圆形基础沉降及不均匀沉降控制分析

ｊ ｑ ｝ ａ Ｅ
（） ３
） 詈＝
：
一
一 ０
＝
（） ４
、
Ｆ
ｑ ａ
小 基础底面的附加应力 ； 建筑物上部 受压 ， 置沉 降缝 ； 使 设 科学 安 １ ２ Ｍｉｄｉ ． ｎｌ ｎ解 装施 工顺序等 。 垂直力作用于距表 面为 ｃ的一点 时 ， 基表 面应力及 位移采 地 本文通过理论解定 量分 析 了圆形基 础 埋深对 沉 降及 不均 匀 用弹性半无 限体 Ｍｉ ｌ ［ 。其应力和位移解如下 ： ｎ ｉ 解 ｄｎ
＋
（ ８ ）
ｒ ２ ４ ｃ １ ｓ） ＋ ｃ 一ｒ（ … ２ ２ ｃ （］ ／ ［＋ ＋一ｒ ｏ０ ’２４＋ ｃ ］） Ｅ ［＋ ２ ） ／… ｒ １ｓ ｒ ｏ ｄ ｒ
其 中， ａ为加荷 面积 的半径 ； ｇ为均 布荷载 强度 ；２ ＋ ｃ ； 加 ， ＝ａ ４ 荷载作用面 中心的沉 降和边 缘沉 降均减 小 ， 不均匀 沉 降也减
标高平 整到 ＋ １ｍ， ２ 采用水 泥搅拌桩 进行地基 处理 ， 搅拌桩 主要
贯 搅 区， 周边房屋众 多 ， 迁 困难 ， 工场地 狭窄 ， 拆 施 锚碇 周边 主要 建筑 加 固处理粉质黏土 层 ， 穿粉 质黏土 层至粉 砂层顶 面 ， 拌桩 桩 顶标 高 ＋ １ｍ， ２ 桩底标高 ＋１ 桩径 ５ ０ｍｌ 施 工桩 长 ６ｍ， ５ｍ， ０ ｉ， ｌ 平 物为 ： 锚碇 上游距锚碇 中心 ５ ０ｍ外侧为密集 ２层 ～ ４层 砖混结构 相邻桩 中心间距按 １２ｍ～ ． 民房 ， 在锚 碇西 北侧距锚 碇中心约 １０ｍ为世 贸锦绣长江 已建成 面布置 以沉井 中心为 圆心 环形 布置 ， ３ ．３ｍ设 置 ， 沉井 内圆和井壁小 圆孔底部不布 置。水泥搅拌桩施 的５ ４层楼房 ， 沿桥轴 线距锚碇 中心约 １０ ｍ为 汉 阳鹦鹉长 江大 １７ ０ 工完成后开挖 １５ｍ， ． 对局部处理效果较差地方 ， 表面再开挖 ０５ｍ ． 堤 。为 了避免北锚碇 沉井 下沉过 程 中取 土对 大堤和 周 围建 筑物 表 ９ ５ ｍ， ． 的不利影 响、 克服沉井 施工 中可能 翻砂造 成 的风 险 ， 在沉井 边缘 掺人 石灰后进 行 回填 碾压 ， 面平整 至 ＋１ ． 再铺 设 １５ ｍ
２ 结 果分 析
图１ 为 ： ． ， ０３时 均布 荷载作 用于深 度 ｄ处半 径为 ａ的区
域， 荷载作用 中心 、 边缘处沉 降及不 均匀沉降图 。 从 图 １可看 出， 随着均 布荷 载作用 于半无 限体 内部 深度 的增
收 稿 日期 ：０ ２ ０ －９ ２ １ － １１
ｄａ ／
对该工法作了简要概述 ， 解决 了城市 中沉并施工场地狭小取土下沉问题。
关键词 ： 冲吸泥工法 ， 不排水阶段 ， 沉井下沉 中图分类号 ：Ｕ ７ Ｔ ４２ 文献标识码 ： Ａ
１ 工 程概 况
用直径 ６ ６ｍ圆形沉井 ， 壁厚度 为 １． 井 壁上有 １ 个 直径 井 ２３ｍ， ６
基础 与放 置在地面上的基础相 比， 有小的沉降和不均匀沉 降 ， 并随埋深的增大 而变得越来越 小。 关键 词 ： 圆形基础 ， 沉降 ， 不均 匀沉降 ， 埋深
中图分类号 ：Ｕ ３ Ｔ ４３ 文献标识码 ： Ａ
＝
０ 引 言
为防止建筑物或构筑物 因地基变 形过大 而发生 开裂 、 倾斜 甚 至 破坏 ， 控制地基 的沉 降和不均匀沉 降是 非 常重 要 的。各 国根 据 各类建 筑物的特点和地基土 的不 同种类 ， 规定 了建筑物地 基变 形 允许值 。在设计过程 中 ， 了满 足变 形允 许值 的要 求 ， 采用 一 为 常 些措施 减小沉降和不均匀沉 降 。如 对地基先 进行加 固处 理 ； ］ 减
计 中。 பைடு நூலகம்
同的弹性模量 Ｅ时 ，ｏ ｓ ｎｓ 和 Ｍｉｄｉ （ Ｂ ｕｓ ｅｑ解 ｉ ｎｌ ｎ解 荷载 作用 深度取 沉 降。该理论可广泛应用于油罐 、 水池 等大型 圆形 构筑物基 础设 参考文献 ： ［ ］ 沈 珠 江． Ｉ 理论 土 力 学 ［ ． Ｍ］ 北京 ： 中国 水利 水 电 出版 社 ，
沉 降的影响。
１ 减 小 沉 降和不 均 匀沉 降理论 分 析
１ １ Ｂ ｕ ｓｎ ｓ ． ｏ ｓｉｅ ｑ解
【
…
一
＋
＋
Ｒ
＋
地表作用圆形垂直均 布荷载时 ， 在半无 限体表面任 意点 （） ｆ （ ≤ｆ ） ０ ≤ｏ 所引起 的竖 向位移表达式 由 Ｂ ｕｓ ｅｑ２ ｏｓ ｎｓ＿ 解得如下 ： ｉ
其中，。 Ｒ＝
＝ ； ＝
坐标原点 的竖 向集 中力 ； Ｅ为土的变形模 量 为土 的泊松 比。
Ｗ（） Ｂ ＝ ０
。 ＝
＝。 警
（） ２
垂直均布力作用于距地表面 为 Ｃ时 ， 载作 用 面的 中心及 边 荷
缘倚移为 ：
荷 载边缘处 地表垂直位移表达式为 ：
第３ ８卷 第 ｌ ２期
２０ １２ 年 ４ 月
Ｓ ＨＡＮ ＡＲＣ Ｔ Ｔ Ｅ ＸＩ ＨＩ ＥＣ ＵＲ
山 西 建 筑
Ｖｏ ＿ ８ Ｎｏ ２ ｌ ３ ．１
Ａ ｒ ２ １ ｐ． ０ ２
・９ ・ ５
文章编号 ：０ ９ ６ ２ ２ １ １ —０ ５０ １０ － ８５【０ ２）２ ０ ９ —２
沉降越来越小 ， 将基础设置在地面下能减小沉降和不均匀沉降。
３ 结语
ｍ ｃａ ｉ ［ ．ｏｎｗｌ ｄＳｎ ， ｃ １７ ． ｅｈｎｃ ｚ］Ｊｈ ｉｙａ ｏ ｓＩ ，９ ４ ｓ ｅｎ ｎ
Ｃｏ ｔ ｏ ｌ ｇ ａ ａｙ ｉ ｎ ｒ ｕ ｄ ｆ ｕ ｄ ｔｏ ｅｔｅ ｅ ｔａ ｄ ｕ ｅ ｅ ｕ ｓｄ ｎ ｅ ｎ ｒ ｌ ｎ ｎ ｌ ｓｓｏ ｏ ｎ ｏ ｎ ａ ｉ ｎ ｓ ｔｌｍ ｎ ｎ ｎ ｖ ｎ ｓ ｂ ｉ ｅ ｃ ｉ
。 ）＝
～
［ ３一 ） （ ｎ＋（ ＋ ５—１ ） ｒ ＿ ｃ （。 ２ ）＋
『 奇 ＝
２ （ ）一 业 ｃ ３一 ８４ ｃ
ｒ １
一
ｒＩ
。
詈 （ 凸 ７ ）
（＝ 。百 ）
竺
其 他符号意义 同上式 。
（
＋； ． ＝
小， 但减小幅度很小 。
８７ｍ圆孔 ， ． 中间设厚 度 １４ ｍ十字 隔墙。 由于北锚 所处武 汉市 ．
为黏性土 ， 碎砖 、 块石 等建筑 垃圾 ， 强度 低 ， 压缩 量大 。粉 质黏 土
黄褐 色 ， 软塑 ， 不显 层理 ， 质较均 ， 土 强度较 低 ， 基 武汉鹦鹉洲长江大桥为三塔四跨悬索桥 ， 阳侧北锚基 础采 层岩土特征为 ： 汉 本容许承载力为 １０ｋ ａ ２ Ｐ 。为保证 沉井接 高过 程 中的稳定 ， 地 场
图 １ ｄａ与 沉 降 系数 关 系 曲线 ／
作者简 介 ： 耿小牧 （９ ０ ， ， １７ －） 女 实验师
・
９ ・ ６
第３ ８卷 第 １ ２期 ２０ １２ 年 ４ 月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮ ＡＲＣ ＴＥ Ｔ ＸＩ Ｈ１ Ｃ ＵＲＥ
Ｖｏ ． ８ Ｎ ． ２ １３ ｏ １ Ａ ｒ ２ １ ｐ． ０２
㈩
硝 ［ ＋ 坠
＋
Ｊ５ 。 ： 】（ ） ＋ ＋
、 （ ６ ）
； Ｑ为作用于
其中， ａ为加荷面积 的半径 ； 为 均布荷载 强度 ； 为离 中心 点 ｇ ｆ
嬲 】 ｊ
■
的距离 ； Ｅ为地基土变形模量 ； 为地基土泊松 比。 在 荷载中心引起的垂直位移表达式为 ：
荷载作用面 的中点和边缘 的垂直位移差为 ：
Ａ ： ｜ ０ Ｗ ０ ｗ ＷＩ ）一 （ ）＝Ａ ｆ （ ｋ （） ９
垛
根据式 （ ）一 （ ） 可 以得 出不同基 础埋深 下 ， 载作用 面 １ 式 ９， 荷 的边 中点的沉降差 。
墩
中心点 沉降系数 边缘点 沉降系数 不均 匀 沉降系数
砂 ２ ， 外侧 １ ０ｍ设置 地下连续 墙作为 防护墙 ， 并在沉 井下沉施 工之前 砂垫层 ， 垫层顶 面标高 ＋ １ｍ 在砂 垫层上采 用砂袋粗 砂堆砌 ． 完成 。地下 连续 防护 墙 为 圆环 形 ， 与沉 井 同 圆 心 ， 中心 半 径 为 成高为 １８ｍ刃脚模 。
４ ３ｍ。防护墙 为 Ｃ ０水下钢筋混凝土刚性结构 ， ３ 墙厚 ８ ｍ， ０ｅ 墙顶 ３ 工法概 述 标 高 ＋ １ｍ， ２ 底标高 一 ４ｍ， ３ 深度 ５ ５ｍ。 为保证不排水 阶段时取 土顺利 ， 用传 统 的干挖 取土 ， 采 利用 挖机井下取土 ， 采用 吊机垂直运输 ， 仅效率低下 ， 不 而且需 要投入
Ａ Ｃ １ ８ ，１ （ ） ２ ５２ ３ Ｓ Ｅ，９ ５ １ １ ２ ：０ － ． ２ ［ ］ Ｐｕｏ Ｇ ， ａｉ Ｅ Ｈ ． ｌ ｔ ｏ ｔ ｎ ｒｓｉ ａｄｒｃ ３ ｏ ｌ Ｈ． ． Ｄ ｖ ． ． Ｅａｉ ｓｌ ｉ ｓｆ ｏｌ ｎ ｋ ｓ ｓ ｓｃ ｕ ｏ ｏ ｏ
从表 １ 可看 出 ， 具有一定埋 深基础与放 置在地面上 的基 础相 比， 有小的沉降和不均匀沉降 ， 随着埋深的增大 ， 并且 沉降和不均匀
２ｏ． ０ ０
ｌ ｍ Ｉ △ ｂ １
ｌ
１８ ． ２ １ ６ ．５ １ ０６５ ． ５
Ｊ Ｉ ｆ ｌ Ｉ 肘 ２ ｌ 从． ｌ ！ ｌ ｆ
１７２ ． ４ １１１ ． ０ ０６１ ． ４
［ ］ Ｊｍ ｓＫ ， ｔ ｅ ． Ａ Ｃ ｅ ａ Ｐ ｒ ｒ ａ ｃ ｆ ｏｅｃ － ２ ａ ｅ ． ＭｉｈｌＦ ， Ｓ Ｅ，ｔ １ ｅ ｏｍ ｎｅｏ ｓ ｎ ｄ ｃ ｌ ． ｆ ａｔ ｕ ｎ ｆ ｎａｉ Ｊ ．Ｊｕ ａ ｆ Ｇ ｏｅｈ ｉ ｌ Ｅ ｇ ｅｒ ｇ ｍ ｏ ｄｔ ｎ［ ］ ｏｒｌ ｅｔ ｎｅ ｎｉ ｅ ｎ ， ｕ ｏ ｎ ｏ ｃ ａ ｎｉ
２ 工程 地质
且市 区 白天渣 土车不 能通 行 ， 工场 地狭 小 施 根据地勘资料和现场开挖确认 ， 场地地面标高平整至 ＋ １０ｍ 多 台大型起 吊设备 ， ２ ． 无临时存储场地 ， 导致取土成本上升 ， 以达到 文明施 工要求 ， 难 本 以后 ， 以下还存在 ０３ １７ 地面 ．６ｍ～ ．２ｍ的 回填土层 （ 层底平 均高 工程采用冲吸泥工法解决这个 问题 。 程 ＋１ ． ９ ｍ） ３ ｍ ～５ ３ｍ 的粉 质 黏 土 层 （ 底 平 均 高 程 ８ ８ 和 ． 层 冲 吸泥工法是采用高压水枪将 泥土冲切形成泥浆 ， 然后采用 ＋１ ．２ｍ） ５ ６ 。回填 土层岩 土特 征为 ： 色 ， 杂 稍湿 ， 松散 ， 分 主要 成
表１ 为相同的泊松 比（ Ｏ３ 、 同荷 载及其作用半径 ｎ相 取 ．）相 、
为 ０２ ） ．ａ 的比较 。
裹 １ Ｂ ｕｓ ｅｑ解和 Ｍｉｄｉ ｏ ｓｉ ｓ ｎ ｎｌ ｎ解的比较
Ｂｕ ｓ ｅｑ解 ｏ ｓ ｎｓ ｉ Ｍｎｌ ｉ ｉ ｄ ｎ解
将基础设计成具有 一定 的埋深 能减小基 础 的沉降 和不均 匀
圆 形 基 础 沉 降 及 不 均 匀 沉 降 控 制 分 析
耿 小牧
摘
刘 小文
３０３ ） ３ ０ １
（ 南昌大学建筑工程学院 ， 江西 南昌
要 ： 用 Ｂｕｓ ｅｑ解和 Ｍｉｄｉ 利 ｏｓｉ ｓ ｎ ｎｌ ｎ解分析 了不同埋深圆形基础产生 的地表 沉降 与不均匀沉 降 的变化规律 ， 出具有一 定埋深 指
文章编号 ：０ ９ ６ ２ （０ ２ １ —０ ６０ １０ －８ ５ ２ １ ）２ ０ ９ —２
冲吸泥工法在大型陆域沉 井下沉 中的应 用
李 一 石
（ 中铁大桥局第六工程有限公 司， 湖北 武汉 ４００ ） ３ １０
摘
要： 在陆域沉井不排水下沉阶段 ， 据工程所 在位置 ， 经济和技术角度考 虑 ， 根 从 在沉 井不排水取 土下沉 阶段采 用冲吸泥工 法 ，