沉井施工前应对沉井下沉,整体稳定进行验算

整体稳定进行验算

一、问题的提出

在软土地基上进行沉井的施工，沉井施工前应对沉井下沉整体稳定进行验算，不然可能出现整体失稳，使工程进度和质量受到严重的影响。我们在迪荡新城1#路下穿萧甬铁路立交工程泵房沉井的施工中就遇到过这样的问题。迪荡新城1#路下穿萧甬铁路立交工程是绍兴市的重点工程，泵房沉井是该工程的重要部位和关键环节。在去年的11月16日，沉井下沉到距设计标高还有1.5米左右，11月17日我们再次开挖时发现沉井自动下沉，经测量确定下沉了近0.15米，当天我们开挖了1米左右。11月18日我们发现沉井四周地面下沉和出现了裂缝，井内土面垂直向上位移近0.7米出现了整体失稳的情况。 二、工程概况 1、工程简介

迪荡新城1#路下穿萧甬铁路立交工程泵房沉井内径Ф8m，壁厚500mm，泵井总高约11.87M左右，沉井顶标高高出地面0.5。泵站的房屋建筑直接建在沉井上。 2、工程地质：

地基土工程地质层划分如下：

（1）--1杂填土。厚1.90m，土的重度为18.0KN/m3，层面分布高程5.24—3.34 m。

（2）粉质粘土，厚1.10m，土的重度为18.6KN/m3，层面分布高程

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3.34—2.24 m，粘聚力为28.3KPa，内摩擦角为13.60。

（3）—1淤泥质粘土（粘土）。厚11.2m，17.1土的重度为17.1KN/m3，层面分布高程2.24—－8.96 m，粘聚力为18.4KPa，内摩擦角为9.40，地基承载力容许值为65KPa。

（4）粉质粘土，厚5.80m，土的重度为18.6KN/m3，层面分布高程在—8.96—14.76 m，粘聚力为34.2KPa，内摩擦角为13.30，地基承载力容许值为120KPa。 三、失稳原因分析和计算

由于软土抗剪强度底，在沉井开挖较深时由于沉井内、外土压力差的作用，井外土体在土压下产生一定的剪力，当沉井周围某点的剪应力数值达到一定量时，在剪切面两侧的土体将产生相对位移发生剪切破坏，随着下沉深度的增加压力差的增大，土体中达到剪切破坏的点越来越多，最后形成一个连续的滑动面，这时周围土体就会失去整体稳定而发生土体滑动破坏。滑动的土体涌入沉井内，周围土体的下沉带动沉井一起下沉就发生了我们前面在施工中出现的情况。 采用瑞典条分法可计算出沉井在开挖过程中可能失稳的最大深度，计算土体稳定示意图见下图：

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ɑiOαibiBDτiXiEiWihiXi+1Ei+1Wi¦iΑTiTiWiNiNiNi图:用条分法计算土坡稳定示意图zi

计算公式采用：

R∑（cli＋Wiconαitanφ） I＝1

Ks＝

n

R∑Wisinαi

I＝1 n

式中 Ks——稳定安全系数；

R——圆弧的半径，（m）； L——弧长，（m）；

W——滑动土块的重量，（KN）； C——粘聚力，Kpa； φ——土的内摩擦角，度；

αi——第i土条底面中点的法线与竖直线的夹角，度； 四、沉井失稳的处理办法

采用瑞典条分法可计算出沉井在开挖过程中可能失稳的最大深

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度，如沉井的实际开挖深度大于可能失稳的最大深度，较小时采用降低下沉高度，即采用先开挖基坑，在基坑内进行沉井的施工。较大时采用对基底进行加固的措施，如搅拌桩、白灰桩等来处理。我们在出现失稳后采取了下面的处理措施：

根据地质资料，淤泥质粘土分布高程2.24—负8.96 m，淤泥质粘土层底处在井底以下2.83米左右，淤泥质粘土下为粉质粘土。为此，我们计划采用旋喷桩压密注浆对井壁下的土层进行补强。注浆的范围考虑到满足工程的需要并从经济的方面考虑，计划在井壁底1.2米范围内进行注浆。注浆的深度从目前刃脚的高度到粉质粘土层下0.2米，要通过现场地质钻探确保达到粉质粘土层下0.2米，地基处理平面布置示意图如下：

500 φ500 8000

旋喷桩直径及数量的确定

采用单管法进行施工，桩直径按0.5m设计，数量通过计算确定；

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单桩极限承载力为50—60KN，按50KN进行计算，通过计算我们采用沿沉井内、外壁间距按0.4m打两圈旋喷桩。 目前工程已经完成，质量符合设计和规范的要求。

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