沉井可控下沉法技術(shù)原理簡(jiǎn)介PPT課件

1、1.1.沉井技術(shù)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀，獨(dú)特優(yōu)勢(shì)及致命缺陷并存沉井技術(shù)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀，獨(dú)特優(yōu)勢(shì)及致命缺陷并存沉井技術(shù)傳入我國(guó)已沉井技術(shù)傳入我國(guó)已有有100100多年歷史了。多年歷史了。我國(guó)鐵路工程先驅(qū)詹我國(guó)鐵路工程先驅(qū)詹天佑、橋梁泰斗茅以升都對(duì)天佑、橋梁泰斗茅以升都對(duì)沉井技術(shù)作出過巨大貢獻(xiàn)。沉井技術(shù)作出過巨大貢獻(xiàn)。泰州長(zhǎng)江大橋主橋墩沉井施工泰州長(zhǎng)江大橋主橋墩沉井施工584476米高米高第1頁/共48頁1.1.沉井技術(shù)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀，獨(dú)特優(yōu)勢(shì)及致命缺陷并存沉井技術(shù)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀，獨(dú)特優(yōu)勢(shì)及致命缺陷并存第2頁/共48頁1.1.沉井技術(shù)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀，獨(dú)特優(yōu)勢(shì)及致命缺陷并存沉井技術(shù)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀

2、，獨(dú)特優(yōu)勢(shì)及致命缺陷并存南海一號(hào)南海一號(hào) 古沉船古沉船打撈用鋼沉井打撈用鋼沉井重量重量 530530 噸噸 35.735.714.414.41212米高米高第3頁/共48頁1.1.沉井技術(shù)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀，獨(dú)特優(yōu)勢(shì)及致命缺陷并存沉井技術(shù)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀，獨(dú)特優(yōu)勢(shì)及致命缺陷并存獨(dú)特優(yōu)勢(shì)：獨(dú)特優(yōu)勢(shì)：沉井具有三維空間剛度，可直接作為基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)使用。沉井具有三維空間剛度，可直接作為基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)使用。具有建筑空間、結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)、基坑支護(hù)三位一體功能。具有建筑空間、結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)、基坑支護(hù)三位一體功能。工期較短，可水下施工，適用于飽和軟黏土區(qū)域施工。工期較短，可水下施工，適用于飽和軟黏土區(qū)域施工。第4頁/共48頁

3、1.1.沉井技術(shù)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀，獨(dú)特優(yōu)勢(shì)及致命缺陷并存沉井技術(shù)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀，獨(dú)特優(yōu)勢(shì)及致命缺陷并存致命缺陷：致命缺陷：1.1.空間姿態(tài)難以實(shí)時(shí)精確控制；空間姿態(tài)難以實(shí)時(shí)精確控制；2.2.施工期井內(nèi)外土層變形極大；施工期井內(nèi)外土層變形極大；3.3.靠自重下沉的理論使其耗材極高；靠自重下沉的理論使其耗材極高；4.4.沉井內(nèi)開挖出土技術(shù)困難較大且代價(jià)太高；沉井內(nèi)開挖出土技術(shù)困難較大且代價(jià)太高；5.5.大型沉井施工技術(shù)不易為廣大的施工企業(yè)所大型沉井施工技術(shù)不易為廣大的施工企業(yè)所 普遍掌握與使用。普遍掌握與使用。 第5頁/共48頁1.1.沉井技術(shù)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀，獨(dú)特優(yōu)勢(shì)及致命缺陷并存沉井技術(shù)的發(fā)

4、展歷史及現(xiàn)狀，獨(dú)特優(yōu)勢(shì)及致命缺陷并存2003-12-23 武漢循禮門武漢循禮門 沉井突沉傾斜沉井突沉傾斜 第6頁/共48頁1.1.沉井技術(shù)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀，獨(dú)特優(yōu)勢(shì)及致命缺陷并存沉井技術(shù)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀，獨(dú)特優(yōu)勢(shì)及致命缺陷并存2009-6-3 廣東江門廣東江門 沉井突沉傾斜沉井突沉傾斜第7頁/共48頁1.1.沉井技術(shù)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀，獨(dú)特優(yōu)勢(shì)及致命缺陷并存沉井技術(shù)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀，獨(dú)特優(yōu)勢(shì)及致命缺陷并存第8頁/共48頁1.1.沉井技術(shù)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀，獨(dú)特優(yōu)勢(shì)及致命缺陷并存沉井技術(shù)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀，獨(dú)特優(yōu)勢(shì)及致命缺陷并存2005年年 武漢某沉井武漢某沉井第9頁/共48頁1.1.沉井技術(shù)的發(fā)展歷

5、史及現(xiàn)狀，獨(dú)特優(yōu)勢(shì)及致命缺陷并存沉井技術(shù)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀，獨(dú)特優(yōu)勢(shì)及致命缺陷并存由于傳統(tǒng)沉井技術(shù)的特殊優(yōu)勢(shì)與致命缺陷由于傳統(tǒng)沉井技術(shù)的特殊優(yōu)勢(shì)與致命缺陷并存，基坑工程迫切需要沉井技術(shù)有新的創(chuàng)新突并存，基坑工程迫切需要沉井技術(shù)有新的創(chuàng)新突破，才能廣泛地適用于垂直明挖的地下工程。破，才能廣泛地適用于垂直明挖的地下工程。狹義沉井可控下沉法狹義沉井可控下沉法 對(duì)沉井結(jié)構(gòu)的對(duì)沉井結(jié)構(gòu)的 空間姿態(tài)實(shí)時(shí)精確控制空間姿態(tài)實(shí)時(shí)精確控制 廣義沉井可控下沉法廣義沉井可控下沉法 對(duì)傳統(tǒng)沉井技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)沉井技術(shù)的的存在缺陷實(shí)施綜合治理存在缺陷實(shí)施綜合治理 第10頁/共48頁1.1.沉井技術(shù)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀，獨(dú)特優(yōu)勢(shì)及致命

6、缺陷并存沉井技術(shù)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀，獨(dú)特優(yōu)勢(shì)及致命缺陷并存2.2.對(duì)空間姿態(tài)的三階段控制概念（制作、下對(duì)空間姿態(tài)的三階段控制概念（制作、下沉、永久使用）沉、永久使用）3.3.對(duì)井內(nèi)、井外土層變形的控制問題對(duì)井內(nèi)、井外土層變形的控制問題4.4.對(duì)下沉力及抗浮力的控制問題對(duì)下沉力及抗浮力的控制問題 5.5.設(shè)計(jì)與施工可操作性的問題設(shè)計(jì)與施工可操作性的問題6.6.開挖方案的優(yōu)化開挖方案的優(yōu)化7.7.分項(xiàng)技術(shù)解決沉井缺陷的關(guān)聯(lián)度示意圖分項(xiàng)技術(shù)解決沉井缺陷的關(guān)聯(lián)度示意圖沉井可控下沉法技術(shù)原理簡(jiǎn)介沉井可控下沉法技術(shù)原理簡(jiǎn)介第11頁/共48頁2.2.對(duì)空間姿態(tài)的三階段控制概念（制作、下沉、永久使用）對(duì)空間姿態(tài)

7、的三階段控制概念（制作、下沉、永久使用）1.1.制作階段：制作階段：在沉井結(jié)構(gòu)的制作狀態(tài)下，由基樁支撐在沉井結(jié)構(gòu)的制作狀態(tài)下，由基樁支撐著沉井，極大地降低了對(duì)沉井結(jié)構(gòu)的空間剛著沉井，極大地降低了對(duì)沉井結(jié)構(gòu)的空間剛度與構(gòu)件強(qiáng)度的要求，使沉井結(jié)構(gòu)不易變形度與構(gòu)件強(qiáng)度的要求，使沉井結(jié)構(gòu)不易變形與斷裂。與斷裂。沉井結(jié)構(gòu)的空間姿態(tài)穩(wěn)定性極好。沉井結(jié)構(gòu)的空間姿態(tài)穩(wěn)定性極好。第12頁/共48頁2.2.對(duì)空間姿態(tài)的三階段控制概念（制作、下沉、永久使用）對(duì)空間姿態(tài)的三階段控制概念（制作、下沉、永久使用）第13頁/共48頁2.2.對(duì)空間姿態(tài)的三階段控制概念（制作、下沉、永久使用）對(duì)空間姿態(tài)的三階段控制概念（制作、

8、下沉、永久使用）圖一 在淺基坑內(nèi)樁頂上制作沉井結(jié)構(gòu)第14頁/共48頁2.2.對(duì)空間姿態(tài)的三階段控制概念（制作、下沉、永久使用）對(duì)空間姿態(tài)的三階段控制概念（制作、下沉、永久使用）升降機(jī)產(chǎn)品升降機(jī)產(chǎn)品第15頁/共48頁2.2.對(duì)空間姿態(tài)的三階段控制概念（制作、下沉、永久使用）對(duì)空間姿態(tài)的三階段控制概念（制作、下沉、永久使用）2.2.下沉階段：下沉階段：沉井借助于千斤頂支撐于基樁上，人們借助沉井借助于千斤頂支撐于基樁上，人們借助于在沉井結(jié)構(gòu)受力支撐點(diǎn)于在沉井結(jié)構(gòu)受力支撐點(diǎn)千斤頂千斤頂基樁之間基樁之間相互交換荷載傳遞路徑的方法，并利用千斤頂?shù)母呦嗷ソ粨Q荷載傳遞路徑的方法，并利用千斤頂?shù)母叨瓤烧{(diào)性能，精

9、確地控制沉井平穩(wěn)地下沉，準(zhǔn)確終度可調(diào)性能，精確地控制沉井平穩(wěn)地下沉，準(zhǔn)確終沉。沉。沉井下沉過程中，其空間姿態(tài)始終受到精確沉井下沉過程中，其空間姿態(tài)始終受到精確控制?？刂凭冗_(dá)到毫米級(jí)?？刂?。控制精度達(dá)到毫米級(jí)。第16頁/共48頁2.2.對(duì)空間姿態(tài)的三階段控制概念（制作、下沉、永久使用）對(duì)空間姿態(tài)的三階段控制概念（制作、下沉、永久使用）123456789101112第17頁/共48頁2.2.對(duì)空間姿態(tài)的三階段控制概念（制作、下沉、永久使用）對(duì)空間姿態(tài)的三階段控制概念（制作、下沉、永久使用）3.3.永久使用階段：永久使用階段：將沉井與基樁之間用承臺(tái)聯(lián)結(jié)，實(shí)現(xiàn)沉將沉井與基樁之間用承臺(tái)聯(lián)結(jié)，實(shí)現(xiàn)沉井永

10、久使用階段空間姿態(tài)的控制。井永久使用階段空間姿態(tài)的控制。第18頁/共48頁2.2.對(duì)空間姿態(tài)的三階段控制概念（制作、下沉、永久使用）對(duì)空間姿態(tài)的三階段控制概念（制作、下沉、永久使用）第19頁/共48頁2.2.對(duì)空間姿態(tài)的三階段控制概念（制作、下沉、永久使用）對(duì)空間姿態(tài)的三階段控制概念（制作、下沉、永久使用）1.1.地鐵車站施工過程模擬地鐵車站施工過程模擬2.2.市政小沉井分次制作、分次下沉施工模擬市政小沉井分次制作、分次下沉施工模擬第20頁/共48頁1.1.沉井技術(shù)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀，獨(dú)特優(yōu)勢(shì)及致命缺陷并存沉井技術(shù)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀，獨(dú)特優(yōu)勢(shì)及致命缺陷并存2.2.對(duì)空間姿態(tài)的三階段控制概念（制作、

11、下沉、永久使用）對(duì)空間姿態(tài)的三階段控制概念（制作、下沉、永久使用）3.3.對(duì)井內(nèi)、井外土層變形的控制問題對(duì)井內(nèi)、井外土層變形的控制問題4.4.對(duì)下沉力及抗浮力的控制問題對(duì)下沉力及抗浮力的控制問題 5.5.設(shè)計(jì)與施工可操作性的問題設(shè)計(jì)與施工可操作性的問題6.6.開挖方案的優(yōu)化開挖方案的優(yōu)化7.7.分項(xiàng)技術(shù)解決沉井缺陷的關(guān)聯(lián)度示意圖分項(xiàng)技術(shù)解決沉井缺陷的關(guān)聯(lián)度示意圖沉井可控下沉法技術(shù)原理簡(jiǎn)介沉井可控下沉法技術(shù)原理簡(jiǎn)介第21頁/共48頁3.3.對(duì)井內(nèi)、井外土層變形的控制問題對(duì)井內(nèi)、井外土層變形的控制問題沉井內(nèi)外沉井內(nèi)外 土層變形土層變形 是致命缺陷是致命缺陷第22頁/共48頁3.3.對(duì)井內(nèi)、井外土層

12、變形的控制問題對(duì)井內(nèi)、井外土層變形的控制問題1.在在井外沉入螺旋錨井外沉入螺旋錨，控制井外土體下沉。控制井外土體下沉。 反力加載在沉井反力加載在沉井上，上，加大刃腳插入深度。加大刃腳插入深度。第23頁/共48頁3.3.對(duì)井內(nèi)、井外土層變形的控制問題對(duì)井內(nèi)、井外土層變形的控制問題第24頁/共48頁3.3.對(duì)井內(nèi)、井外土層變形的控制問題對(duì)井內(nèi)、井外土層變形的控制問題第25頁/共48頁3.3.對(duì)井內(nèi)、井外土層變形的控制問題對(duì)井內(nèi)、井外土層變形的控制問題2.2.使用使用鋼板刀片刃腳鋼板刀片刃腳，實(shí)現(xiàn)切土下沉，提高，實(shí)現(xiàn)切土下沉，提高控制土層變形的能力。控制土層變形的能力。第26頁/共48頁3.3.對(duì)井

13、內(nèi)、井外土層變形的控制問題對(duì)井內(nèi)、井外土層變形的控制問題第27頁/共48頁3.3.對(duì)井內(nèi)、井外土層變形的控制問題對(duì)井內(nèi)、井外土層變形的控制問題3.3.局部剖面圖模擬局部剖面圖模擬第28頁/共48頁3.3.對(duì)井內(nèi)、井外土層變形的控制問題對(duì)井內(nèi)、井外土層變形的控制問題3.3.在在井內(nèi)打入鋼板井內(nèi)打入鋼板樁墻樁墻，與井外止水，與井外止水帷幕聯(lián)合使用，控帷幕聯(lián)合使用，控制井內(nèi)外土層變形。制井內(nèi)外土層變形。水泥用量減水泥用量減少一半以上少一半以上第29頁/共48頁3.3.對(duì)井內(nèi)、井外土層變形的控制問題對(duì)井內(nèi)、井外土層變形的控制問題第30頁/共48頁1.1.沉井技術(shù)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀，獨(dú)特優(yōu)勢(shì)及致命缺陷并存

14、沉井技術(shù)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀，獨(dú)特優(yōu)勢(shì)及致命缺陷并存2.2.對(duì)空間姿態(tài)的三階段控制概念（制作、下沉、永久使用）對(duì)空間姿態(tài)的三階段控制概念（制作、下沉、永久使用）3.3.對(duì)井內(nèi)、井外土層變形的控制問題對(duì)井內(nèi)、井外土層變形的控制問題4.4.對(duì)下沉力及抗浮力的控制問題對(duì)下沉力及抗浮力的控制問題 5.5.設(shè)計(jì)與施工可操作性的問題設(shè)計(jì)與施工可操作性的問題6.6.開挖方案的優(yōu)化開挖方案的優(yōu)化7.7.分項(xiàng)技術(shù)解決沉井缺陷的關(guān)聯(lián)度示意圖分項(xiàng)技術(shù)解決沉井缺陷的關(guān)聯(lián)度示意圖沉井可控下沉法技術(shù)原理簡(jiǎn)介沉井可控下沉法技術(shù)原理簡(jiǎn)介第31頁/共48頁4.4.對(duì)下沉力及抗浮力的控制問題對(duì)下沉力及抗浮力的控制問題沉井靠自重下沉與

15、抗浮的計(jì)算理論沉井靠自重下沉與抗浮的計(jì)算理論基基礎(chǔ)，導(dǎo)致大量的消耗鋼筋混凝土等建材，礎(chǔ)，導(dǎo)致大量的消耗鋼筋混凝土等建材，其經(jīng)濟(jì)性極為惡劣其經(jīng)濟(jì)性極為惡劣。這也這也是傳統(tǒng)沉井的致命缺陷。是傳統(tǒng)沉井的致命缺陷。第32頁/共48頁4.4.對(duì)下沉力及抗浮力的控制問題對(duì)下沉力及抗浮力的控制問題1.1.在空間姿態(tài)受控的前在空間姿態(tài)受控的前提下，提下，井外螺旋錨可對(duì)井外螺旋錨可對(duì)沉井實(shí)施加載沉井實(shí)施加載，加大下，加大下沉力，減少沉井設(shè)計(jì)自沉力，減少沉井設(shè)計(jì)自重。重。第33頁/共48頁4.4.對(duì)下沉力及抗浮力的控制問題對(duì)下沉力及抗浮力的控制問題2.2.在空間姿態(tài)受控的在空間姿態(tài)受控的前提下，前提下，鋼板刃腳可

16、鋼板刃腳可實(shí)現(xiàn)土層對(duì)沉井減少實(shí)現(xiàn)土層對(duì)沉井減少阻力阻力，減少沉井設(shè)計(jì)，減少沉井設(shè)計(jì)自重。自重。第34頁/共48頁4.4.對(duì)下沉力及抗浮力的控制問題對(duì)下沉力及抗浮力的控制問題3.3.在空間姿態(tài)受在空間姿態(tài)受控的前提下，控的前提下，雙雙向千斤頂可實(shí)現(xiàn)向千斤頂可實(shí)現(xiàn)拖拽沉井下沉拖拽沉井下沉，加大下沉力，減加大下沉力，減少沉井設(shè)計(jì)自重。少沉井設(shè)計(jì)自重。第35頁/共48頁4.4.對(duì)下沉力及抗浮力的控制問題對(duì)下沉力及抗浮力的控制問題4.4.市政小沉井分次制作拖拽下沉模擬市政小沉井分次制作拖拽下沉模擬第36頁/共48頁4.4.對(duì)下沉力及抗浮力的控制問題對(duì)下沉力及抗浮力的控制問題4.4.螺旋錨對(duì)基樁疊加抗拔力

17、螺旋錨對(duì)基樁疊加抗拔力，可加大沉井下沉力。，可加大沉井下沉力?？梢栽O(shè)計(jì)單樁抗拔力達(dá)到可以設(shè)計(jì)單樁抗拔力達(dá)到100100噸噸第37頁/共48頁4.4.對(duì)下沉力及抗浮力的控制問題對(duì)下沉力及抗浮力的控制問題5.5.基樁與沉井的連接基樁與沉井的連接，可增大沉井的抗浮能力，減，可增大沉井的抗浮能力，減少沉井設(shè)計(jì)自重。少沉井設(shè)計(jì)自重。第38頁/共48頁1.1.沉井技術(shù)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀，獨(dú)特優(yōu)勢(shì)及致命缺陷并存沉井技術(shù)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀，獨(dú)特優(yōu)勢(shì)及致命缺陷并存2.2.對(duì)空間姿態(tài)的三階段控制概念（制作、下沉、永久使用）對(duì)空間姿態(tài)的三階段控制概念（制作、下沉、永久使用）3.3.對(duì)井內(nèi)、井外土層變形的控制問題對(duì)井內(nèi)、

18、井外土層變形的控制問題4.4.對(duì)下沉力及抗浮力的控制問題對(duì)下沉力及抗浮力的控制問題 5.5.設(shè)計(jì)與施工可操作性的問題設(shè)計(jì)與施工可操作性的問題6.6.開挖方案的優(yōu)化開挖方案的優(yōu)化7.7.分項(xiàng)技術(shù)解決沉井缺陷的關(guān)聯(lián)度示意圖分項(xiàng)技術(shù)解決沉井缺陷的關(guān)聯(lián)度示意圖沉井可控下沉法技術(shù)原理簡(jiǎn)介沉井可控下沉法技術(shù)原理簡(jiǎn)介第39頁/共48頁5.5.施工設(shè)計(jì)的可操作性問題施工設(shè)計(jì)的可操作性問題 1. 1.井內(nèi)支撐體系井內(nèi)支撐體系的改良，實(shí)現(xiàn)快速施工和降低成本。的改良，實(shí)現(xiàn)快速施工和降低成本。 2. 2.井外支撐體系井外支撐體系的改良，實(shí)現(xiàn)快速施工和降低成本。的改良，實(shí)現(xiàn)快速施工和降低成本。外支撐體系第40頁/共48

19、頁5.5.施工設(shè)計(jì)的可操作性問題施工設(shè)計(jì)的可操作性問題3.3.設(shè)置設(shè)置井內(nèi)支撐體系，使沉井施工面積不受限制井內(nèi)支撐體系，使沉井施工面積不受限制。第41頁/共48頁1.1.沉井技術(shù)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀，獨(dú)特優(yōu)勢(shì)及致命缺陷并存沉井技術(shù)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀，獨(dú)特優(yōu)勢(shì)及致命缺陷并存2.2.對(duì)空間姿態(tài)的三階段控制概念（制作、下沉、永久使用）對(duì)空間姿態(tài)的三階段控制概念（制作、下沉、永久使用）3.3.對(duì)井內(nèi)、井外土層變形的控制問題對(duì)井內(nèi)、井外土層變形的控制問題4.4.對(duì)下沉力及抗浮力的控制問題對(duì)下沉力及抗浮力的控制問題 5.5.設(shè)計(jì)與施工可操作性的問題設(shè)計(jì)與施工可操作性的問題6.6.開挖方案的優(yōu)化開挖方案的優(yōu)化7.7.分項(xiàng)技術(shù)解決沉井缺陷的關(guān)聯(lián)度示意圖分項(xiàng)技術(shù)解決沉井缺陷的關(guān)聯(lián)度示意圖沉井可控下沉法技術(shù)原理簡(jiǎn)介沉井可控下沉法技術(shù)原理簡(jiǎn)介第42頁/共48頁6.6.開挖方案的優(yōu)化開挖方案的優(yōu)化在沉井壁預(yù)留孔洞，井外設(shè)置活動(dòng)棧橋，在沉井壁預(yù)留孔洞，井外設(shè)置活動(dòng)棧橋，井內(nèi)設(shè)置平臺(tái)棧橋，井內(nèi)設(shè)置平臺(tái)棧橋，汽車直接進(jìn)入沉井內(nèi)部裝土運(yùn)土汽車直接進(jìn)入沉井內(nèi)部裝土運(yùn)土。第43頁/共48頁6.6.開挖方案的優(yōu)化開挖方案的優(yōu)化6.6.安全、快速低造價(jià)開挖方案模擬安全、快速低造價(jià)開挖方案模擬第44頁/共48頁1.1.沉井技術(shù)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀，獨(dú)特優(yōu)勢(shì)及致命缺陷并存沉井技術(shù)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀，獨(dú)特優(yōu)勢(shì)及