《1　前言》

1　前言

泰州大桥北锚碇位于长江下游泰州市永安洲侧，场址区中心桩号距长江江边约 430 m，西侧距达标大堤区最短距离约 170 m，北侧距大堤约 200 m。 地貌属长江下游新三角洲冲击地貌，场址区地势平坦，地面标高 ＋2.4 ～＋2.5 m，覆盖层最大厚度近 200 m，具明显的分层特征。 地层以粉细砂为主，伴少量卵砾石或亚黏土层、中粗砂。 场区内断裂构造发育，历史上未发生破坏性地震。 锚碇基础采用矩形沉井基础方案，沉井长和宽分别为 67.9 m 和 52 m，平面共分 20 个井孔。 北锚碇沉井高 57 m，分 11 节。 第一节采用钢壳混凝土沉井，高 8 m；第二至第十一节除第十节为 4 m 外其余均为 5 m。 封底混凝土厚度为 10 m，沉井顶面标高为＋2.0 m，基底标高为 －55.0 m。 根据泰州长江公路大桥北锚沉井基础的工程特点和地质情况，在沉井下沉的初期，即沉井下沉的前五节采用了降排水下沉施工，下沉至 －23 m，最大降水深度 28 m。 采用降排水下沉施工，具有下沉效率高，易控制，能够形成良好的下沉导向，从而确保沉井的下沉速度和精度等多项优点，同时下沉的成本相比不排水下沉低。 但沉井采用降水下沉施工易导致周边建（构）筑物和道路的不均匀下沉，因此保证周围建筑的安全应当是施工的关键之一。

《2　降排水下沉施工》

2　降排水下沉施工

《2.1　降水》

2.1　降水

降排水下沉首先要将沉井周围水位下降到施工面以下，经计算，要达到降水目标，需要在沉井周围布置 16 个降水井。 考虑到沉井施工对抽水井可能的影响，抽水井布置在与沉井外壁距离约 10 m 处，在锚碇基坑外围沿沉井平行均匀布置，降水井深度为 30 m，如图 1 所示。

《图1》

图 1　井点平面布置 （单位: cm）

Fig. 1　Plane layout of well points（unit: cm）

《2.2　吸泥下沉施工》

2.2　吸泥下沉施工

每个吸泥施工井孔内布置两支高压水枪和一台泥浆泵（见图 2）。 高压水泵提供高压射水，泥浆统一通过泥浆管排放到泥浆池，经过沉淀池沉淀后，水经过蓄水池循环利用。

《图2》

图 2　排水下沉井内设备布置立面图

Fig. 2　Vertical layout of the equipments in the dredging well

《2.3　吸泥机施工工艺》

2.3　吸泥机施工工艺

1） 整体顺序。 为了便于施工控制，将沉井 20 个隔仓分为 A，B 两区（见图 3），冲泥下沉的整体顺序为先 A 区，再 B 区。 先用高压水枪冲刷沉井 A 区中央各格的锅底，形成大锅底，然后扩大对称均匀冲吸其他四周边 B 区的井格，逐步让沉井刃脚下沉。

《图3》

图 3　下沉冲刷总体顺序

Fig. 3　Overall flushing sequence of the sinking

A 区为下沉的中心区域，在整个下沉过程中可一直悬空，但锅底不宜太深，保持在 1.5 m 左右。 A 区隔墙悬空控制在 1 m 以内，B 区隔墙悬空内壁控制在 50 cm 以内，四周外墙控制在 20 cm 以内，需要冲刃脚时要做到对称、均匀，且开挖深度不能太大。

2） 每个井孔的除土方式。 每个井孔冲吸施工中（见图 4），首先在吸泥机的吸泥龙头下方（一般均造在锅底中央）冲出一个直径约为 2.0 ～2.5 m 集水坑，其次集坑四周外冲出几条水沟，再次可向四周开挖锅底 Ａ，为防止突沉，引起沉井较大的偏差，并减小井外土体扰动坍塌等情况，可在四周刃脚旁保留 0.8 ～1.5 m 的土堤不被冲击。 待锅底开挖完毕后，再逐步均匀地冲挖土堤，第一步先冲挖四角的土堤 B，第二步冲挖四周的土堤 C，最后冲挖定位点处的土堤。 如图 5 所示。

《图4》

图 4　吸泥取土下沉

Fig. 4　Sinking by mud absorbing

《图5》

图 5　单个井内吸泥机除土示意图

Fig. 5　Schematic plan of mud absorbing machine in a single well

每次下沉离终沉尚有 1 m 左右时，A 格隔墙悬空应逐渐减少，控制在 50 cm 左右，B 格控制在 20 cm 以内，且锅底逐渐减小，以能出泥为标准，并降慢下沉速度，随着沉井下沉，B 格应形成隔墙不悬空挤土下沉，若沉井不能下沉或下沉太慢，为使沉井下沉，可平扫 A 隔墙底，使其悬空和平扫 B 隔内隔墙底部，形成中心向四周近似梯度的受力工况，以便下一节接高时，基地反力面积较大，受力均匀，沉井顶面不产生负弯矩或负弯矩较小。

《2.4　施工监控》

2.4　施工监控

降排水下沉施工速度快，对周围环境的影响较

大,施工监控极为重要｡ 施工监控的内容和监测频率具体为:

1）沉井姿态水准测量监控，每小时监测一次。

2）沉井刃脚反力、土体侧压力、钢筋应力，每 4 个小时监测一次。

3）沉井周边地基土（含长江大堤）的位移监测，每 2 个小时监测一次。

4）沉井井内地形监测每天一次。如出现异常，再根据情况提高监测频率。

《2.5　降排水下沉问题的预防和处理》

2.5　降排水下沉问题的预防和处理

对于大型沉井基础来说，由于对场地地质工程条件和环境影响因素的局限性，沉井基础在施工中风险相对较大。 沉井施工中出现的问题主要有翻砂、下沉过缓或停滞下沉和下沉偏差。 通过采取一定的措施，可预防这类情形的出现。 主要措施如下：

1）通过避免下沉吸泥过程中形成刃脚下翻砂通道，刃脚尽量埋于土中。 井内水头高出地下水位 2 m 以上，以此避免翻砂。

2）在水力吸泥机处先形成锅底，利用高压射水沿水力吸泥机周围向外射水吸泥；当中间锅底达到预想效果时，可适时进行四周刃脚的吸泥，此时严格控制吸泥深度、均匀对称 20 cm 一层，当沉井下沉后再重复此道工序，使沉井平稳下沉。

3） 对于沉井施工下沉偏差，预防和处理方法有：a. 重点控制在初始精度，使沉井形成正确的下沉导向；b. 除土施工采用同步对称，并且先中间后四周的顺序；c. 加强沉井下沉过程的监测和资料分析，尽早发现及时纠正；d. 在刃脚高的一侧加强取土，低的一侧少挖或不挖土，待正位后再均匀取土。

《3　结语》

3　结语

泰州大桥北锚碇沉井采用降排水下沉至－23.159 m，累计下沉 25.159 m，累计进行 24 天，平均日下沉 1.05 m，最多日下沉 2.338 m，两项均为当时国内施工最快记录，平面偏差和垂直度也远优于规范要求，为以后的类似工程积累了丰富的经验。

1）下沉过程中要每天监控降水井的降水深度，密切关注下沉出渣的成分，适当调整吸泥方法，对于砂土采用少冲多吸的方法，对于黏性土采用多冲少吸的方法，提高出土效率。

2）该工程分两次降排水下沉，一次下沉最大深度达 19.5 m，开始沉井入土比较浅、重心较高，可先形成小锅底，在隔墙处控制其悬空高度，形成良好的下沉导向，而后再转变至大锅底吸泥下沉。

3）第二次降排水下沉前，即在沉井接高完成后，砼达到一定强度时就要开始进行降水的施工，循序渐进逐次开启降水设备，混凝土强度达到要求后立即可以进行吸泥下沉施工，减少工序转换时间。

４）为减少沉井下沉时对周边土体的影响，提前在沉井周边利用砂土进行回填，形成土堤保证周边土体下沉后及时回填。

５）在施工条件允许的情况下，一次尽量多接高几节，减少工序转换，可有效减少降排水下沉时间，提高施工效率，并减小对附近环境的影响。

６）在施工场地允许情况下，尽量将沉淀池修筑得大一些，减少施工过程的干扰。

工程实践证明，泰州大桥北锚碇超大型沉井基础降排水下沉投入设备合理，机具布设实用，沉井基础周边建筑物未受到影响，施工监控有效，沉井姿态良好，下沉过程处于受控状态。 为类似工程提供了可借鉴的经验。