm,相对偏位最大为4mm。
z方向会引起沉井的不均匀下沉,其水下混凝土浇筑区域下沉约
16mm,其对角线区域下沉约4.4mm。
图3-7 第三次封底混凝土浇筑后沉井沿x方向的变形
图3-8 第三次封底混凝土浇筑后沉井沿y方向的变形
图3-9 第三次封底混凝土浇筑后沉井沿z方向的变形
(4)第四次封底混凝土浇筑完成
从计算结果分析可知,当第三区封底混凝土建筑完成之后,整个沉井结构完全对称,无论是在平面偏位还是竖直向的沉降差异量都基本消除。
平面偏位很小,竖
向沉降值约15mm。
图3-11 第四次封底混凝土浇筑后沉井沿y方向的变形
(5)第五次封底混凝土浇筑完成
从如下计算结果可以看出,第五次水下封底混凝土浇筑完成后,由于整个沉井结构已经对称,其无论是在x、y方向的偏位,还是z方向的不均匀沉降都基本恢复,达到平衡状态。
累计竖向沉降量约16mm。
图3-13 第五次封底混凝土浇筑后沉井沿x方向的变形
图3-14 第五次封底混凝土浇筑后沉井沿y方向的变形
图3-15 第五次封底混凝土浇筑后沉井沿z方向的变形
四结论
图4-1 沉井平面位置点设置及主轴设置
(注:表格数据值为累计值)
从数模分析可以看出,分区不对称浇筑水下封底混凝土施工,会造成沉井结构的偏位以及不均匀沉降,但是其值属于较小范围。
并且随着对称方向的水下封底混凝土的浇筑(即在第四次水下封底混凝土浇筑完成之后),整个沉井结构的偏位与不均匀沉井得以恢复,趋于平衡。
整个封底混凝土的浇筑施工,会引起沉井约16mm的下沉量。