一、沉井發生傾斜

主要原因有： (1)沉井刃腳下的土軟硬不均； (2)沒有對稱地抽除墊木或沒有及時回填夯實，並在四周的回填土夯實不均；(3)沒有均勻挖土使井內土面高差懸殊；(4)刃腳下掏空過多，沉井突然下沉，易於產生傾斜；(5)刃腳一側被障礙物擱住，未及時發現和處理； （6)排水開挖時井內湧砂；(7)井外棄土或堆物，井上附加荷重分佈不均造成對井壁的偏壓。

措施及處理：（1）加強沉井過程中的觀測和資料分析，發現傾斜及時糾正。（2）分割槽、依次、對稱、同步地抽除堅木，及時用砂或砂礫回填夯實 。（3）在刃腳高的一側加強取土，低的一側少挖土或不挖土，待正位後再均勻分層取放。（4）在刃腳較低的一側適當回填砂石或石塊，延緩下沉速度。（5）不排水下沉，在靠近刃腳低的一側適當回填砂石，在井外射水或開挖，增加偏心壓載以及施加水平外力等措施。

二、沉井下沉過快

主要原因有：（1）遇軟弱土層，土的耐壓強度小，使下沉速度超過挖土速度；（2）長期抽水或因砂的流動，使井壁與土之間的摩阻力減小。（3）沉井外部土發生液化。

預防措施及處理方法：（1）可用木垛在定位墊架處給以支撐，並重新調整挖土，在刃腳下不挖或部分挖土。（2）將排水法下沉改為不排水法下沉，增加浮力；（3）在沉井外壁間填粗糙材料，或將井筒外的土夯實，加大摩阻力，如沉井外部的土液化發生虛坑時，可填碎石處理。（4）減少每一節筒身高度，減輕沉井重量。

三、沉井下沉困難

主要原因有：（1）井壁與土間的摩阻力過大。（2）沉井自重不夠，下沉係數過小。（3） 遇有障礙物。

預防措施及處理方法：（1）繼續澆灌泥凝土增加重量，在井頂均勻加鐵塊或其他荷重。（2）挖除刃腳下的土或在井內繼續進行第二層碗形破土。（3）不排水沉井改為排水沉井，以減少浮力。（4）在井外壁裝置射水管沖刷井周圍土，減小摩阻力，射水管亦可埋於井壁混凝土內，此法僅適用於砂及砂類土。（5）在井壁與土間灌入觸變泥漿或黃土，降低摩阻力。（6）清除障礙物。

沉井的由於其自身的整體剛度大、穩定性較好，井壁可以起到支護的作用而且施工工藝簡單，造價相對低等優勢，在城市建築、市政、港口和水利等深基礎或地下結構中發揮著重要的作用，尤其是在頂管工作井、盾構工作井和橋樑基礎等地下工程中有著一定的優勢和競爭力。

沉井在施工過程中存在的一些常見問題，沉井施工中常見的問題及處理措施如下：

1 、沉井下沉困難

沉井下沉困難本文指的是沉井下沉係數小於1.0，此時說明下沉過程中向下的主動下沉力小於沉井本身的阻力。沉井下沉困難這種情況在施工中還是比較常見的，一般來說在施工中可以採用觸變泥漿、空氣幕、樁基反壓法、壓重法等助沉法配合沉井下沉，施工中根據實際情況可選用一種或多種助沉措施。

1）採用觸變泥漿助沉時，一般來說要求沉井的井壁預留外臺階，外臺階寬度常為100~200mm。觸變泥漿物理力學指標可根據沉井下沉時所透過的不同土層按表1選用。在沉井下沉到設計標高後，可採用水泥漿或水泥砂漿來置換觸變泥漿，在沉井使用過程中提供一定的摩阻力，防止沉井後期上浮。

表1 觸變泥漿的物理力學效能指標

圖2 觸變泥漿助沉施工示意圖

2）採用空氣幕助沉時，在施工前應根據計算確定空壓機和儲氣包的數量，在刃腳外踏面處應設定密封裝置，同時設定空氣幕壓力值。在施工中應嚴格控制空氣幕的助沉時間，一般不宜超過2h。

圖3 空氣幕助沉施工示意圖

3）採用樁基反壓法助沉時，可根據實際計算合理佈置反壓樁，同時保證反壓樁的抗拔承載力應滿足助沉反壓力。一般反壓樁可採用鑽孔灌注樁，根據具體情況可採用樁側後注漿或者樁端後注漿提高其抗拔承載力。

4）壓重法助沉即是採用堆載重物的方法，在加重時應均勻對稱加重。堆載施工時應確保下沉施工的空間及作業人員的安全。

對於採用樁基反壓助沉及壓重法助沉時，實質上都是在增加沉井下沉的主動力，圖4顯示的是這兩種方法的施工示意圖。

圖4 樁基反壓助沉及壓重法助沉施工示意圖

2 、沉井突沉

突沉也就是指的沉井在下沉階段，沉井內不斷大量出土，沉井仍舊不下沉，在某一時刻突然又急劇下沉的現象。突沉的時間一般都是極短的，也就幾秒鐘，沉井有可能下沉數米。

據統計的300多座沉井，約有7%左右的沉井發生過突沉現象，有一個沉井在下沉13m後，在其後的26m下沉過程中發生了9次突沉現象，有的沉井最大突沉量達到5.78m。從這些突沉的資料，不難看出，突沉現象的產生還是很多的，而且會產生巨大的安全隱患，不論是對人還是對周邊環境的影響都是巨大的，這就要求施工時要避免突沉現象的產生。

首先要對產生的機理進行研究，從沉井的受力來看，主要是豎向力，主動下沉力如果小於下沉阻力，沉井就不會下沉。根據公式（1）沉井主動下沉力為沉井的自重Gk，阻力主要有浮力Fw，井壁的摩阻力Tf，刃腳踏面的阻力R1，隔牆的阻力R2。在大量出土的過程中，由於沉井沒有下沉，水位沒有變化，沉井的自重Gk，浮力Fw沒有變化，刃腳踏面和隔牆的阻力在土方開挖的過程中在不斷的減小，在刃腳踏面和隔牆底部土體掏空時變為0，此時沉井還沒有下沉，透過公式可以看出，在下沉係數kst大於1的時候才會下沉，沉井沒有下沉說明下沉係數小於1，透過公式可以看出來井壁摩阻力Tf急劇增大。

下沉係數計算公式：

圖5 沉井下沉係數計算模示意圖

在沉井下沉施工中，由於井體在緩慢下沉中，井壁的摩阻力屬於滑動摩擦力，若摩阻力變大，說明此時的摩阻力已經轉變為靜摩擦力，一般來說靜摩擦力都較滑動摩擦力大。

透過分析，我們說清楚了突沉的機理。如何解決這一突沉的現象其實也就非常簡單了，也就是需要我們在沉井施工時避免出現靜摩擦力或降低摩阻力。在施工時，可以採用觸變泥漿套降低井壁的摩阻力，減少施工的停頓時間，避免井壁土體與井壁之間出現靜摩擦力，還可以在沉井製作時設定井外壁臺階等等措施。其實瞭解了原理，我們可以採取多種多樣的方式來解決這一措施，比如還可以增加井體的配重、增加錨樁施加反力等等措施。

3 、沉井傾斜

沉井下沉過程中，往往會有井體傾斜的現象出現，一般來說挖土不均勻、刃腳下土體軟硬不均、刃腳底部出現區域性障礙物、井外堆物或周邊荷載不均勻等情況會導致沉井出現傾斜，此時應及時糾偏，調整沉井井壁四周的高差，保證高差在允許範圍內，否則會出現難以糾偏情況或者事故的發生。

在下沉過程中，應加強下沉過程中的觀測和資料分析，發現傾斜要及時糾正。在井內挖土時，保證均勻對稱開挖，避免掏挖刃腳底部的土體。

施工過程中，若沉井發生傾斜，可採取井內偏出土或者井外射水等進行校正，施工示意圖如圖6所示。

（a）偏出土糾偏 （b）井外射水糾偏

圖6 沉井傾斜糾偏施工示意圖

4 、沉井出現流砂現象

在粉、細砂層中下沉的沉井經常會出現流砂[5]現象。沉井下沉過程中，井內的鍋底開挖深度過大，井底以下土層為砂性且有承壓水頭，沉井此時又採用的是排水法下沉，此時底部的土體不能抵抗承壓水頭的壓力，就會出現流砂的現象（如圖7所示）。流砂現象可能導致沉井出現嚴重的傾斜，也可能出現嚴重的坍塌現象，有很大的安全隱患。

圖7 流砂產生原理示意圖

在施工時，可以透過採用排水法下沉，避免掏空刃腳下土體，防止大量流砂湧入，在鍋底中間開挖，也不宜把鍋底開挖較深。在穿越砂層時應快速，最好增加荷載，使得沉井刃腳切入土體，還可以透過降低地下水位的方法。採用不排水法下沉時，保持井內的水位高於井外水位，防止流砂的湧入。若條件允許，還可以透過地基處理，改變土體的特性，對粉細砂層進行加固，改變流砂產生的土體特性，從根本上處理這種現象的產生。

5、 沉井接高不穩定

沉井在製作時，由於製作高度及混凝土澆築質量的影響，一般來說都需要進行接高。接高時，地基承載力不能承受上部荷載時會出現邊接高邊下沉的情況，此時對於混凝土的澆築質量影響較大，由於澆築不均勻還可能會引起沉井的傾斜[6]。

在接高前，可根據接高的高度對此時的地基承載力進行驗算，驗算時所取的地基承載力按照極限值取，若此時地基極限承載力可以滿足接高的要求，認為接高是穩定的，不會給後續的施工帶來影響。

6 、超沉

在沉井下沉到設計標高時，沉井的下沉還未完成，一般在觀測8h的下沉量小於10mm時可以封底，但是到達設計標高時，觀測沉井還在繼續下沉，此時沉井就屬於超沉了。超沉將會影響沉井的使用功能，不能滿足設計要求，需要我們在施工時預防這一現象的產生。

在施工前需要對沉井穿越的土層進行詳細研究，若設計標高處於軟弱土層中時，在施工前還需要進行土體的加固處理。施工過程中，在距離設計標高2m時應控制高差及下沉速度，下沉深度距設計標高可以有一定的預留量，預留量可為50~200mm。

圖8 沉井下沉終沉示意圖

7、 沉井封底後上浮

沉井在封底後，由於封底混凝土和井體形成密閉的箱體，浮力急劇增大，在封底後有可能造成井體的上浮，所以需要我們在施工前，需要考慮封底後給井體造成的影響。在進行施工計算時，應對沉井封底後的抗浮進行驗算，若不能滿足要求，可以透過降低地下水位或者採用水下封底等措施來解決這一問題。

還有一種情況在施工時候需要特別注意，就是在沉井採用的是水下封底，封底完成後，急於抽出沉井裡面的水造成沉井上浮的現象。這個時候仍舊需要考慮沉井抗浮的問題，若沉井本身的自重不能滿足抗浮的要求時，需要採取一定的措施保證井體不上浮。可以透過增加井壁周邊的側壁摩阻力，增加錨樁或者增加井體的配重等方法來解決這一問題。

圖9 沉井抗浮計算示意圖

8 、減少對周邊環境的影響

沉井下沉時，井體周邊的土體影響是在所難免的。井外土體的破壞主要是由於沉井下沉時，井外的土壓力在主動土壓力和被動極限應力狀態[7]以及沉井下沉時井壁收到的摩擦力共同造成的。沉井對土體的影響範圍除了與沉井下沉的深度有關外，還與沉井的大小、穿越的土層情況和施工方法等相關。

沉井的使用其實與環境的影響關係還是很大的，正是由於沉井對周邊環境的影響而限制了沉井在城市密集建築群中的使用，如何減少對周邊環境的影響是需要研究解決的問題。目前常用的措施主要以下幾個方法：

1）下沉前的對沉井影響範圍內進行地基加固處理，把可能造成土體破壞的區域先行加固，可以採用攪拌樁或者注漿等加固方法進行處理。

2）下沉過程中，加強觀測的頻率，沉井出現傾斜時立刻進行糾偏，不要出現較大的傾斜，做到勤測勤糾，這樣可以減少對周邊環境的影響。

3）採用觸變泥漿套進行下沉施工，這樣可以維持井壁外土體的穩定，又可以降低井壁收到的摩擦力，這樣可以有效的降低對周邊土體的影響。