随着我国近些年桥梁工程的蓬勃发展,不少大跨桥梁的深基础已达到超过百米深的土层,而沉井基础因其整体性好、埋置深度大、承载能力强等特点越来越成为跨江跨海大桥的塔柱基础和锚碇的首选类型,也因此出现了尺寸和埋深均有较大提升的沉井。温州瓯江北口大桥中塔沉井基础位于海积平原深厚软土地区。场地上部为厚达40m的淤泥层,其具有高含水量、高孔隙比、高压缩性、较高灵敏度及触变性等特点。本文结合该沉井的施工过程,通过监测数据分析、理论公式计算、数值模拟等手段相结合,开展了大型沉井在软土地基中的受力特性、下沉稳定性及基底承载能力的相关研究。主要工作和研究成果如下:1.由于下沉过程中的施工扰动,沉井极易出现失稳的问题。通过现场监测数据对软土层中下沉的大型沉井基础的受力规律及影响因素进行了分析,结合理论计算探讨了理论公式的适用性和沉井的下沉稳定性。结果表明,随着沉井下沉的逐步深入,受吸泥扰动的影响减小,侧壁土压力随入土深度呈线性增长关系;进行沉井下沉稳定计算时,直接用地基极限承载力代替沉井底部土的支承力将导致理论的下沉稳定系数偏小。2.目前的研究中,沉井发生突沉的机理尚不明确。利用ABAQUS/Explicit动力有限元程序,并结合沉井的下沉阻力实测数据,对沉井在软土地基中的突然快速下沉行为进行了系统的分析。确定了沉井突沉行为的作用机理,表明软土地基中沉井突沉的实质是应力突变引起应变能向损伤耗散能的瞬间转化;通过数值计算与实测结果的对比,提出了可采用损伤因子定量评价沉井周边软土受荷变形后的力学行为和相应的沉井突沉行为的方法。3.在确定承载力时,目前的规范方法均是针对于浅基础,并不适用于大型沉井基础。建立了组合荷载作用下沉井地基承载力的数值计算模型。利用荷载-常位移探测法分析了竖向荷载大小和入土深度对H-M荷载空间中软土地基承载力包络线的影响,得到了极限状态下沉井和地基土的运动机制;确定了各单向加载模式下沉井基底的极限承载力,并提出了复合加载模式下沉井承载力包络面的数学表达式,绘制了相应的破坏包络面;与地基均质条件下实心基础的承载力包络线进行了对比,评估了大截面沉井在软土地基中下沉时的整体承载性能。