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【摘 要】 沉井下沉施工过程受工艺及地质与外部条件影响较多，容易产生一些突发问题，本文就不排水下沉法可能产生的突发问题进行了罗列梳理，并对问题产生的原因进行了分析，针对分析的原因提出了相应的处治对策。
【关键词】 不排水下沉；常见问题；原因；对策
【中图分类号】 TU721.2 【文献标识码】 B 【文章编号】 1727-5123（2013）06-048-02
1 工艺概况
沉井基础是以沉井法施工的地下结构物和深基础的一种型式。是先在地表制作成一个井筒状的结构物（沉井），然后在井壁的围护下通过从井内不断挖土，使沉井在自重作用下逐渐下沉，达到预定设计标高后，再进行封底，构筑内部结构。广泛应用于桥梁、烟囱、水塔的基础；水泵房、地下油库、水池竖井等深井构筑物和盾构或顶管的工作井。技术上比较稳妥可靠，挖土量少，对邻近建筑物的影响比较小，沉井基础埋置较深，稳定性好，能支承较大的荷载。
沉井下沉方法主要包括排水下沉、不排水下沉、不排水钻吸法下沉及连续沉井等四种。其中比较常见的为排水下沉、不排水下沉两种，下沉过程中受工艺及地质影响均会出现较多突发问题，本文仅对不排水下沉工艺可能出现的问题进行分析并处治。
2 常见问题
不排水下沉法即在沉井下沉时不排除下沉井工作面的地下水的方法，受施工条件及地质情况影响，常见问题主要包括以下方面：
2.1 下沉困难：沉井被搁置或悬挂，下沉极慢或不下沉。
2.2 下沉过快：沉井下沉速度超过挖土速度，出现异常情况。
2.3 突沉：沉井下沉失去控制，出现突然下沉的现象。
2.4 倾斜：沉井垂直度出现歪斜，超过允许限度。
2.5 偏移：沉井轴线与设计轴线不重合，产生一定的位移。
2.6 遇障碍物：沉井被地下障碍物搁置或卡住，出现不能下沉的现象。
2.7 遇流砂：井外土粉砂涌入井内的现象，造成沉井突沉、偏斜或下沉过慢或不下沉等现象。
2.8 超沉：沉井下沉超过设计要求的深度。
3 原因分析
3.1 下沉困难原因分析。
3.1.1 井壁与土壁间的摩阻力过大。
3.1.2 沉井自重不够，下沉系数过小。
3.1.3 遇有地下管道、树根等障碍物。
3.1.4 遇流砂、管涌。
3.2 下沉过快原因分析。
3.2.1 遇软弱土层，土的耐压强度小，使下沉速度超过挖土速度。
3.2.2 长期抽水或因砂的流动，使井壁与土间摩阻力减小。
3.2.3 沉井外部土体液化。
3.3 突沉原因分析。
3.3.1 锅底挖得太深，沉井暂时被外壁摩阻力和刃脚托住.使处于相对稳定状态，当继续挖土时，土壁摩阻力达极限值，井壁阻力因土的触变性而突然下降，发生突沉。
3.3.2 流砂大量涌入井内。
3.4 倾斜原因分析。
3.4.1 沉井刃脚下的土软、硬不均。
3.4.2 没有对称地凿除混凝土垫层或没有及时回填夯实；井外四周的回填土夯实不均。
3.4.3 没有均匀挖土，使井内土面高差悬殊。
3.4.4 刃脚下掏空过多，沉井突然下沉，易于产生倾斜。
3.4.5 刃脚一侧被障碍物搁住，未及时发现和处理。
3.4.6 排水开挖时，井内一侧涌砂。
3.4.7 井外弃土或堆物，井上附加荷重分布不均，造成对井壁的偏压。
3.5 偏移原因分析。
3.5.1 大多由于倾斜引起的，当发生倾斜和纠正倾斜时，井身常向倾斜一侧下部产生一个较大的压力，因而伴随产生一定位移，位移大小，随土质情况及向一边倾斜的次数而定。
3.5.2 测量定位差错。
3.6 遇障碍物原因分析。
3.6.1 沉井下沉局部遇孤石、大块卵石、地下沟道、圬工、管线、钢筋、树根等，造成沉井搁置、悬挂，难以下沉。
3.7 遇流砂原因分析。
3.7.1 井内锅底开挖过深，井外松散土涌入井内。
3.7.2 井内表面排水后，井外地下水动水压力把土压入井内。
3.7.3 爆破处理障碍物，井外土受振进入井内。
3.7.4 挖土深超过地下水位0.5m以上。
3.8 超沉原因分析。
3.8.1 沉井下沉至最后阶段，未进行标高观测。
3.8.2 下沉接近设计深度，未放慢挖土下沉的速度。
3.8.3 遇软土层或流砂，使下沉失去控制。
4 处治对策
4.1 下沉困难处治。
4.1.1 在井顶均匀加铁块或其他荷重。
4.1.2 挖除刃脚下的土。
4.1.3 不排水下沉改为排水下沉，以减少浮力。
4.1.4 在井外壁装置射水管冲刷井周围土，减少摩阻力。
4.1.5 在井壁与土间灌入触变泥浆或黄土，降低摩阻力。
4.1.6 清除障碍物；控制流砂、管涌。
4.2 下沉过快处治。
4.2.1 可用木垛在定位垫架处给以支承，并重新调整挖土，在刃脚下不挖或部分不挖土。
4.2.1 在沉井外壁间填粗糙材料，或将井筒外的土夯实，加大摩阻力，如沉井外部的土液化发生虚坑时，可填碎石处理。
4.3 突沉处治。
4.3.1 适当加大下沉系数，可沿并壁注一定的水，减少与井壁的摩阻力。 4.3.2 控制挖土，锅底不要挖太深；刃脚下避免掏空过多。
4.3.3 在沉井梁中设置一定数量的支撑，以承受一部分土反力。
4.3.4 控制流砂现象发生。
4.4 倾斜处治。
4.4.1 加强沉井过程中的观测和资料分析，发现倾斜要及时纠正。
4.4.2 分区、依次、对称、同步地凿除混凝土垫层，及时用砂或砂砾填夯实。
4.4.3 在刃脚高的一侧加强取土，低的一侧少挖土或不挖土，待正位后再均匀分层取土。
4.4.4 在刃脚较低的一侧适当回填砂石或石块，延缓下沉速度。
4.4.5 在井外深挖倾斜反面的土方，回填到倾斜一面，增加倾斜面的摩阻力。
4.4.6 不排水下沉，在靠近刃脚低的一侧适当回填砂石；在井外射水或开挖，增加偏心压载，以及施加水平外力等措施。
4.5 偏移处治。
4.5.1 控制沉井不再向偏移方向倾斜。
4.5.2 有意使沉井向偏位的相反方向倾斜，当几次倾斜纠正后，即可恢复到正确位置或有意使沉井向偏位的一方倾斜，然后沿倾斜方向下沉.直至刃脚处中心线与设计中线位置相吻合或接近时，再将倾斜纠正。
4.5.3 加强测量的检查复核工作。
4.6 遇障碍物处治。
4.6.1 遇较小孤石，可将四周土掏空后取出；较大孤石或大块石、地下沟道、圬工等，可用风动工具或用松动爆破方法破碎成小块取出，炮孔距刃脚不少于50cm，其方向须与刃脚斜面平行，药量不得超过200g，并设钢板防护，不得用裸露爆破；钢管、钢筋、树根等可用氧气烧断后取出。
4.6.2 不排水下沉，爆破孤石，除打眼爆破外，亦可用-管在孤石下面掏洞，装药破碎吊出。
4.7 遇流砂处治。
4.7.1 挖土避免在刃脚下掏挖，以防流砂大量涌入，中间挖土也不宜挖成锅底形。
4.7.2 穿过流砂层应快速，最好加荷，如抛大块石增加土的压重，使沉井刃脚切入土层。
4.7.3 采用深井或井点降低地下水位，防止井内流淤；深井宜安置在井外，井点则可设置在井外或井内。
4.7.4 采用不排水法下沉沉井，保持井内水位高于井外水位，以避免流砂涌入。
4.8 超沉处治。
4.8.1 沉井至设计标高，应加强观测。
4.8.2 在井壁底梁交接处设置承台（砌砖），在其上面铺方木，使梁底压在方木上，以防过大下沉。
4.8.3 沉井下沉至距设计标高0.1m时，停止挖土和井内抽水，使其完全靠自重下沉至设计标高或接近设计标高。
4.8.4 避免涌砂发生。
【关键词】 不排水下沉；常见问题；原因；对策
【中图分类号】 TU721.2 【文献标识码】 B 【文章编号】 1727-5123（2013）06-048-02
1 工艺概况
沉井基础是以沉井法施工的地下结构物和深基础的一种型式。是先在地表制作成一个井筒状的结构物（沉井），然后在井壁的围护下通过从井内不断挖土，使沉井在自重作用下逐渐下沉，达到预定设计标高后，再进行封底，构筑内部结构。广泛应用于桥梁、烟囱、水塔的基础；水泵房、地下油库、水池竖井等深井构筑物和盾构或顶管的工作井。技术上比较稳妥可靠，挖土量少，对邻近建筑物的影响比较小，沉井基础埋置较深，稳定性好，能支承较大的荷载。
沉井下沉方法主要包括排水下沉、不排水下沉、不排水钻吸法下沉及连续沉井等四种。其中比较常见的为排水下沉、不排水下沉两种，下沉过程中受工艺及地质影响均会出现较多突发问题，本文仅对不排水下沉工艺可能出现的问题进行分析并处治。
2 常见问题
不排水下沉法即在沉井下沉时不排除下沉井工作面的地下水的方法，受施工条件及地质情况影响，常见问题主要包括以下方面：
2.1 下沉困难：沉井被搁置或悬挂，下沉极慢或不下沉。
2.2 下沉过快：沉井下沉速度超过挖土速度，出现异常情况。
2.3 突沉：沉井下沉失去控制，出现突然下沉的现象。
2.4 倾斜：沉井垂直度出现歪斜，超过允许限度。
2.5 偏移：沉井轴线与设计轴线不重合，产生一定的位移。
2.6 遇障碍物：沉井被地下障碍物搁置或卡住，出现不能下沉的现象。
2.7 遇流砂：井外土粉砂涌入井内的现象，造成沉井突沉、偏斜或下沉过慢或不下沉等现象。
2.8 超沉：沉井下沉超过设计要求的深度。
3 原因分析
3.1 下沉困难原因分析。
3.1.1 井壁与土壁间的摩阻力过大。
3.1.2 沉井自重不够，下沉系数过小。
3.1.3 遇有地下管道、树根等障碍物。
3.1.4 遇流砂、管涌。
3.2 下沉过快原因分析。
3.2.1 遇软弱土层，土的耐压强度小，使下沉速度超过挖土速度。
3.2.2 长期抽水或因砂的流动，使井壁与土间摩阻力减小。
3.2.3 沉井外部土体液化。
3.3 突沉原因分析。
3.3.1 锅底挖得太深，沉井暂时被外壁摩阻力和刃脚托住.使处于相对稳定状态，当继续挖土时，土壁摩阻力达极限值，井壁阻力因土的触变性而突然下降，发生突沉。
3.3.2 流砂大量涌入井内。
3.4 倾斜原因分析。
3.4.1 沉井刃脚下的土软、硬不均。
3.4.2 没有对称地凿除混凝土垫层或没有及时回填夯实；井外四周的回填土夯实不均。
3.4.3 没有均匀挖土，使井内土面高差悬殊。
3.4.4 刃脚下掏空过多，沉井突然下沉，易于产生倾斜。
3.4.5 刃脚一侧被障碍物搁住，未及时发现和处理。
3.4.6 排水开挖时，井内一侧涌砂。
3.4.7 井外弃土或堆物，井上附加荷重分布不均，造成对井壁的偏压。
3.5 偏移原因分析。
3.5.1 大多由于倾斜引起的，当发生倾斜和纠正倾斜时，井身常向倾斜一侧下部产生一个较大的压力，因而伴随产生一定位移，位移大小，随土质情况及向一边倾斜的次数而定。
3.5.2 测量定位差错。
3.6 遇障碍物原因分析。
3.6.1 沉井下沉局部遇孤石、大块卵石、地下沟道、圬工、管线、钢筋、树根等，造成沉井搁置、悬挂，难以下沉。
3.7 遇流砂原因分析。
3.7.1 井内锅底开挖过深，井外松散土涌入井内。
3.7.2 井内表面排水后，井外地下水动水压力把土压入井内。
3.7.3 爆破处理障碍物，井外土受振进入井内。
3.7.4 挖土深超过地下水位0.5m以上。
3.8 超沉原因分析。
3.8.1 沉井下沉至最后阶段，未进行标高观测。
3.8.2 下沉接近设计深度，未放慢挖土下沉的速度。
3.8.3 遇软土层或流砂，使下沉失去控制。
4 处治对策
4.1 下沉困难处治。
4.1.1 在井顶均匀加铁块或其他荷重。
4.1.2 挖除刃脚下的土。
4.1.3 不排水下沉改为排水下沉，以减少浮力。
4.1.4 在井外壁装置射水管冲刷井周围土，减少摩阻力。
4.1.5 在井壁与土间灌入触变泥浆或黄土，降低摩阻力。
4.1.6 清除障碍物；控制流砂、管涌。
4.2 下沉过快处治。
4.2.1 可用木垛在定位垫架处给以支承，并重新调整挖土，在刃脚下不挖或部分不挖土。
4.2.1 在沉井外壁间填粗糙材料，或将井筒外的土夯实，加大摩阻力，如沉井外部的土液化发生虚坑时，可填碎石处理。
4.3 突沉处治。
4.3.1 适当加大下沉系数，可沿并壁注一定的水，减少与井壁的摩阻力。 4.3.2 控制挖土，锅底不要挖太深；刃脚下避免掏空过多。
4.3.3 在沉井梁中设置一定数量的支撑，以承受一部分土反力。
4.3.4 控制流砂现象发生。
4.4 倾斜处治。
4.4.1 加强沉井过程中的观测和资料分析，发现倾斜要及时纠正。
4.4.2 分区、依次、对称、同步地凿除混凝土垫层，及时用砂或砂砾填夯实。
4.4.3 在刃脚高的一侧加强取土，低的一侧少挖土或不挖土，待正位后再均匀分层取土。
4.4.4 在刃脚较低的一侧适当回填砂石或石块，延缓下沉速度。
4.4.5 在井外深挖倾斜反面的土方，回填到倾斜一面，增加倾斜面的摩阻力。
4.4.6 不排水下沉，在靠近刃脚低的一侧适当回填砂石；在井外射水或开挖，增加偏心压载，以及施加水平外力等措施。
4.5 偏移处治。
4.5.1 控制沉井不再向偏移方向倾斜。
4.5.2 有意使沉井向偏位的相反方向倾斜，当几次倾斜纠正后，即可恢复到正确位置或有意使沉井向偏位的一方倾斜，然后沿倾斜方向下沉.直至刃脚处中心线与设计中线位置相吻合或接近时，再将倾斜纠正。
4.5.3 加强测量的检查复核工作。
4.6 遇障碍物处治。
4.6.1 遇较小孤石，可将四周土掏空后取出；较大孤石或大块石、地下沟道、圬工等，可用风动工具或用松动爆破方法破碎成小块取出，炮孔距刃脚不少于50cm，其方向须与刃脚斜面平行，药量不得超过200g，并设钢板防护，不得用裸露爆破；钢管、钢筋、树根等可用氧气烧断后取出。
4.6.2 不排水下沉，爆破孤石，除打眼爆破外，亦可用-管在孤石下面掏洞，装药破碎吊出。
4.7 遇流砂处治。
4.7.1 挖土避免在刃脚下掏挖，以防流砂大量涌入，中间挖土也不宜挖成锅底形。
4.7.2 穿过流砂层应快速，最好加荷，如抛大块石增加土的压重，使沉井刃脚切入土层。
4.7.3 采用深井或井点降低地下水位，防止井内流淤；深井宜安置在井外，井点则可设置在井外或井内。
4.7.4 采用不排水法下沉沉井，保持井内水位高于井外水位，以避免流砂涌入。
4.8 超沉处治。
4.8.1 沉井至设计标高，应加强观测。
4.8.2 在井壁底梁交接处设置承台（砌砖），在其上面铺方木，使梁底压在方木上，以防过大下沉。
4.8.3 沉井下沉至距设计标高0.1m时，停止挖土和井内抽水，使其完全靠自重下沉至设计标高或接近设计标高。
4.8.4 避免涌砂发生。