直下沉井法沉分類

淹水沉井。特點是：井內(nèi)淹水，保持井內(nèi)外壓力平衡，可防止涌砂冒泥；壁后灌注減阻介質(zhì)；掘進與排渣均在水下完成；一般采用水槍或鉆機破土、壓氣排液器排渣。該法工藝較簡單，需用設(shè)備少，機械化程度高，工人不下井，作業(yè)條件好，成本較低，除礫卵石層外， 一般均可采用。但由于量測和糾偏技術(shù)尚未完全解決，沉井下沉速度和偏斜程度較難掌握，往往影響工期。

震動沉井。在預(yù)制的薄壁長段井筒上部裝有井帽，在其上安置震動機，帶動井筒震動，加大井筒的下沉力，并促使井壁四周土壤液化，減少沉井周邊的摩擦阻力，加快下沉速度。本法由建橋工程使用的震動管柱法移植而來，自1958 年起，在中國淮北礦區(qū)用該法相繼建成了十多個井筒，優(yōu)點是機械化程度高，成井速度快，成本低。由于震動機的加載有一定限度， 在遇到礫卵石層時，井壁容易斷裂，且地面及井筒周圍受震動影響，適用條件受到限制 。

沉井法又稱沉箱鑿井法（shaft sinking by-caisson method）。在不穩(wěn)定含水地層掘進豎井時，于設(shè)計的井筒位置上預(yù)先制作一段井筒，井筒下端有刃腳，借井筒自重或略施外力使之下沉，將井筒內(nèi)的巖石挖掘出的施工方法。挖掘與下沉交相進行，直到穿過不穩(wěn)定地層。此法占地面積小，施工過程中不需要板樁圍護，因而技術(shù)上比較穩(wěn)妥可靠。與大開挖相比，挖土量少，投資??；不需特殊的專業(yè)設(shè)備，而且操作簡便;沉井內(nèi)部空間亦可得到充分利用。近年來隨著施工技術(shù)和施工機械的不斷革新，在橋梁墩臺基礎(chǔ)、取水構(gòu)筑物、污水泵站、地下工業(yè)廠房、地下倉(油)庫、人防掩蔽所、盾構(gòu)拼裝井、礦井、地下構(gòu)筑物的圍壁、地下車道和車站，以及大型深基礎(chǔ)等地下工程建筑物的施工中都得到成功應(yīng)用。

對基坑進行測量放線。在對沉井的基坑進行開挖的過程中，實際的開挖深度應(yīng)該要根據(jù)工程地質(zhì)報告所提供的實際地質(zhì)情況和沉井工程的施工設(shè)計圖紙來進行。對于沉井刃腳外側(cè)和基坑邊的距離也應(yīng)該要滿足相關(guān)的規(guī)定和要求，基坑的邊坡基本上都是采用 1：1 的比例。在對施工場地進行整平之后，再根據(jù)沉井的中心坐標(biāo)確定出基坑的開挖邊線、沉井的中心樁以及縱軸線控制樁、橫軸線控制樁，在基坑測量放線結(jié)束之后需要經(jīng)過監(jiān)理人員的驗收，在驗收合格之后才能夠開始基坑的開挖。

立井筒內(nèi)模以及支架的施工。因為頂管沉井的高度一般都是 10m左右， 所以在振搗井身混凝土的時候基本上都是分節(jié)進行，在對內(nèi)模進行安裝的時候也需要分節(jié)來進行，井筒內(nèi)模模板一般選擇采用局部木模和組合鋼模相結(jié)合的方式，這樣內(nèi)模的密封性才能夠得到有效保證。對于刃腳踏腳部分的模板來說一般都是采用的磚砌結(jié)構(gòu)，磚砌結(jié)構(gòu)的寬度應(yīng)該要和刃腳的寬度一樣，在對井身內(nèi)模的支架進行支撐的時候一般選擇空心鋼管，在架設(shè)空心鋼管的過程中一定要保證穩(wěn)固。鋼筋的綁扎。在實際的施工過程中，使用鋼筋的表面要比較干凈，在使用之前應(yīng)清理干凈鋼筋表面的鱗銹以及油漬等，鋼筋應(yīng)比較平直，沒有局部彎曲的現(xiàn)象， 對于成盤的鋼筋來說在使用之前應(yīng)該先調(diào)直，那些預(yù)制構(gòu)件當(dāng)中的主筋主要是采用對焊的方式連接， 在焊接之后還需要根據(jù)相關(guān)的規(guī)定抽樣檢查，鋼筋的接頭應(yīng)該要相互錯開，同時要根據(jù)國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要進行嚴(yán)格的驗收，在對鋼筋進行現(xiàn)場綁扎的時候，鋼筋的交叉點一般都是采用 21 號鐵絲來進行綁扎，然后再采用電焊焊接牢固。在對鋼筋進行綁扎完之后， 需要在監(jiān)理工作人員驗收合格之后才能夠進行下一步的施工流程。

立外模以及支架。在鋼筋綁扎驗收合格之后就可以進行立外模和支架的施工。井壁的內(nèi)外模應(yīng)采用對拉螺桿來進行加固，在中間還需要設(shè)置止水片。為了能夠?qū)诘暮穸冗M行控制可以在兩端設(shè)置尼龍帽或金屬錐體。外模的支架應(yīng)該要保證穩(wěn)定和牢固，這樣在對混凝土進行振搗的時候模板才不會出現(xiàn)跑模和變形的情況。

對混凝土進行澆筑、 振搗、 養(yǎng)護以及拆模。在外模和支架立好之后需要讓監(jiān)理人員進行驗收，在驗收合格之后才能夠進行混凝土的澆筑和振搗。為了能夠讓施工的質(zhì)量和效率得到有效保證，基本上都是選擇泵送商品混凝土，采用這種混凝土主要的優(yōu)勢就是能夠直接把輸送管的軟管放入到澆筑振搗段，混凝土不會出現(xiàn)離析的情況。在澆筑和振搗混凝土之前應(yīng)對各種預(yù)留孔、預(yù)埋件以及預(yù)留管的位置和尺寸大小進行嚴(yán)格的檢查，避免出現(xiàn)錯放和漏放的情況。在對混凝土進行振搗的時候一般都是采用插入式振搗器進行振搗，振搗棒在實際的插入過程中不能夠觸碰鋼筋，在振搗的過程中應(yīng)該要避免出現(xiàn)振搗不均或者振搗過密而出現(xiàn)離析的現(xiàn)象，同時還需要對鋼筋和模板的受力情況進行隨時檢查，避免出現(xiàn)跑模的情況。混凝土在澆筑完成之后應(yīng)進行及時的養(yǎng)護，在對模板進行拆除的時候要注意到先后順序和時間 。

對預(yù)留孔進行封砌以及布設(shè)井點、降水。在對各種預(yù)留孔進行設(shè)置和封砌的時候應(yīng)該要嚴(yán)格按照相關(guān)的要求和標(biāo)準(zhǔn)來進行，在沉井下沉的過程當(dāng)中要保證預(yù)留孔不能出現(xiàn)滲水的情況。為了能夠讓沉井在下沉的過程中能夠更加的平穩(wěn)，可以選擇采用排水下沉法來進行施工， 地下水應(yīng)該利用井點把它抽除。

拆除刃腳的墊層和挖土下沉施工。在混凝土的強度達(dá)到相關(guān)的要求之后，才能夠進行沉井的下沉。在實際的下沉過程中，應(yīng)該要先拆除刃腳的墊層。

觀察沉降情況、碎石以及混凝土墊層的鋪設(shè)施工。在沉井下沉的過程中要對沉井的標(biāo)高進行隨時測量，讓沉井的下沉能夠保證平穩(wěn)，同時還應(yīng)該要做好相關(guān)的記錄。當(dāng)井底沒有翻漿、 流砂以及積水等現(xiàn)象的時候才能夠進行碎石層的鋪設(shè)，在實際的鋪設(shè)過程中應(yīng)該要保證沒有坑塘。當(dāng)鋪設(shè)完碎石層之后，就可以在上面鋪設(shè)混凝土墊層。

綁扎底板鋼筋和澆筑振搗混凝土施工。在鋪設(shè)完混凝土墊層之后就可以在上面綁扎底板鋼筋，在綁扎鋼筋的實際過程中，應(yīng)該要注意底板鋼筋和刃腳鋼筋的連接以及上下層之間的距離。在綁扎完成之后就可以澆筑和振搗混凝土，同時還需要注意對混凝土的養(yǎng)護，避免混凝土出現(xiàn)裂縫從而影響施工質(zhì)量的情況。

根據(jù)要求的下沉深度和減少下沉阻力的方法，沉井法分為普通沉井法、震動沉井法和壁后泥漿淹水沉井法等三種：

豎井沉井法掘進普通沉并法

人工挖土門沉井靠自重下沉，井底工作面挖超前降水井。采用這種方法下沉深度小，容易涌砂冒泥和出現(xiàn)井筒偏斜。因此不適用于涌水大的流砂層。

豎井沉井法掘進震動沉井法

在沉井壁上部安裝帶有震動機的井帽，帶動并筒震動促使井壁周圍土壤液化，加大下沉的速度和深度。由于動力加載，遇有卵礫石地層時井壁容易斷裂。加大沉井荷載的方法，還有附加荷重法和千斤頂頂進法，在不穩(wěn)定的淺表土層中這兩種方法曾得到較廣泛應(yīng)用。

豎井沉井法掘進壁后泥漿淹水沉井法

在沉井內(nèi)充滿水以平衡井內(nèi)外的水壓差，用來防止沉井過程中涌砂冒泥。在沉并壁后空間內(nèi)充填觸變泥漿，起到維護土層的穩(wěn)定和減少下沉摩擦阻力。淹水沉井的破土方法有：水槍破土、鉆機破土和抓斗破土。用壓氣和提升抓斗排除土碴。水槍破土是借高壓水射流破壞土層。鉆機破土是借助鉆具的重量插人上層將其切割成碎塊，泥碴經(jīng)鉆桿排至地表，此法可連續(xù)鉆進破土，效率高。抓斗即是破土機具也是排碴機具。使破土與排碴結(jié)合，效率高，適用于穿過軟土層、卵石層和砂層的淺沉井中 。2100433B

按井內(nèi)淹水與否分為不淹水沉井和淹水沉井兩種。淹水沉井又分壁后泥漿淹水沉井和壁后施放壓氣淹水沉井。按井壁下沉動力可分為自重沉井和加載沉井。后者又分為震動沉井和壓水沉井。

不淹水沉井 在沉井內(nèi)排水，工人在井底工作面掘進。除井壁在地面澆筑、隨掘進隨下沉外，其他工序和普通鑿井法相同。由于排水造成井內(nèi)外壓力不平衡，下沉深度受到限制，本法不宜在涌水大、流砂層厚的表土層采用。

沉井法淹水沉井

特點是：井內(nèi)淹水，保持井內(nèi)外壓力平衡，可防止涌砂冒泥；壁后灌注減阻介質(zhì)；掘進與排渣均在水下完成；一般采用水槍或鉆機破土、壓氣排液器排渣。該法工藝較簡單，需用設(shè)備少,機械化程度高,工人不下井，作業(yè)條件好，成本較低，除礫卵石層外，一般均可采用。但由于量測和糾偏技術(shù)尚未完全解決，沉井下沉速度和偏斜程度較難掌握，往往影響工期。

壁后泥漿淹水沉井 在整個施工過程中保持井筒內(nèi)淹水水位高于地下水位 1～2m。在沉井壁后環(huán)形空間灌注觸變泥漿，它是以膨潤土為主要原料，加水和化學(xué)處理劑（堿、羧甲基纖維素）混合攪拌而成的一種液態(tài)減阻材料，其特性是靜止時為不易流動的凝膠狀態(tài)，攪動時變成易于流動的溶膠狀態(tài)。通過埋設(shè)在井壁內(nèi)的管路，將觸變泥漿灌注在沉井壁后的環(huán)形空間內(nèi)，把井壁和地層隔開，借助泥漿柱壓力，維護土層穩(wěn)定，防止塌陷并可在沉井下沉?xí)r減少沉井外壁的摩擦阻力。用觸變泥漿減阻，經(jīng)濟效益較好；但在恢復(fù)井壁與土層的固著力和保證泥漿護壁的可靠性方面，還有待研究改進。

壁后壓氣淹水沉井 在沉井外壁上，按壓縮空氣可能克服的作用面積，預(yù)留氣龕，在氣龕底部設(shè)噴氣小孔與井壁內(nèi)的壓氣管路相連，構(gòu)成施放壓氣的通道。沉井需下沉?xí)r，按施工的要求壓力依次打開管路閥門，壓氣由噴氣孔噴出,沿井壁外圍擴散上升,形成一個空氣帷幕，減少周邊的摩擦阻力，促使井筒下沉（見圖）。該法可控制施放壓氣的時間，有利于控制井筒偏斜。日本用本法施工，最深沉井達(dá)200.3m，偏斜僅為0.1%。 沉井法

沉井法震動沉井

在預(yù)制的薄壁長段井筒上部裝有井帽，在其上安置震動機，帶動井筒震動，加大井筒的下沉力，并促使井壁四周土壤液化,減少沉井周邊的摩擦阻力,加快下沉速度。本法由建橋工程使用的震動管柱法移植而來，自1958年起，在中國淮北礦區(qū)用該法相繼建成了十多個井筒，優(yōu)點是機械化程度高，成井速度快，成本低。由于震動機的加載有一定限度，在遇到礫卵石層時，井壁容易斷裂，且地面及井筒周圍受震動影響，適用條件受到限制。 壓水沉井 加載沉井的另一種形式，在沉井刃腳上增設(shè)傘形鋼結(jié)構(gòu)底罩,把井筒和刃腳隔開，傘上灌水,增加荷載。傘下作為破土排渣的空間，破土使用五組裝在刃腳四周斜面處和傘頂部的固定水槍，泥渣水自傘頂中心的排渣管排出。本法在中國開灤建井工程處首次試用，下沉深度達(dá)30.1m。

中文名稱

壓氣沉井法

英文名稱

pneumatic caisson method

定　　義

在沉井下部構(gòu)筑無底腔室，并充入壓縮空氣，以杜絕下沉?xí)r涌沙冒泥的沉井法。

應(yīng)用學(xué)科

煤炭科技（一級學(xué)科），礦井建設(shè)（二級學(xué)科），井巷掘進（三級學(xué)科）