沉管隧道基礎設計與處理是沉管隧道特別是矩形沉管隧道的關(guān)鍵技術(shù)之一 。沉管隧道基礎沉降問(wèn)題與一般地面建筑的情況截然不同。沉管隧道在基槽開(kāi)挖、管段沉放、基礎處理和末尾回填覆土后,抗浮系數僅1.1 ~1.2,作用在溝槽底面的荷載不會(huì )因設置沉管而增加,相反卻有所減小。在沉管隧道沉管段中構筑人工基礎,沉降問(wèn)題一般不會(huì )發(fā)生。有些 (如日本)明確規定,當地基容許承載力[R]≥20 kN/m2 ,標準貫入度N≥1 時(shí),不必構筑人工沉管基礎。但是在沉管段基槽開(kāi)挖時(shí),無(wú)論采取何種挖泥設備,浚挖后溝槽底面總留有15 ~50 cm的不平整度。溝槽底面與管段表面之間存在眾多不規則的空隙,導致地基土受力不均勻,同時(shí)地基受力不均也會(huì )使管段結構受到較高的局部應力,以致開(kāi)裂,因此,必須進(jìn)行適當的基礎處理,以消除這些有害空隙。
沉管隧道基礎處理主要是解決:
a.基槽開(kāi)挖作業(yè)所造成的槽底不平整問(wèn)題;
b.地基土特別軟弱或軟硬不均等工況;
c.考慮施工期間基槽回淤或流砂管涌等問(wèn)題。從沉管隧道基礎發(fā)展來(lái)看,早期采用的是刮鋪法(先鋪法)。
該方法是在疏浚地基溝槽后,在兩邊打樁并設立導軌,然后在溝槽上投放砂石,用刮鋪機進(jìn)行刮鋪。它適用于底寬較小的鋼殼圓形、八角形或花籃形管段。美國早期的沉管隧道常用此法。該法有不少缺點(diǎn),特別是對矩形寬斷面隧道不適用,而逐漸被淘汰,取而代之的是后填法。后填法是將管段先沉放并支承于鋼筋混凝土臨時(shí)墊塊上,再在管段底面與地基之間墊鋪基礎。后填法克服了刮鋪法在管段底寬較大時(shí)施工困難的缺點(diǎn),并隨著(zhù)沉管隧道的廣泛應用,不斷得到改進(jìn)和發(fā)展,現有灌砂法、噴砂法、灌囊法和壓注法,其中,壓注法又分為壓漿法和壓砂法。
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