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滬通大橋沉井發生偏移?鋼沉井怎麼會歪,又有沒有扶正的辦法?

作者:地圖解天下

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滬通大橋沉井發生偏移?鋼沉井怎麼會歪,又有沒有扶正的辦法?

在洶湧的長江水面上,一座15,000噸重的鋼制沉井遭遇了劇烈的傾偏,其最高與最低點的垂直落差超過了13米,而最低的一端與江水之間的距離僅有不足4米。面臨這樣一座巨大的鋼制沉井,大陸應該如何将其扶正呢?

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鋼沉井是什麼?

實際上,這個鋼質沉井是作為大橋橋墩基礎的一部分。建構主塔基礎通常有兩種技術途徑,即采用打樁法和沉井法。選擇沉井法來建造滬通大橋主要是基于橋梁所處的地質結構,該區域以砂土層為主。如果使用打樁法,支柱必須深入至岩石層以確定穩固,但該橋墩位置下方幾百米依舊是砂土層,無法觸及堅固的岩層,這可能導緻整個建設工程的努力付之東流。

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是以,沉井法則成為了最合适的選擇。相較于打樁法,沉井法可以在軟土層中創造出一個巨大的、向下延伸的容器,這個容器随後被填滿混凝土,形成一個堅固的底座。在滬通大橋的建設中,這個沉井是一個鋼質結構,它被精心設計以承受巨大的壓力,并且能夠在沉降過程中保持其結構的完整性。

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沉井的建設是一個緩慢而艱難的過程,它需要在水中逐漸下沉至預定的深度。首先,工程團隊将鋼質沉井放置在河床的表面。然後,通過向沉井内部填充砂石和混凝土來增加其重量,使其緩緩下沉。在沉井下沉的同時,潛水員和機器人會不斷清除沉井下方的障礙物,確定其能夠均勻下沉,并且不會傾斜。

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在沉井到達預定深度後,接下來的步驟是清除沉井内部的水和泥沙,然後在底部鋪設一層堅硬的混凝土層作為基座,最終形成橋墩基礎。通過這種方式,沉井法為滬通大橋的主塔提供了穩如磐石的支撐。由于沉井需要長期暴露在海水中,團隊特别選用了抗腐蝕性能極佳的鋼材,并對鋼筋混凝土進行了特殊處理,以提高其耐鹽堿性和防水性。

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鋼沉井那麼重為何會發生偏移

由于長江的水流湍急不已,施工地點更位于長江下遊的潮汐區,那裡的流速可高達每秒2.5米,江水不斷地沖刷着河床上遊的泥沙,這一現象最終導緻沉井逐漸傾斜。如果沉井繼續傾斜,整個結構的穩定性将受到嚴重威脅,甚至可能導緻整個工程的失敗。他們必須盡快找到解決方案,以確定沉井能夠安全、穩定地嵌入河床。

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将傾斜的鋼沉井扶正有什麼辦法?

将傾斜的鋼沉井扶正辦法非常多,常見的就是采用結合挖掘調整與側向墊支技術的糾正政策,此方法是修正偏斜的基礎且行之有效的手段。它涉及到在沉井的較高一側進行土壤挖除,并在較低的刃腳側放置墊塊進行支撐。通過這種方式,随着沉井逐漸深入地下,原本較高的側邊會逐漸下降,進而達到平衡。在實施挖掘調整時,專業團隊會使用先進的監測裝置,如傾斜儀和GPS,來實時跟蹤沉井的傾斜角度和位置。

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還有就是井外偏挖、井頂偏壓或套拉法,這種校正方法結合了偏向挖掘和施加側向壓力或水準力,旨在增強單純通過挖掘一側土壤所達到的校正效果。鑒于挖掘外側土槽時土體量較為龐大,一般情況下,挖掘作業的深度被控制在大概1.5至2米的區間,是以這項技術特别适合于需要在更深層次的土壤中執行矯正操作的場景。當然還有井外支墊法、井外射水法等。

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而大陸的工程技術人員最初選擇了一種偏壓技術,即通過在壓力較低的一側進行抽水并在另一側注水來調整負載,旨在糾正偏斜。随後,他們采用了向沉井周圍投放石塊和沙袋的方法,特别是在井筒偏低的部位散放碎石等物質,以此來延緩泥沙的侵蝕速度。在這些步驟之後,他們轉向解決沉井的垂直校正問題。

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這一過程涉及在沉井傾斜的一側底部執行抽泥工作,随後在沉井的内牆注入混凝土以壓低沉井的傾斜角度。借此,之前投放的碎石會自然滑落至井底,幫助穩定并支撐偏移的沉井。

滬通大橋沉井發生偏移?鋼沉井怎麼會歪,又有沒有扶正的辦法?

随着沉井逐漸恢複垂直,再通過在沉井底部鋪設一層厚重的混凝土基礎來確定沉井在達到預定深度時擁有堅實的支撐。這一層混凝土不僅提供了實體支撐,同時還作為一種封隔層,防止地下水進一步滲透并損害沉井結構。

滬通大橋沉井發生偏移?鋼沉井怎麼會歪,又有沒有扶正的辦法?

為了保證混凝土層的均勻分布,技術人員必須仔細計算混凝土的流動和固化時間,確定在不影響沉井校正程序的情況下完成鋪設工作。在經曆了無數次的監測和調整後,沉井終于安穩地定位在了預定位置。