南京长江4桥北锚碇沉井的排水下沉分析

第３２卷第５期　２Ｏ１０年１Ｏ月　土木建筑与环境工程　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｉｖｉｌ．Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ＆Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｖｏ１．３２　ＮＯ．５　０ｃｔ．２Ｏ１０　南京长江４桥北锚碇沉井的排水下沉分析　维明　，牛亚洲　穆保　岗　，朱建民　，　龚　交第二公路工程局有限公司，西安７１００７５）　（１．东南大学土木工程学院，南京２１００９６；２．中　摘要：结合南京长江４桥北锚碇沉井的施工特点，在现场抽水试验基础上，综合确定了沉井排水　下沉期间的渗透系数，由此理论计算单井出水量、总涌水量等并进行排水设计，实际涌水量略大于　理论值；根据有效应力原理，认为沉井降水对潜水含水层的影响很小，沉降主要由承压水含水层压　缩引起，由此得到的沉降曲线与实测结果总体吻合较好。　关键词：沉井；渗透系数；降排水下沉；涌水量；沉降　中图分类号：ＴＵ４７３．２　文献标志码：Ａ　文章编号：１６７４—４７６４（２０１０）０５—０１３５—０７　Ｄｅｗａｔｅｒ　Ｓｉｎｋｉｎｇ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　Ｎｏｒｔｈ　Ａｎｃｈｏｒａｇｅ　Ｃａｉｓｓｏｎ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　Ｆｏｕｒｔｈ　Ｎａｎｊ　ｉｎｇ　Ｙａｎｇｔｚｅ　Ｒｉｖｅｒ　Ｂｒｉｄｇｅ　ＭＵ　Ｂａｏ—ｇａｎｇ　，ＺＨＵ　Ｊｉａｎ—ｍ『ｎ　，ＧＯＮＧ　Ｗｅｉ—ｍｉｎｇ　，ＮＩＵ　ｙａ—ｚｈｏｕ。　（１．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｃｉｖｉｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｏｕｔｈｅａｓｔ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ　２１００９６，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ；　２．ＣＣＣＣ　Ｓｅｃｏｎｄ　Ｈｉｇｈｗａｙ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｘｉ’ａｎ　７　１００７５，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｗｉｔｈ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｎｏｒｔｈ　ａｎｃｈｏｒａｇｅ　ｃａｉｓｓｏｎ，ｆｉｅｌｄ　ｐｕｍｐｉｎｇ　ｔｅｓｔｓ　ｗｅｒｅ　ｃａｒｒｉｅｄ　ｏｕｔ．　Ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ　ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　ｗａｓ　ａｃｑｕｉｒｅｄ　ｆｏｒ　ｄｅｗａｔｅｒ　ｓｉｎｋｉｎｇ．Ｗａｔｅｒ　ｙｉｅｌｄ　ｏｆ　ｓｉｎｇｌｅ　ｗｅｌｌ　ａｎｄ　ｔｏｔａｌ　ｗａｔｅｒ　ｉｎｆｌｏｗ　ｏｆ　ｃａｉｓｓｏｎ　ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ　ｗｅｒｅ　ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ．Ｉｔ　ｉｓ　ｆｏｕｎｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｍｅａｓｕｒｅｄ　ａｍｏｕｎｔ　ｏｆ　ｔｏｔａｌ　ｗａｔｅｒ　ｉｎｆｌｏｗ　ｉｓ　ｓｌｉｇｈｔｌｙ　ｌａｒｇｅｒ　ｔｈａｎ　ｔｈｅ　ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ　ｖａｌｕｅ．Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｓｔｒｅｓｓ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ｔｈｅ　ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｏｆ　ｐｈｒｅａｔｉｃ　ｗａｔｅｒ　ａｑｕｉｆｅｒ　ｃａｕｓｅｄ　ｂｙ　ｄｅｗａｔｅｒ　ｉｓ　ａｌｍｏｓｔ　ｎｅｇｌｉｇｉｂｌｅ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｇｒｏｕｎｄ　ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ　ｉｓ　ｍａｉｎｌｙ　ｃｏｍｐｏｓｅｄ　ｏｆ　ｃｏｎｆｉｎｅｄ　ｗａｔｅｒ　ａｑｕｉｆｅｒ　ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ．Ｔｈｅ　ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ　ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ　ｃｕｒｖｅ　ａｌｏｎｇ　ｔｈｅ　ｌｅｖｅｅ　ｗａｓ　ｉｎ　ｇｏｏｄ　ａｇｒｅｅｍｅｎｔ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｍｅａｓｕｒｅｄ　ｄａｔａ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｃａｉｓｓｏｎ；ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ　ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ；ｄｅｗａｔｅｒ　ｓｉｎｋｉｎｇ；ｗａｔｅｒ　ｙｉｅｌｄ；ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ　南京长江第４大桥为双塔３跨悬索桥，主桥跨　径（１６６＋４１０．２）＋１　４１８＋（３６３．４＋１１８．４）一２　４７６　ｍ，北锚碇为重力式锚碇，基础采用图１所示的沉井　结构，其顺桥向长６９　ｍ，横桥向宽５８　ｍ，高５２．８　ｍ，　平面尺寸为世界第一。　沉井可以分为排水下沉和不排水下沉。排水下　沉作业面可见，利于对沉井姿态控制，且费用相对低　廉。降排水下沉的综合效率优势明显，故北锚碇沉　井拟采用前期降排水下沉，后期不排水下沉的施工　方案，并力争在汛期到来之前完成降排水下沉。　图１沉井半结构图　收稿日期：２０１０—０３—１５　作者简介：穆保岗（１９７４一），男，博士，副教授，主要从事岩土工程和地下结构方面的研究，　（Ｅ—ｍａｉｌ）ｍｕｂａｏｇａｎｇ＠ｓｅｕ．ｅｄｕ．ｃｎ。　１３６　土木建筑与环境工程　第３２卷　该沉井平面上共分２Ｏ个井孔，标准节段井孔顺　桥向长１４．２　ｍ，横桥向宽８．６８　ｍ；沉井竖向共划分　１１节，首节为钢壳沉井，高６　ｍ，其余节段为混凝土　沉井，第２～１０节高５　ｍ，第１１节高１．８　ｍ。　州大桥南、北锚碇沉井ｌ＿５蜘共３座，目前正准备修建　的马鞍山大桥亦采用大型沉井。由于工程地质和水　文地质条件不同，对周边环境影响的计算，尤其是附　近的长江大堤沉降，均建立在现场监测基础上＿７Ｊ，对　拟采用沉井接高和下沉方案为：地面接高前４　于缺乏沉降观测资料的场地区域，抽水引起地面沉　降量的估算方法和模型较为繁杂，尚无一套简明有　节（２１　ｍ），降排水下沉一接高５、６节（１０　ｍ），一接高　７、８节（１０　ｍ），不排水下沉一接高９～１１节（１】．８　ｍ），不排水下沉。　由于沉井的平面尺寸大，下沉深度大，降水深度　大，地质条件复杂，加之沉井紧临长江，地下水与长　江水互相补给，其降排水设计与施工都具有一定的　难度；沉井南侧１２０　ｍ即为长江大堤，如何在下沉期　间保证大堤的安全也是沉井降排水设计和施工的重　要考虑因素。　表１为北锚锭的地质情况表，北锚碇区地层大　体可分为上部软弱土层和下部砂土层，并以第９层　密实卵砾石层作为沉井的持力层。　地下水分为潜水和承压水２类，其中潜水水位　埋深约１．８～３．３　ｍ，接受大气降水与田间沟塘水补　给，与长江等地表水体有一定水力联系；承压水水位　埋深约１２　ｍ，与长江水力联系密切。　表１北锚碇区地质情况表　粉砂：灰色，饱和，中密，局部松散，　…‘夹亚粘土　４．５　细砂：灰色，饱和，中密　６．２　中砂：灰色，饱和，密实　１７，１细砂；灰色，饱和，密实，夹亚粘土　承压水　２．７　卵砾石、砾砂：黄灰色，饱和，密实　４．３　细砂：灰色，饱和，密实　５．２　卵砾石、砾砂：黄灰色，饱和，密实　２．６　强风化粉砂岩　国外建造的大型沉井较少，而偏重于室内模型　试验　和小型沉井　，大型沉井主要集中在中国深　水桥梁基础上。中国建造的可供借鉴的同类规模的　陆地沉井，到目前为止有江阴大桥北锚碇沉井　，泰　效的通用手段而采用个案试验实测的方法的　。　结合南京长江第４桥北锚碇沉井的施工，对降排水　设计和长江大堤沉降计算２个问题进行了分析。　１现场抽水试验　１．１　试验概况　对北锚碇区水文地质条件和工程特点的分析可　知，地下水对沉井下沉影响的主要为上部承压水，为　了获得准确的渗透系数和确定抽水工艺，针对上部　承压水设计了抽水试验。设抽水井１个（ＪＳ０６），观　测井２个Ｇ１、Ｇ２，Ｇ３为备用井，具体布置见图２。　图２试验井布置图　主井和观测井分别采用￣ｐ６００　ｍｍ、　３５Ｏ　ｍｍ　３　翼螺旋合金钻头施工，一次性成孔。循环液采用自　造浆，泥浆较稀，利于洗井，试验井参数见表２。　表２抽水试验井参数表　抽水试验共进行３个降深，试验时间为２００８年　１Ｏ月１５日至１Ｏ月１９日。各次降深分别为２．４７、　８．５９和１４．７８　１ＴＩ，出水量分别为２０　ｒｎ。／ｈ、８０　ｍ。／ｈ　和１２５　ｍ。／ｈ，稳定时间分别８　ｈ、８　ｈ、１２　ｈ。　抽水历时曲线见下图３、４、５，抽水试验数据见　第５期　穆保岗，等：南京长江４桥北锚碇沉井的排水下沉分析　１３７　表３。　图３　２０　ｍ　／ｈ抽水历时曲线　图４　８０　ｍ　／ｈ抽水历时曲线　图５　２５　ｍ　／ｈ抽水历时曲线　表３主井和观测井抽水试验结果　流量Ｑ和降深Ｓ关系见图６。　上述曲线表明，试验井成井质量较好，主井出水　量大，观测井反映灵敏。　１．２渗透系数（Ｋ）的计算　１．２．１　采用稳定流求参承压水非完整井（含水层　上部）单井渗透系数计算公式［９］为　流量／ｍ　，｝ｌ　图６　ｓ曲线　Ｋ一　ｇ　ａ　６　（１）　承压水非完整井（含水层上部）多孔渗透系数计　算公式为：　Ｋ一　（ａｒｓｈ，Ｌ　．－ａｒｓｈ　／　）　（２）　其中：Ｋ为渗透系数（ｍ／ｄ）；Ｑ为涌水量（ｒｎ。／ｄ）　、　ｒ：为抽水孔至观测孔之问的距离（ｍ）；Ｓ　、Ｓ　为观测　孔内的水位降深（ｍ）；ｚ为过滤器有效长度（ｍ）。　代人数据，计算结果见表４—６。　表４按照承压非完整井单井计算结果　表５承压非完整并带一个观测井计算结果　表６　承压非完整井带２个观测井计算结果　可见，采用稳定流求参的方法，前２种计算结果　较为接近，而采用２个观测井的计算结果明显偏大。　１３８　土木建筑与环境工程　第３２卷　１．２．２采用非稳定流求参　１）直线解析法　水层可视为一个各向同性的承压含水层；在该含水　层中由于地层岩性的分布不均匀，沉积厚度的不同，　又造成含水层在不同地段含水层渗透系数相差较　大；因此，该含水层应视为一个非均质各向同性的承　在抽水流量为定值时，且观测井距抽水井的距　离ｒ已测定后，降深和时间是对数函数关系，绘在单　对数纸上应是一条直线＿】　。设在ｔ　、ｔ：时测得观测井　的水位降深为ｓ　、Ｓ：，则有：　ｓ　一　ｌｇ　㈦　ｓ：一２　．３Ｑｌｇ　（４）　解上２式得：　ｓ２一Ｓ　一　１ｇ　ｔＬ　（５）　，当取ｔ２＝１０ｔ　时，则有：　Ｔ一　△Ｓ　ＡＳ—Ｓ２一Ｓ　（６）　～　再根据公式Ｋ—Ｔ／Ｍ求得承压水含水层的渗　透系数，结果详见表７。　表７直线解析法计算结果　孔号　Ｏ　Ｍ　ｔｌ　￡２　Ｓ１　Ｓ２　Ｋ／（ｍ・ｄ一　）平均　Ｇｌ　３１．９　２０　０．３１　０．１２　Ｇ２　１１４．９　２０　０．３８　０．２６　Ｇｌ　１９５．６　２０　０．４２　０．３４　Ｇ２　３１．９　２０　１．０４　０．９１　Ｇ１　１１４．９　２０　０．５８　０．４４　Ｇ２　１９５．６　２０　１．５２　１．４０　２）水位恢复法（两点法）　设在水位开始恢复后ｔ　、ｔ　时测得观测井的水　位降深为ｓ　、ｓｚ，当“＜０．１时，则有　Ｔ一　・ｇ　㈩　由Ｋ—Ｔ／Ｍ可得到所求的含水层渗透系数Ｋ，　详见表８。　表８两点法计算结果　孔号　Ｑ　Ｍ　ｆｌ　５Ｉ　Ｓ２　Ｋ／（ｍ・ｄ一１）平均　Ｇ１　３１．９　５５　Ｇ２　１１４．９　５５　Ｇ１　１９５．６　５５　Ｇ２　３１．９　５５　Ｇ１　１１４．９　５５　Ｇ２　ｌ９５．６　５５　１．３计算结果讨论　根据南京长江沿岸水文地质勘察资料，平行于　长江方向与垂直于长江方向的含水层渗透系数变化　较小，其中平行于长江方向的含水层渗透系数略小　于垂直长江方向的含水层渗透系数，从整体上该含　压含水系统。　分析表明：针对拟建锚碇区的水文地质条件，选　择不同的数学计算公式，所计算的结果存在一定的　差异，渗透系数Ｋ在１３．４２～３６．９９　ｍ／ｄ范围内，用　抽水井参与计算的数值均偏小，考虑到抽水井近距　离周边流速快，呈紊流状态，形成的水跃值较大，因　此计算结果比实际偏小将以上各种算法累加求和，　取其平均值为１９．９　ｍ／ｄ，接近采用非稳定流解得的　平均值。　２　沉井降水计算　２．１沉井涌水量　沉井总涌水量由潜水含水层和承压水含水层２　部分组成，各含水层的涌水量可按“大井法”计算。　沉井涌水量计算等效半径　ｒｏ一０．２９（口＋ｂ）一３６．８３　ｍ　（８）　１）潜水含水层涌水量　本含水层渗透系数取Ｋ＝１．８４　ｍ／ｄ，含水层厚　度Ｈ一６．６　ｍ，水位降深Ｓ一６．１　ｍ，降水影响半径：　Ｒ一２Ｓ￣／ＨＫ一４２．５１　ｍ　（９）　涌水量可按均质含水层潜水完整井，降水远离　边界的情况计算Ｅｌ２］：　Ｑ一１．３６６　Ｋ　一３２６．６　ｍ。／ｄ（１ｏ）　ｌｇｆ＼　１＋　１ｒｏ／　　可见其涌水量不大，可不作为考虑重点。　２）承压水含水层涌水量　含水层渗透系数取Ｋ：１９．９Ｏ　ｍ／ｄ，含水层厚度　Ｍ一５５　１ＴＩ，承压水静止水位埋深１．１　ＩＴＩ，考虑开挖深　度２０　ｍ，降水面在开挖面以下１．０　ｍ，则沉井中心水　位降深ｓ一１９．９　ｍ，降水影响半径　Ｒ一１０Ｓ、／　一８８７．７　１３３．　（１１）　按照基坑规范验算，涌水量可按均质含水层承　压一潜水非完整井计算Ｉ】　：　Ｑ一１．３６６Ｋ—（２ＨＭ）　Ｍ　－－ｈ２　——一ｌｇｆ＼．　＿１＋　１ｒ０，　　一３９　１３２．５　１ＴＩ。／ｄ　（１２）　按照基坑手册验算，涌水量可按均质含水层承　压一潜水非完整井，岸边降水模型计算Ｉｌ　，近似取　井中心至直线补给边界距离为１２０＋３６．８３—　１５６．８３　ｍ，则有：　Ｑ一—Ｌ—＿　ｌ（２Ｈ＂一ｈｅ）Ｍ＂—　一（寺）Ｉ　＋　ｌｎ——　第５期　２￣ｒＫＴＳ穆保岗，等：南京长江４桥北锚碇沉井的排水下沉分析　２　叭　——：・—一一　３７　９０９．４　ｓ／ｄ．　４　ｍ／ｄ　．一ｉｎ　ｉ２０＋　（１３）Ｌｌ　Ｊ　并参考以往工程经验［１４　１６］，降水井分２排布设于沉　ｍ　井环道外侧，距沉井侧边的距离分别为１７　ｍ和２２　Ｉｎ，见图７。　Ｌ　２　可见承压水含水层涌水量很大，且按２种方法　的计算结果较为接近，取其中较大者控制降排水设　计。　２．２计算参数讨论　需要说明的是，含水层影响半径Ｒ并不是固定　不变的，随管井的水位降深的增大，含水层的影响半　径也随之增大。　有２个观测孔计算承压含水层影响半径的公　式：　ｌｇＲ一　…）　式中，Ｒ为影响半径，ｍ；Ｓ　、Ｓ　为观测孔内水位降　深，ｍ；ｒ　、ｒ　为抽水孔至观测孔之问的距离，ｒｎ。　按照上述实验结果计算如表９。　表９　２个观测孔计算影响半径结果　Ｓ１　Ｓ２　ｒ１　ｒ２　Ｑ　Ｒ　由于抽水试验工程紧邻长江大堤，抽水含水层　顶板埋深仅有１２．０　ｍ，长江河床的厚度远超过了该　埋置深度，长江河床穿过了该含水层的顶板，形成的　地下水与长江水之间的水力联系较为密切，即一旦　抽取该地段的地下水，长江水就构成了定水头补给　边界。可以判定，在抽水试验该地区，其地下水的影　响半径是不对称的，因此，随着抽水水位下降，其影　响半径是不断的向外扩展，而南部只能扩展到长江　水域。　２．３降水井布设　１）管井出水量　按沉井外侧１０　ｍ左右布井，取１：１０的水力坡　降，降水井处水位埋深约２５　ｍ；降水井过滤器置于　承压水含水层，深度为１３～３４　ｍ，管径ｒ　一３２５　ｍｍ，　暂不考虑井损，则有效过滤器长ｚ＝＝＝９　Ｉｎ，得到单井出　水量　ｑ一１２０ｎｒ　ｚ　＝＝＝１　４９３　ｍａ／ｄ　（１５）　２）降水井数量　降水井的井点数　一１．１Ｑ／ｑ一２９　（１６）　考虑到计算参数和计算方法的可能偏差，总井　数最终取为３２。　平面布井时应做到近大堤侧稀，远大堤侧密，以　便在能够满足沉井降水要求的前提下，使降水对长　江大堤产生的影响最小。最终根据现场条件情况，　加　弘　驭　。降水井　虬　・沉降观测点　９　Ⅲ　９　６　图７大堤位置　姐　３长江大堤沉降计算　当降水引起地下水位下降时，土中的孔隙水应　力减小，而总应力基本维持不变，由此将导致土体中　的有效应力增加，土体骨架压缩引起地面沉降。目　前普遍采用Ｔｅｒｚａｇｈｉ（１９２５年）提出的有效应力原　理，认为地下水压力的降低导致有效应力的增大是　含水层压密的原因。　对于该场地而言，承压含水层基本为砂土层，含　水砂层的变形与水位变化相关性较好，一般认为其　峰值能互对应　。　。含水砂层的压缩量较小，满足　弹性变形规律，可用简约的分层总和法求解。　３．１　潜水含水层压缩量　对潜水含水层而言，沉井的降水影响半径仅为　４２．５１　ｍ，远小于沉井到长江大堤的距离１２０　ｍ，即　该处潜水水位不会因沉井降水而改变；若隔水层效　果好，不存在潜水和承压水的互相补给，则承压含水　层降水也不会引起潜水水位的变化；这２种情况都　不会使潜水含水层的有效应力改变，从而也不会产　生压缩沉降。　较为不利的情况则是隔水层效果不好，潜水向　下补给承压水造成其水位下降，但因为上部软土固　结的竖向渗透系数很小，这一过程通常发生的很缓　慢，而沉井的降水持续时问只有半个月左右，而且是　分阶段降低地下水位，即使土层产生压缩固结，其值　也会很小。　综上所述，可忽略潜水含水层在降水期间的沉　降。　３．２承压水含水层压缩量　在沉井降水过程中，长江大堤附近水位降深仍　将处于承压顶板之上（即水压下降，但静止水位仍高　于隔水层顶板），若水头下降了　，则整个承压含水　层孔隙水应力均降低ｒ　ｈ，其有效应力均增加　ｒ￣２１ｈ。　由于整个承压水含水层以砂土为主，产生的压　１４Ｏ　土木建筑与环境工程　第３２卷　缩量为土骨架的压缩，并且会很快完成，因此当作为　沉降计算的重点。　１）水位降深计算　随着下沉深度的不断增加再逐步加大降水力度，沉　井下沉到位时最终开启了２５口管井降水，根据各井　的工作状况统计最大日抽水量约４２　０００　ｍ。。　对于本工程的降水特点而言（承压～潜水非完　整井），现有理论尚无法准确处理水位降深问题，考　虑到沉井离大堤尚有一定距离，故可以近似取完整　从降水方案和实际情况的比较来看，设计方案　总体上是成功的，它可为后续的类似工程提供指导　和借鉴；沉井总涌水量计算结果比实际情况偏小　８　左右，单井出水能力计算公式的结果比真实值偏　小约１２　，由于布井时的富余量，仍保证了降水目　井计算　］　—Ｓ一　２￣ＫＭ骞Ｑ　・ｎ（鲁））　（１７）　标的顺利实现。　式中Ｑ　为单井涌水量，按总涌水量取平均．ｒＪ为　降水井到计算点距离；Ｒ　为降水井影响半径。　２）压缩量计算　按（１７）式计算出大堤沿线点水位降深△　后，即　得该处有效应力增量ｒ　Ａｈ，进而可根据土体的压缩　模量求解总压缩量。　ＡＳ＝奎ｒ￣，Ａｈ　（１８）　ｉ＝１　考虑到计算点埋深、土体原位应力状态以及原　状土的结构强度等因素时，现场压缩模量Ｅ　值要大　于室内试验的结果。现把承压水含水层做为整体计　算，根据北锚碇区地质土层的标贯击数Ｎ与压缩模　量问的验公式，可以取整体加权平均的砂层压缩模　量　，取Ｅ　一１ＯＯ　ＭＰａ，得到图８中所示的理论沉　降曲线。　３．３　长江大堤沉降控制　目前中国堤防运行管理期变形控制尚未形成统　一标准，按照相关经验和规定，对重要堤防控制沉降　差小于１　，可以避免不均匀沉降引起的堤防开裂，　因此大堤沉降控制标准取为堤身高度的１　，即４５　ｍｍ作为警戒值。　为保证长江堤防的安全，一方面施工现场应以　观测为主，加强降水过程中的大堤监控，确保沉降不　超标；另一方面，若长江大堤最大沉降接近警戒值，　而沉井尚未下沉到位，则可采用回灌井等应急措　施　。　４降水和沉降监控结果　４．１降水监控情况　沉井前４节２１　ｍ接高完毕后，从２００９年５月　１８日开始首次降排水下沉，到６月２日下沉结束，　历时１５　ｄ，沉井下沉深度１９．６　ｍ，下沉量１５．６　ｍ。　最大日下沉量１．９５　ｍ，最小日下沉量０．０６　ｍ，平均　日下沉量１．０４　ｍ。　下沉到位时的沉井顺桥向倾斜度］／３３５，横桥　向倾斜度１／７０７，沉井扭转角３＂６”，沉井顺桥向最大　偏位５３　ｍｍ，横桥向最大偏位９１　ｍｍ，几何姿态正　常。　沉井降排水下沉时，首先开启周边８口井降水，　造成涌水量计算结果偏差的原因可能在于Ｋ　的试验取值方法，也可能在于计算公式本身的误差，　以及群井间的互相干挠等，可积累更多资料后再详　细研究。　４．２长江大堤沉降监控结果　沉井下沉过程中每日两次对长江大堤沉降进行　了监控测量，２００９年６月２日沉井下沉到位时，沉　降也发展到了最大程度，图８为危险地段５００　ＩＴＩ范　围内的堤身沿线沉降曲线对照图，虚线圈出范围内　的测点因受施工便道和往来车辆碾压影响，其降水　引发的沉降当比给出的测量值要小。从沉降预测和　图８堤身沿线沉降比较　实际情况的比较来看，事先根据有效应力原理计算　的沉降趋势和数值大小还是较为吻合的，计算思路　和计算方法可为后续的类似工程提供指导和借鉴；　预测的沉降最大值约３０　ｍｍ，位置在Ｄ９点附近，监　测结果表明最大沉降为Ｄ９点的３７　ｍｍ，峰值误差　为１９　，由于实测曲线峰值点附近受施工运输车辆　影响较大，但较难扣除这部分的影响量；从两条曲线　形状来看，非峰值部位预测结果略偏大，总体上二者　的吻合程度还是较好的。　５　结论　南京长江４桥北锚碇沉井下沉难度大，对沉井　本身安全控制和对周边大堤影响显得尤为重要。在　进行理论分析计算和现场实测情况对比后，得到如　下结论：　１）深层降水的渗透系数对涌水量、影响半径、水　位降深、大堤沉降等均有直接影响，但其大小受计算　方法影响较大，必须结合本地区的经验数值确定。　就该工程而言，实际涌水量和理论涌水量的差别较　小，可以验证采用非稳定渗流解的平均值较为接近　第５期　穆保岗，等：南京长江４桥北锚碇沉井的排水下沉分析　１４１　实际情况。　２）北锚碇沉井降排水设计计算表明，按基坑规　范规定计算方法得到的总涌水量比现场量测结果偏　小８　左右，按经验公式计算的单井出水量比现场　值偏小１２　左右。　３）从有效应力原理出发计算沉井附近长江大堤　堤身沉降。根据降水计算结果，认为潜水含水层压　缩量很小，大堤沉降主要由承压水含水层压缩引起，　由此得到的沉降分布曲线总体上与实测结果吻合程　度较高，对短期的深层降水引起的地面沉降可以采　用分层综合法进行估算。　参考文献：　［１］ＲＥＥＳＥ．Ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ｓｈａｌｌｏｗ　ａｎｄ　Ｄｅｅｐ　Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｓ［Ｍ］．Ｎｅｗ　Ｊｅｒｓｅｙ　Ｊｏｈｎ　Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ，Ｉｎｃ．　２００６．　ｒ　２］ＣＨＥＮ　Ｗ，ＺＨ０Ｕ　Ｈ，ＲＡＮＤＯＬＰＨ　Ｍ　Ｆ．Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｎ　ｅｘｔｅｒｎａｌ　ｓｈａｆｔ　ｆｒｉｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃａｉｓｓｏｎｓ　ｉｎ　ｓｏｆｔ　ｃｌａｙ［Ｊ］．Ｔｈｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｇｅｏｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００９，１３５（５）：６０５—６１５．　ｒ　３］ＡＬＬＥＮＢＹ　Ｄ，ＷＡＬＥＹ　Ｇ，ＫＩＬＢＵＲＮ　Ｄ．Ｅｘａｍｐｌｅｓ　ｏｆ　ｏｐｅｎ　ｃａｉｓｓｏｎ　ｓｉｎｋｉｎｇ　ｉｎ　Ｓｃｏｔｌａｎｄ［Ｃ］／／Ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　１６２　ｉｓｓｕｅ　ＧＥＩ，２００９．　［４］陈光福．江阴长江公路大桥特大型沉井施工述评［Ｊ］．土　工基础，１９９９，１３（３）：２４—２８，１３．　ＣＨＥＮ　ＧＵＡＮＧ—ＦＵ．Ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｌａｒｇｅ　ｃａｉｓｓｏｎ　ｉｎ　Ｊｉａｎｇｙｉｎ　Ｈｉｇｈｗａｙ　Ｂｒｉｄｇｅ［Ｊ］．　Ｓｏｉｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ａｎｄ　Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ，１９９９，３：２４—２８，１３．　［５］陶建山．泰州大桥南锚碇巨型沉井排水下沉施工技术　［Ｊ］．铁道工程学报，２００９（１）：６３—６６．　ＴＡ０　ＪＩＡＮ—ＳＨＡＮ．　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｆｏｒ　ｄｒａｉｎｉｎｇ—ｓｉｎｋａｇｅ　ｆｏｒ　ｓｏｕｔｈ　ｃａｉｓｓｏｎ　ａｎｃｈｏｒａｇｅ　ｔｏ　Ｔａｉｚｈｏｕ　Ｙａｎｇｔｚｅ　Ｒｉｖｅｒ　Ｈｉｇｈｗａｙ　Ｂｒｉｄｇｅ　ｗｉｔｈ　ｌａｒｇｅ－ｓｉｚｅ　ｓｕｎｋ　ｗｅｌｌ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｒａｉｌｗａｙ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｓｏｃｉｅｔｙ，２００９　（１）：６３　６６．　［６］王卫忠．沉井下沉技术在泰州长江公路大桥北锚碇中的　应用［Ｊ］．交通科技，２００９，２（２３３）：２１—２４．　ＷＡＮＧ　ＷＥＩ—ＺＨＯＮＧ．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃａｉｓｓｏｎ　ｓｉｎｋｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｔ　ｎｏｒｔｈ　ａｎｃｈｏｒａｇｅ　ｔｏ　Ｔａｉｚｈｏｕ　Ｙａｎｇｔｚｅ　Ｒｉｖｅｒ　Ｈｉｇｈｗａｙ　Ｂｒｉｄｇｅ［Ｊ］．　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ　Ｓｃｉｅｎｃｅ＆　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００９，２（２３３）：２１－２４．　［７］陈缪芬．沉井施工降水时地下水动态分析及对江堤影响　的研究［Ｄ］．扬州大学，２００８．　［８］黄雅虹．吕悦军．北京亦庄轻轨工程场地水位下降引起　地面沉降量的评估方法探讨ＥＪ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