摘要：根據是否進行降水控制，沉井下沉方法常采用：排水下沉法，不排水下沉法，或者根據地質情況，兩者兼顧。要合理選擇下沉方法，必須考慮圍護結構布置，了解工程地質及水文地質、氣象條件（雨季雨量）等資料，充分分析圍護結構兩側水土壓力差，采取下沉減阻、防突沉、超沉、等措施。
　　關鍵詞：沉井；下沉方法；思考及建議
　　沉井廣泛應用于橋梁、煙囪、水塔的基礎；水泵房、地下油庫、水池豎井等構造物。在市政工程中，凡用地與環境條件受到限制或埋深較大的地下構筑物，往往采用沉井施工。盡管地基加固技術的廣泛應用，在緊靠復雜周邊環境（如建筑物、河道、大型重要管線等）及復雜地質條件下，為確保沉井施工質量及周邊環境的安全，合理選擇沉井下沉方法，至關重要。
　　根據是否進行降水控制，沉井下沉常采用方法：排水下沉法，不排水下沉法，或者根據地質情況，兩者兼顧。
　　案例：1.工程概況
　　1.1沉井結構及圍護
　　矩形沉井平面內凈尺寸為22.8m×18m，井壁厚800mm（刃腳部位厚1000mm）。沉井井壁總高度為12.80～13.90m，刃腳底面標高為-8.10m，頂板面標高為4.70m，底板面標高為-5.85m，底板厚650mm，底板埋深11.2m(刃腳處埋深12.8m)。在泵房沉井1.90m標高及0.00m標高處分別設有0.3m、0.4m厚的現澆鋼筋砼的平臺。
　　沉井外側采用Ф700水泥土攪拌樁作為隔水帷幕，隔水帷幕平面內凈尺寸為27.4m×22.6m，樁長17m，其中西側（靠建筑物側）水泥土攪拌樁內插HM500×300×11×18H型鋼。圍護樁靠沉井一側距沉井外壁距離1.5m。
　　1.2工程地質及水文地質
　　地基土自上而下為第①1層填土、第②1層褐黃色粉質粘土、第②3-1層灰黃色粘質粉土、第②3-2層灰色砂質粉土、第③層灰色淤泥質粉質粘土、第④層灰色淤泥質粘土、第⑤1層灰色粘土、第⑥層暗綠色粉質粘土、第⑦層草黃色砂質粉土。（詳見工程地質示意圖）

　　工程地質示意圖
　　場地地下水屬潛水類型，水位主要受大氣降水及地表水影響，設計時按常年地下水位0.5m計算。地下水對混凝土無腐蝕性。
　　1.3周邊環境
　　雨水泵站沉井（外側尺寸24.4×19.6米）東側為祁連山路，靠沉井有φ1200上水管，南側為虬江河道（河道有一座橋），西側有小區4層樓房，距沉井邊10米左右，北側為廣德苑停車場。
　　周邊環境示意圖
　　
　　2.初始下沉方案
　　根據設計要求及實際情況，沉井采用三次澆筑，一次下沉，機械挖土，人工輔助清理，井內明溝排水（輔以井點降水）下沉，沉井壁外側做觸變泥漿助沉，主要靠沉井自重下沉。下沉過程嚴格測量并及時糾偏，同時控制下沉速度，防止突沉、超沉，確保沉井下沉質量。下沉到距設計標高20cm左右時，停止挖土，加強觀察，待沉井靠自重下沉穩定在規范允許偏差的標高范圍之內，及時干封底。沉井下沉施工過程，周邊環境由第三方進行監測，監測數據每天早、晚兩次報施工方、監理方分析。
　　3.下沉過程狀況
　　沉井于08年11月開始下沉，下沉緩慢，至09年1月5日，共下沉8.2米，周圍土體有部分沉降，約20—30cm，房屋累計沉降約3—4mm（自進場圍護樁施工開始），距沉井4.5m圍墻累計下沉6—8mm。
　　為加快下沉速度，1月6日起改為水力切削空氣吸泥，下沉速度明顯加快，當天下沉100cm，沉井周圍土體一次發生沉降40cm，影響范圍約7.0—8.0米，沉井東西兩側圍墻產生裂縫約2.0cm，西側小區房屋（四層）一次沉降1—1.3mm，累計沉降4—5mm。房屋下方有300*300長度24米鋼筋砼方樁，下沉對房屋影響較小。
　　周圍土體產生較大沉降后，立即停止施工，井內及時補水。次日地面略有少量沉降，隨后穩定。沉井已下沉9.35米，進入砂質粉土層，剩余3.45米。
　　4.原因分析
　　主要原因：沉井外側圍護樁距沉井壁1.5m，沉井下沉過程1.5m的土體已松動（雖井外壁做觸便泥漿處理，圍護樁內側土體因沉井下沉水位降低而產生流失），圍護樁兩側的水土產生壓力差，在側壓力的作用下，攪拌樁樁體變形過大產生裂縫或斷裂，圍護樁外側土體發生流失，周邊施工路面、圍墻以及房屋側土體發生沉降。
　　圍護樁原因：攪拌樁施工的垂直度、搭接控制、水灰比、水泥摻入量、噴漿量（提升速度）等偏差也可能導致滲漏，加劇水土流失或樁體圍護開裂。
　　下沉原因：隨著沉井下沉，周邊土體變形產生的側壓力隨沉井下沉深度而增大（在一定范圍內），當采用水力切削空氣吸泥時，沉井下沉速度過快，沉井外壁與圍護之間的原狀土體性狀改變加快，攪拌樁變形開裂速度加快。
　　天氣狀況：當天晚上雨量較大（雨量80mm左右），部分地表水滲入，沉井壁外側的土體流失量增大，圍護樁體兩側水土壓力差加大，攪拌樁開裂，部分土體滲入沉井內，周圍產生較大沉降。
　　繼續下沉情況分析：沉井已進入大部分砂質粉土層，當穿過該土質后，進入淤泥質粘土層，流砂會減少，圍護外側的水土流失會減少。在采取一定的隔水措施（旋噴樁）后，小區建筑有24m混凝土方樁基礎，其深度遠低于沉井刃腳底標高，沉井繼續下沉對房屋及上水管道的影響不大。經過分析決定，在采取不排水下沉施工中，通過不斷加大沉井內外水位差，嚴密觀察周邊土體變化情況，穿過流砂層②3-2后，由不排水下沉逐步轉變為排水下沉，沉井實施干封底。反之，則一直采用不排水下沉，沉井采用水下封底。
　　5.處理方案
　　5.1修復圍護結構
　　修復東西兩側損壞的圍護結構，保證下沉時上水管道和房屋的安全。擬在東西兩側攪拌樁外側用D800旋噴樁補強堵漏，旋噴樁施工重點：旋噴樁主要位于砂質粉土層，在第一次噴漿過程中，水泥漿壓力在0.5MPa左右，并添加2%水玻璃，提升速度取0.1m/min，流量大于30L/min；旋噴樁第二次施工中水泥漿液流壓力取1MPa，流量大于25L/min，氣流壓力取0.7MPa，添加3%水玻璃，提升速度取0.1～0.25M/min，直至漿液冒出為止。旋噴樁深度17米，搭接25cm，水泥摻量20%，旋噴樁水泥采用32.5級新鮮普通硅酸鹽水泥，水灰比為0.8。旋噴樁施工方法（略）
　　5.2減阻
　　在井壁四周注入潤滑漿，減少周邊阻力，使下沉時刅腳能切入土中減少水土流入井內。從已下沉情況分析，沉井切入土體的面積為841.5M2時，按刅腳踏面有1/2面積挖空才能下沉計算，則周邊阻力系數為：f=(Q-f2)/F1=(30500-6000)/841.5=29.1KN/M2
　　Q—沉井自重，Q=30500KN，F1井壁入土周邊面積，f2刅腳踏面阻力，踏面承載面積按30M2計f2=30*200=6000KN
　　注漿后周邊阻力系數可降低到5~10KN/m2，按10KN/m2計，則刃腳可切入土中約30~40公分。
　　泥漿采用機械拌制，通過攪拌筒內葉片旋轉，將膨潤土、水和純堿拌制成泥漿。泥漿拌制均勻，材料計量準確，拌好的泥漿放置10h后使用，使膨潤土、水和純堿等材料充分混合，起到置換作用，形成具有良好穩定性和適宜粘度的優質泥漿。
　　用泥漿泵，將拌制好的觸變泥漿用Φ50的管道壓注到離沉井刃腳2m處，泥漿的輸送壓力一般為0.1～0.5MPa；灌漿口的水平間距為0.5m。在沉井下沉時，還要經常從地面上沿井外壁向井壁與土的空隙中補充觸變泥漿。
　　當沉井下沉到規范允許偏差的設計標高后，為使沉井穩定，應將泥漿套中的觸變泥漿置換排出。用水泥、粉煤灰、土、砂和水拌和而成的混合砂漿置換。混合砂漿的配比應根據需要設計，并經試拌調整后使用。混合砂漿的配合為：水泥：粉煤灰：土砂：水=1：1：5：5：7（重量比），該配合比配制的混合砂漿的比重約為1.58。
　　5.3下沉
　　先用不排水下沉，嚴格控制沉井周圍地面沉降。
　　目前已下沉9.35米，總高度12.8米，還需下沉3.45米。尚要穿越2.45米的砂質粉土層。為保證沉井西側小區房屋（四層）安全，對井內進行灌水。灌水至+2.2米標高。不排水下沉的下沉系數計算：
　　K=(Q-Q,)/(F1+F2)=1.38（計算略）
　　A. 下沉時隨時觀測沉井的傾斜度、下沉深度、速度和沉井中的水位，根據情況及時調整挖土速度和挖土方位，并向井內補水。
　　B. 沉井井內部分采用長臂挖土機取土，刃腳周邊部分，由潛水員水下操作，高壓水槍切割土體。
　　C. 當刃腳部分進入淤泥質粘土層后，將井內水逐步抽出，并且跟蹤監測沉井下沉深度、傾斜度，沉井外側房屋、管線等沉降情況，沉井橫梁底部需有土體支撐。如一切正常，就可從不排水下沉逐步轉入排水下沉。
　　5.4終沉措施
　　在井內水抽完以后，沉井無突沉現象，開始對刃腳底部按照設計圖紙進行壓密注漿，注漿深度3米，寬度3米。
　　當沉井沉到離設計標高還有50公分時，要停止挖土，觀察不挖土后繼續下沉的數量，以控制最終挖土深度。終沉標高要比設計標高高10CM作為防止超沉的余量。如到達預定標高后沉井仍有繼續下沉的趨勢時立即向井內灌水。在沉井接近設計標高時，在井壁四周觸變泥漿采用水泥漿置換，漿液內添加3%水玻璃，使周邊阻力＞1.5噸/每平方米，此時的周邊總阻為1500噸左右。在刅腳和地梁斜面處填塊石或黃砂，擴大地基承載面積，總地基承載力可達2000噸左右，總阻力為3500噸左右，大于自重3050噸，沉井可以穏定。
　　5.5沉井封底施工（干封底）（根據下沉實施情況確定）
　　(1)、素砼
　　沉井到位穏定后，在井內用礫石砂或黃砂填至素砼底層標高并振實。然后進行底板素砼封底，封底前必須在每一格沉井底板上設置泄水孔（共9只），四周填以卵石，使井底的水都匯集到泄水孔中，用水泵排出，從而使地下水位保持低于底板以下1.50m，然后對稱均勻澆注0.15m厚C15素砼墊層。
　　(2)、鋼筋砼底板
　　素砼達到一定強度后，底板施工前將刃腳混凝土鑿毛處洗刷干凈，綁扎底板鋼筋（底板上下層鋼筋之間的間距設1Ф16登鐵，1只/M2），澆筑混凝土底板。澆筑應在整個沉井面積上分層由四周向中央進行，每層厚20～25CM，并搗固密實。混凝土養護14d期間，設在底板上的泄水孔應不間斷的抽水，使底板砼不承受水壓，底板砼經養護達到設計強度，即為沉井下沉封底全部結束。
　　5.6沉降監測
　　對于沉井周邊圍墻、西側小區房屋、東側Φ1200上水監測由第三方負責，在下沉階段監測頻率提高至每天3次，不排水下沉完成抽水階段，每3小時即對周邊建筑物進行監測。
　　6.實施情況
　　通過對以上方案的實施，情況良好，圓滿完成沉井干封底。
　　7.思考及建議
　　圍護結構的處理：
　　1、在周邊環境允許的情況下，盡量加大圍護結構與沉井結構之間的距離（本工程為1.5m，），用觸變泥漿填充井外周刃腳以上的空隙，盡量減少沉井下沉對圍護結構與沉井間土體的影響，以減小對圍護結構的影響；
　　2、圍護結構與沉井結構之間的距離不可能加大時，為確保周邊環境安全，圍護結構設計時要慎重考慮圍護結構兩側的水土壓力差。
　　沉井下沉措施：
　　1、在滿足圍護結構穩定的情況下，充分考慮井內外水土壓力差，沉井下沉首選排水下沉。
　　2、對地質情況及相關資料（承壓水）分析，圍護結構可能失穩，周邊環境影響的可能性加大時，建議采用不排水下沉。
　　3、可能對周邊環境產生影響，在沉井下沉過程中，嚴密觀察周邊環境，并分析地質及相關情況，可以根據下沉情況，排水和不排水下沉兼顧。
　　4、除沉井下沉進行合理降水控制外，氣象條件（雨量）的了解,下沉減阻、防突沉、超沉等措施也應充分考慮。
　　
　　參考文獻
　　（1）市政地下工程施工質量驗收規范DG/TJ08-236-2006
　　（2）龔曉南主編.深基坑工程設計施工手冊.北京.中國建筑工業出版社.1998
　　（3）周申一等.沉井沉箱施工技術[M].北京:人民交通出版社.2005