沉管下沉过程中常遇到的问题及处理方法

沉井下沉过程中常遇到的问题及处理方法

1.突然下沉
在软土地基沉井施工中，常发生突然下沉现象。如某工程的一个沉井，一次突然下沉3m之多。突沉的原因是井壁外的摩阻力很小，当刃脚附近土体挖除后，沉井失去支承面烈下沉。这样，容易使沉井产生较大的倾斜或超沉，应予以避免。采用均匀挖土、增大面宽度或加设底梁等措施可以解决沉井突然下沉。

2.沉井偏斜
    沉井开始下沉阶段，井体入土不深，下沉阻力较小，且由于沉井大部分还在地面上，外侧土体的约束作用很小，容易产生偏斜。这一阶段应控制挖土的程序和深度，注意均匀挖土。继续挖土时，可在沉井高的一侧集中挖土。还可以采取不对称加重、不对称射水和施加侧向力把沉井扶正等措施，开始阶段要经常检查沉井的平面位置，注意防止较大的倾斜。在中间阶段，可能会出现下沉困难的现象，但接高沉井后，下沉又变得顺利，但易出现偏移，如沉井中心位置发生偏移，可先使沉井倾斜。均匀挖土让沉井斜着下沉，直到井底中心位于设计中心线上，再将沉井扶正。
沉井沉至设计标高时，其位置误差不应超过下述规定：
(1)底面中心和顶面中心在纵横向的偏差不大于沉井高度的1/50，对于浮式沉井，允许偏差值还可增加25cm。
(2)沉井最大倾斜度不大于1/50.
(3)矩形沉井的平面扭角偏差不大于10，浮式沉井不得大于20.

3.沉井下沉困难
沉井下沉至最后阶段，主要问题是下沉困难。沉井发生下沉困难的主要原因有：井外壁摩阻力太大，超过了自重，或刃脚下遇到大的障碍物，当刃脚遇到障碍物时，必须予以清除后再下沉。清除方法可以是人工排除，如遇树根或钢材可锯断或烧断，遇大孤石宜用炸药炸碎，以免损坏刃脚。在不能排水的情况下，由潜水员进行水下切割或水下爆破。解决摩阻力过大而使下沉困难的方法可从增加沉井自重和减小井壁摩阻力两方面来考虑。
(1) 增加沉井自重。可以在沉井顶面铺设平台，然后在平台上放置重物，如砂袋、块石、铁块等，但应防止重物倒塌。对不排水下沉的沉井，可从井孔中抽出一部分水，从而减小浮力，增加向下压力使沉井下沉，此法对渗水性大的砂、卵石层效果不大，对易发生流砂的土也不宜用此法。
(2) 减小沉井外壁的摩阻力。可以将沉井设计成台阶形、倾斜形，或在施工中尽量使外壁光滑；也可在井壁内埋设高压射水管组，利用高压水流冲松井壁附近的土，水沿井壁上升润滑井壁，减小井壁摩阻力，帮助沉井下沉。沉井下沉至一定深度后，如有下沉困难，可用炮震法强迫沉井。此法是在井孔的底部埋置适量的炸药，一般每个爆炸点用药0.2kg左右为宜，引爆产生的震动力迫使沉井下沉，但要避免震坏沉井。
对下沉较深的沉井，为减小井壁摩阻力常用泥浆润滑套或空气幕帮助沉井下沉，泥浆润滑是把按一定比例配置好的泥浆灌注在沉井井壁周围形成一个具有润滑作用的泥浆套。可大大减小沉井下沉时的井壁摩阻力，使沉井顺利下沉。
射口挡板可用角钢或钢板制作，置于每个泥浆射出口处固定在井壁台阶上，它的作用是防止泥浆管射出的泥浆直冲土壁而起缓冲作用，防止土壁局部坍落堵塞射浆口，为了保持土璧的稳定性及一定数量的泥浆储备，压人泥浆应高出地面以上。因此。需在地面设置围圈。围圈是由混凝土或钢板制成，高约1.5~2.0m，顶面高出约0.5m，圈顶面加盖，以防土石掉人泥浆套，泥浆套的施工按压浆管与井壁位置关系分为内管法和外管法。厚壁沉井多采用内管法，薄壁沉井宜采用外管法。
沉井在下沉过程中要不断补充泥浆，泥浆面不得低于地表围圈的底面。同时，要注意使沉井孔内外水位相近，以防发生流砂、漏水，而使泥浆套受到破坏。当沉井达到设计标高时，应压进水泥砂浆把触变泥浆挤出，使井壁与四周的土重新获得新的摩阻力。在卵石、碎石层中采用泥浆润滑套效果一般较差。
空气幕法是井壁四周按喷气管分担范围设置空气管喷射高压气流，气流沿喷气孔喷出。再沿沉井外井壁上升，形成一圈空气幕。使井壁周围土松动，减少井壁摩阻力，促使沉井顺利下沉。
施工时喷气管分层设置，由竖管和水平横管组成。每层水平横管上钻有很多小孔，压缩空气通过小孔向外喷射。压气沉井所需的压力可取静水压力的2.5倍，空气幕法在停气后可恢复土对井壁的摩阻力。下沉量易于控制，施工设备简单，可以水下施工，经济效果好。空气幕法主要适用于细、粉砂类土和黏性土中。