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顶管专项施工方案(泥水平衡法)

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目 录

注处理。

8、沉井下沉计算

(1)地质情况:路面以下为素填土层,厚度2.0米;素填土以下为淤泥层,厚度为6.2米;淤泥层以下为粉质粘土,厚度为6米。

(2)第一节沉井计算

1第一节沉井(3米高、总高3米)完成后承载力的计算,验算砂垫层的承载力○

能否满足井壁的自重。

根据公式Pz=b(PK-PC)/(b+2Ztgθ) PZ为砂垫层底面的压力 b为刃脚宽度,为0.3米 Z为砂垫层厚度,Z=0.4米 θ为砂的扩散角,取300

PK为砂垫层的所受沉井自重产生的压力,

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PK=G3米高沉井自重/S刃脚部分面积

钢筋混凝土井壁自重为30KN/m3.G3米高沉井自重 =(8.2×0.6×2+5.2×0.6×2)×3×30=1447.2KN,

S刃脚部分面积=8.2×0.3×2+5.2×0.3×2=8.04㎡ PK=1447.2/8.04=162.71Kpa

PC为砂的容重,为0.4×17.8=7.12Kpa

得出,Pz=39.75Kpa,查地质资料得素填土的承载力大于60Kpa,所以第一节沉井施工时承载力满足要求。

2第一次下沉时的沉井下沉系数计算 ○

K=(G-B)/(Tf+ R刃)

G-井体自重, 钢筋混凝土井壁自重为30KN/m3.G=1308.2KN; B-下沉过程中地下水的浮力; Tf-井壁总摩擦力;

fk-井周摩阻系数,取fk=10Kpa R刃-刃脚的反力;

K-下沉系数,宜为1.05-1.25。

B=0,由于现场挖掘基坑时(2.0米深)未见地下水,该值基本可忽略。 Tf=S*fk=(8.2+5.20) ×2×3×12=964KN

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R刃=12.2×(0.3+0.3/2)×60=336.72KN

得出K=1447.2/(964+336.72)=1.11,满足下沉系数的要求。

(3)第二节泵井沉井计算

采用不排水下沉,用长臂挖掘机均匀对称挖土,使沉井均匀垂直下沉,挖出的土方直接用载重汽车运走,挖土的同时不断向井内补水,以防泥砂从井底涌入井内,造成井周地面沉降,下沉到位后,沉井井壁外围用砂回填至壁顶下500mm,沉井内用砂回填1500mm,便于增加井壁的摩擦力、对沉井进行限位和上一节井壁的顺利施工。

1第二节沉井(3米高、总高6米)完成后下沉系数计算 ○

K=(G-B)/(Tf+ R刃)

G-井体自重,钢筋混凝土井壁自重为30KN/m3.G=2854.4KN; B-下沉过程中地下水的浮力; Tf-井壁总摩擦力;

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fk-井周摩阻系数,取fk=12Kpa R刃-刃脚的反力;

K-下沉系数,宜为1.05-1.25。 B=25.8*10=258KN

Tf=S*fk=(8.2+5.20) ×2×6×12=1929.6KN R刃=336.72KN

得出K=(2854.4-258)/(1929.6+336.72)=1.14,满足下沉系数的要求。

(4)第三节沉井计算

采用不排水下沉,用长臂液压抓斗机均匀对称挖土,使沉井均匀垂直下沉,挖出的土方直接用载重汽车运走,挖土的同时不断向井内补水,以防泥砂从井底涌入井内,造成井周地面沉降,下沉到位后,沉井井壁外围用石屑回填。

1第三节沉井(2米高、总高8米)完成后下沉系数计算 ○

K=(G-B)/(Tf+ R刃)

G-井体自重,钢筋混凝土井壁自重30KN/m3.G=3473.2KN; B-下沉过程中地下水的浮力; Tf-井壁总摩擦力;

fk-井周摩阻系数,取fk=12Kpa R刃-刃脚的反力;

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K-下沉系数,宜为1.05-1.25。 B=43.5*10=435KN Tf=S*fk=2572.8KN R刃=336.72KN

得出K=(3473.2-435)/(2572.8+336.72)=1.05,满足下沉系数的要求。 2下沉稳定系数 ○

下沉到位之后,并按下式验算下沉稳定性: K0=(G-B)/(Tf+R刃)

此时R刃=12.2×(0.3+0.3/2)×180=988.2KN

K0= (3473.2-435)/(2572.8+988.2)=0.85 K0-沉井下沉过程中的下沉稳定系数,取0.85-0.95

通过计算,沉井下沉到位,刃脚进入粉质粘土可以保证稳定。

9、不排水下沉施工应注意事项:

(1)控制好地下水位,下沉过程中,应根据内外水位、井底开挖几何形状、下沉量及速率、地面沉降监测资料,结合资料调整井内外的水位差。

(2)废弃土,泥浆应专门处理,不能随意排放。

(3)泵井开挖、出土应根据井内水深、周围环境检测要求等因素选择合理可信的方式。

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