[发明专利]一种超大沉井下沉过程中取土深度的计算方法

说明书

本申请涉及一种超大沉井下沉过程中取土深度的计算方法，其包括根据刃脚踏面埋置初始深度，以及其对应的沉井施工的边界条件，得出该深度对应的下沉系数，然后根据规则一得到刃脚踏面埋置深度的上限值；根据获得的沉井内外地基土临界破坏状态所需的刃脚踏面对地基土的压力与刃脚踏面埋置初始深度实际的对地基土的压力，结合规则二得到下限值，从而得到沉井取土深度临界值范围。实现了基于现场得出的沉井施工的边界条件进行评估沉井下沉过程中的受力特征，考虑井壁对地基土反压作用和考虑取土深度对沉井内外地基土稳定性的影响，得知沉井下沉过程的临界取土深度的临界值范围；故而可控制取土深度，提高了沉井下沉过程的可控性，降低施工风险。

技术领域

本申请涉及桥梁建造技术领域，特别涉及一种超大沉井下沉过程中取土深度的计算方法。

背景技术

目前沉井基础是一种结构刚度大、承载能力强、造价较低的桥梁深水基础。沉井基础的建造流程为：首先在水上预制沉井的井筒，井筒依靠其自重克服地基土作用在其上的端阻力、侧阻力，和水作用在其上的浮力，分多次接高井筒和在井筒内取土下沉至预定深度；其次，在井筒底部浇筑封底混凝土，对其底部进行封闭；最后在沉井顶部加盖板，对其顶部进行封闭。上述施工步全部完成后，桥梁沉井基础施工完成。

沉井基础建造的关键在于井筒依靠自重克服端阻力、侧阻力和浮力，下沉至预定深度的施工过程。在沉井取土下沉过程中，为了提高沉井下沉的可行性，应尽量增大井孔内的取土深度，降低下沉阻力，达到高效下沉的目的。

但是存在以下问题：

在沉井取土下沉的中后期，因侧阻力占下沉总阻力的比重增大，井孔内取土深度过大可能导致井筒出现“吊脚”现象，进而导致井壁内外地基土失稳破坏，产生“翻砂涌土”现象，严重危及沉井施工安全。即无法基于勘察指标评估沉井下沉阻力，以及不能针对沉井的受力特征准确计算沉井内外地基土稳定性，进而无法对沉井下沉过程的临界取土深度进行控制。

因此，需要准确定井孔内取土深度的临界值范围，从而有益于提高沉井下沉过程的可控性，降低施工风险。

发明内容

本申请实施例提供一种超大沉井下沉过程中取土深度的计算方法，以解决相关技术中无法得知使得沉井稳定下沉的临界取土深度的临界值范围，使沉井下沉过程的临界取土深度难以进行控制的问题。

第一方面，提供了一种超大沉井下沉过程中取土深度的计算方法，其包括以下步骤：

获取刃脚踏面埋置初始深度，以及沉井施工的边界条件；

获取沉井内外地基土稳定性安全系数，并计算得到其对应的第一标准值；第一标准值为沉井内外地基土临界破坏状态所需的刃脚踏面对地基土的压力；

基于所述沉井施工的边界条件，计算出第一参数；基于规则一和所述第一参数，以得到满足规则一的刃脚踏面埋置深度的第一目标值；第一参数为沉井下沉系数；

基于规则二、所述第一标准值和沉井施工的边界条件，以得到满足规则二的刃脚踏面埋置深度的第二目标值；

将第一目标值作为刃脚踏面埋置深度上限值，第二目标值作为刃脚踏面埋置深度下限值，以得到刃脚踏面埋置深度范围；

基于所述刃脚踏面埋置深度范围，得到沉井取土深度。

一些实施例中，基于规则一和所述第一参数，以得到满足规则一的刃脚踏面埋置深度的第一目标值，具体包括以下步骤：

获取第二标准值，并将其与所述第一参数按照规则一进行比较；第二标准值为沉井可下沉的下沉系数的经验值；

若所述第一参数大于或等于第二标准值，则将刃脚踏面埋置初始深度作为第一目标值；