(6)遇硬质胶结土层时,可用重型抓斗或加大水枪的射水压力和水中爆破联合作业;也
可用钢轨冲击破坏后,再用抓斗抓出。
(7)如因沉井四壁减阻措施被破坏,应设法恢复。
(8)采用振动装置(振动锤或振动器)振动井壁,以减低摩阻力,但仅限于小型沉井使用。
3. 瞬间突沉
1.现象
沉井在瞬时间内失去控制,下沉量很大,或很快,出现突沉或急剧下沉,严重时往往使
沉井产生较大的倾斜或使周围地面塌陷。
2.原因分析
(1)在软粘土层中,沉井侧面摩阻力很小,当沉井内挖土较深,或刃脚下土层掏空过多,
使沉井失去支撑,常导致突然大量下沉,或急剧下沉。
(2)当粘土层中挖土超过刃脚太深,形成较深锅底,或粘土层只局部挖除,其下部存在
的砂层被水力吸泥机吸空时,刃脚下的粘土一旦被水浸泡而造成失稳,会引起突然塌陷,
使沉井突沉。当采用不排水下沉,施工中途采取排水迫沉时,突沉情况尤为严重。
(3)沉井下遇有粉砂层,由于动水压力的作用,向井筒内大量涌砂,产生流砂现象,而造
成急剧下沉。
3.预防措施
(1)在软土地层下沉的沉井可增大刃脚踏面宽度,或增设底梁以提高正面支承力;挖土时,
在刃脚部位宜保留约50cm宽的土堤,控制均匀削土,使沉井挤土缓慢下沉。
(2)在粘土层中严格控制挖土深度(一般为40cm)不能太多,不使挖土超过刃脚,可避免出
现深的锅底将刃脚掏空。粘土层下有砂层时,防止把砂层吸空。
(3)控制排水高差和深度,减小动水压力,使其不能产生流砂或隆起现象;或采取不排水下
沉的方法施工。
4.治理方法
(1)加强操作控制,严格按次序均匀挖土,避免在刃脚部位过多掏空,或挖土过深,或排水
迫沉水头差过大。
(2)在沉井外壁空隙填粗糙材料增加摩阻力;或用枕木在定位垫架处给以支撑,重新调
整挖土。
(3)发现沉井有涌砂或软粘土因土压不平衡产生流塑情况时,为防止突然急剧下沉和意
外事故发生,可向井内灌水,把排水下沉改为不排水下沉。
4 下沉搁置
1.现象
沉井被地下障碍物搁住或卡住,出现不能下沉或下沉困难的现象。
2。原因分析
(1)沉井下沉局部遇孤石、大块卵石、矿渣块、砖石、混凝土基础、管线、钢筋、树根等
被搁置、卡住,造成沉井难以下沉。
(2)下沉中遇局部软硬不均地基或倾斜岩层。
3.预防措施
(1)施工前做好地基勘察工作,对沉井壁下部3m以内的各种地下障碍物,下沉前挖井取出。
(2)对局部软硬不均地基或倾斜岩层,采取先破碎开挖较硬土层或倾斜岩层,再挖较弱土
层,使其均匀下沉。
4.治理方法
(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。炮孔距刃脚不小于50cm,其方向须与刃脚斜面平
行,药量不得超过200g,并设钢板、草垫防护,不得用裸露爆破。
(2)钢管、钢筋、树根等可用氧气烧断后取出。
(3)不排水下沉,爆破孤石,除打眼爆破外,也可用射水管在孤石下面掏洞,装药破碎吊出。
5 沉井悬挂
1.现象
沉井下沉过程中,刃脚下部土体已经掏空,而沉井的自重仍不能克服摩阻力下沉,产生
悬挂现象,有时将井壁拉裂。
2.原因分析
(1)井壁与土壁间的摩阻力过大,沉井自重不够,下沉系数过小。
(2)沉井平面尺寸过小,下沉深度较大,遇较密实的土层,其上部有可能被土体夹住,
使其下部悬空,有时将井壁拉裂。
3.预防措施
(1)使沉井有足够的下沉自重;下沉前应验算沉井的下沉系数,应不小于1.1~1.25。
(2)加大刃脚上部空隙,使井壁与土体问有一定空间,以避免被土体夹住。
4.治理方法
(1)用0.2~O.4MPa的压力流动水针沿沉井外壁缝隙冲水,以减少井壁和土体间的摩阻力。
(2)在井筒顶部加荷载;或继续浇筑上节筒身混凝土增加自重和对刃口下土体的压力,但
应在悬空部分下沉后进行,以免突然下沉破坏模板和混凝土结构。
(3)继续第二层碗形挖土,或挖空刃脚土,必要时向刃脚外掏深100mm。
(4)在岩石中下沉,可在悬挂部位进行补充钻孔和爆破。
6 筒体倾斜
1.现象
沉井下沉过程中或下沉后,简体发生倾斜,使筒体中心线与刃脚中心线不重合,沉井垂
直度出现歪斜,超过允许限度。
2.原因分析
(1)沉井制作时,就出现歪斜,详见“井筒歪斜”的原因分析(1)一(4)。
(2)土层软硬不均,或挖土不均匀,使井内土面高低悬殊;或局部超挖过深,使下沉不均;
或刃脚下掏空过多,使沉井不均匀突然下沉,易导致沉井倾斜。
(3)不排水下沉沉井,未保持井内水位高于井外,造成向井内涌砂,引起沉井歪斜。
(4)刃脚局部被石块或埋设物搁住,未及时处理;或排水下沉,井内一侧出现流砂。
(5)沉井壁上留有较大孔洞,使重心偏移,未填配重使井壁各部达到平衡就下沉。
(6)井外临时弃土或堆重对沉井产生偏心土压;或在井壁上施加施工荷载,对沉井一侧
产生偏压。
(7)在下沉过程中,未及时采取防偏、纠偏措施。
(8)在软土中下沉封底时,未分格、逐段对称进行,造成沉井不均匀下沉而引起倾斜G
3.预防措施
(1)沉井制作时出现歪斜详见“11.1.3井筒歪斜”的预防措施(1)~(4)。
(2)根据不同土质情况,采用不同的挖1j顺序,分层开挖,使挖土对称均匀,刃脚均匀受
力,沉井均匀、竖直平稳下沉。 对松软土质,可先挖沉井中部土层(每层约深40~50cm),
沿沉井刃脚周围保留土堤,使沉井挤土下沉;对中等密实的土,如刃脚土堤挖出后仍很少
下沉,可再从中部向刃脚分层均匀削薄土堤,使沉井平稳下沉;对土质软硬不均的土层,
应先挖硬的一侧,后挖软的一侧;对流砂层只挖中间不挖四周;对坚硬土层,可按撤除垫
木按顺序分段掏空刃脚,并随即回填砂砾,待最后几段(即定位承垫木处)掏空并回填后,
再分层逐步挖去回填填料,使均匀下沉。沉井倾斜如受地下水方向影响时,先挖背水方面
的土,后挖迎水方向的土。
(3)不排水下沉应常向井内注水,保持井内水位高于井外1~2m,以防向井内涌砂。排水
下沉井内侧出现流砂,应采取措施减小或平衡动水压力,或改用不排水下沉,或用井点降水。
(4)刃脚遇到小块姜石、孤石搁住,可将四周土挖空后立即橇去;较大姜石或孤石,用
风镐工具破碎,或钻孔爆破成小块取出,炮孔应与刃脚斜面平行,药量控制在200g以内。
(5)井壁孔洞应封闭,内用填配重(块石、铁块等)办法,保持井壁各段重量均衡,以达到
平衡下沉。
(6)井外卸土、堆重,井上施工荷载,务使均匀、对称。
(7)下沉井过程中加强测量观测,在沉井外设置控制网,沉井顶部设十字控制线和基准点,
在井筒内壁按四或八等分划垂线,设置标板,吊锤球(图11-2),以控制平面和垂直度。下
沉过程中,每班观测不少于2次,发现倾斜(锤球偏离5cm)应及时纠正。
4.治理方法
(1)在初沉阶段,一般可采取在刃脚较高部位的一侧加强挖土,在较低的一侧少挖土或
回填砂石来纠正。如系不排水下沉,一般可靠近刃脚较高的一侧加强抓土。
(2)在终沉阶段,一般可利用设在井外侧的射水管冲刷土体或采取井外射水来纠正倾斜。
(3)在刃脚底的一侧加垫木楔,刃脚高的一侧多挖土。
(4)在井口上端加偏心压载纠正,务使在沉井封底以前纠正达到合格。
7 偏移或扭位
1.现象
沉井下沉过程中或下沉后,筒体轴线位置发生一个方向偏移(称为位移),或两个方向的
偏移(称为扭位)。
2.原因分析
(1)位移大多由于倾斜引起,当沉井倾斜一侧土质较松软,在纠正倾斜时,井身往往向倾
斜一侧下部产生一个较大的压力,因而伴随向倾斜方向产生一定位移。位移大小随土质情
况及向一边倾斜的次数而定。当倾斜方向不平行轴线时,纠正后则产生扭位,多次不同方
向的倾斜,纠正倾斜后拌随产生位移的综合复合作用,也常导致产生偏离轴线方向的扭位。
(2)沉井倾斜未纠正就继续下沉,常会使沉井向倾斜相反方向产生一定位移。。
(3)测量偏差未及时纠正。
3.预防措施
(1)加强测量控制和检测,在沉井外和井壁上设控制线,内壁上设垂度观测标志,以控制
平面位置和垂直度,每班观测不少于2次,发现位移或扭位应及时纠正。
(2)及时纠正倾斜,避免在倾斜情况下继续下沉,造成位移或扭位。
(3)控制沉井不再向偏移方向倾斜。
(4)加强测量的检查和复核工作。
4.治理方法
位移纠正方法一般是控制沉并不再向位移方向倾斜,同时有意识地使沉井向位移相反方
向倾斜,纠正倾斜后,使其伴随向位移相反方向产生一定位移纠正。如位移较大,也可
有意使沉井偏位的一方倾斜,然后沿倾斜方向下沉,直到刃脚处中心线与设计中心线位
置吻合或接近时,再纠正倾斜,位移相应得到纠正。扭位可按纠正位移方法纠正,使倾
斜方向对准沉井中心,然后纠正倾斜,扭位随之得到纠正。亦可先纠正一个方向的倾斜、
位移,然后纠正另一个方向的倾斜、位移,几次倾斜方向纠正后,轴线即恢复到原位置。
8 下沉遇坚硬土层
1.现象
沉井挖土遇坚硬土层,出现难以开挖下沉的现象。
2.原因分析
遇厚薄不一的黄砂胶结层(姜结石),质地坚硬,用一般镐、锹开挖非常困难,使下沉十
分缓慢。
3.防治措施
(1)排水下沉时,以人力用铁钎打入士中向上撬动、取出,或用铁镐、锄开挖,必要时
打炮孔爆破成碎块。
(2)不排水下沉时,用重型抓斗、射水管和水中爆破联合作业。先在井内用抓斗挖2m
深锅底坑,由潜水工用射水管在坑底向四角方向距刃脚边2m冲4个400mm深的炮孔,
各放200g炸药进行爆破,余留部分用射水管冲掉,再用抓斗抓出。
9 下沉遇流砂
1.现象
沉井采取井内排水时,井外的土、粉砂产生流动状态,随地下水一起涌入井内,边挖、
边冒,无法挖深;常造成沉井出现突沉、偏斜、下沉过慢或不下沉等情况。
2.原因分析
(1)井内锅底开挖过深;井外松散土涌入井内。
(2)井内表面排水后,井外地下水动水压力把土压入井内。
(3)爆破处理障碍物时,井外土受振进入井内。
(4)挖土深超过地下水位0.5m以上。
3。预防措施
(1)采用排水法下沉,水头宜控制在1.5~2.0m。
(2)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。
(3)穿过流砂层应快速,最好加荷,使沉井刃脚切入土层。
4.处理方法
(1)当出现流砂现象,可在刃脚堆石子压住水头,削弱水压力,或周围堆砂袋围住土体,
或抛大块石,增加土的压重。
(2)改用深井或喷射点井降低地下水位,防止井内流淤。深井宜安设在沉井外,点井则可
设置在井外或井内。
(3)改用不排水法下沉沉井,保持井内水位高于井外水位,以避免流砂涌人。
10 邻近建筑物下沉
1.现象
沉井周围地面塌陷,邻近建筑物局部下沉,出现裂缝或倾斜。
2.原因分析
(1)建筑物离沉井过近,基础未采取加固隔离措施。
(2)沉井下沉降低地下水位,使邻近建(构)筑物地基土层局部压密产生下沉。
(3)沉井下沉遇粉砂层或下沉挖土刃脚外掏空过多,向沉井内涌砂,造成周围地面下陷。
3.预防措施
(1)在建筑物基础靠沉井一侧用板桩或喷粉桩加固。
(2)在沉井与建筑物之间设置回灌井,减少邻近建筑物地下水的流失。
(3)遇粉砂层采用点井降水,使水头差不过大,避免引起流砂。
(4)沉井挖土,避免在刃脚处向外掏空,尽量采取切土下沉方法。
(5)在井壁外侧不断回填中砂,使靠近建筑物一侧土不被扰动。
4.治理方法
遇流砂或向井内涌泥引起建筑物下沉时,应改排水下沉为不排水下沉,或在井外部加设
点井降水下沉
11 下沉裂缝
1.现象
沉井下沉过程中,在沉井竖壁上出现纵向或水平方向裂缝,有的集中在隔墙上,或预留
孔洞口两侧。
2.原因分析
(1)沉井卜沉时被大孤石、漂石或其他障碍物搁住,使井壁产生过大拉应力而造成裂缝。
(2)圆形沉井下沉过程中,由于过大的倾斜受侧向不均匀土压力作用或一侧突然下沉,常
导致在井壁内侧或外侧产生竖向裂缝。
(3)沉井下沉时,当刃脚踏面脱空,沉井被上部土体挤紧而悬挂在土层中,在井墙内可能
出现较大的竖向拉力,而将井筒水平拉裂。