1 流沙對沉井施工的影響在城市基礎設施及基礎建設的施工中，我們經(jīng)常遇到混凝土小室的工程。
由于市區(qū)的施工受到地下大型管道、建筑物等障礙的影響，不能大開挖施工，給設計、施工帶來很大的難度，經(jīng)多種方案論證，將沉井施工技術應用到了熱力小室的施工中。
沉井下沉是沉井施工階段的主要施工過程，就我國目前土建施工技術和施工裝備水平看，采用排水法控制沉井下沉，是比較理想的施工方法。因為該施工方法勞動條件好，挖土準確，容易控制和糾偏，土層中如有障礙物則易發(fā)現(xiàn)和排除，且能直接檢查地基土質(zhì)情況，可進行干封底。采用這種施工方法，沉井在下沉過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)沉井突沉、偏斜、下沉過慢和不下沉等現(xiàn)象。而出現(xiàn)這些現(xiàn)象，往往與沉井所處土質(zhì)和發(fā)生的“流沙”有關。發(fā)生流沙時，土完全失去承載力，不但造成施工困難，而且流沙嚴重時會引起基礎邊坡塌方，附近建筑物會因地基被淘空而下沉，傾斜，甚至倒塌。因此，預防和處理流沙，在沉井施工中具有十分重要的作用。根據(jù)分析，流沙一般出現(xiàn)在如下土層：
（1）土層中亞黏土或粉沙層厚度＞25 cm以上；
�。�2）在粉沙土層中，黏土顆粒含量＜10％，粉粒含量＞75％的土層；
（3）土的含水量＞30％；
�。�4）土的孔隙率＞43％ .地下水動水壓力的水力坡度愈大（即水位差愈大）愈容易發(fā)生流沙。一般在可能發(fā)生流沙土層挖土深度超過地下水位0．5 m時，就會出現(xiàn)流沙。
2 處理流沙的施工方法土在一定條件下轉(zhuǎn)化為流沙。
如果改變動水壓力的大小和方向，或者設法改變沉井刃腳外圍上下土質(zhì)物理力學性質(zhì)，又可將流沙轉(zhuǎn)變?yōu)榉�(wěn)定土。在沉井施工中處理流沙的途徑有3種：一是設法減小動水壓力，二是設法使動水壓力向下，三是化學固結(jié)形成防滲帷幕。
2．1 減小動水壓力的施工方法
2．1．1 爭取在全年最低水位季節(jié)施工如果在地下水位以下的土質(zhì)屬上述4種可能發(fā)生流沙的土質(zhì)，則可以爭取在全年最低水位季節(jié)施工。因為地下水位低時，沉井內(nèi)外水位差小，所以動水壓力減小。即在沉井下沉施工過程中也就不易發(fā)生流沙，至少也可以減輕流沙，從而達到順利施工的目的。
2．1．2 擲大塊石在沉井下沉施工過程中，如果出現(xiàn)了流沙，沉井下沉緩慢甚至不下沉，往往首先向井底拋下大石塊，來增加土的壓重，減小動水壓力。先減小或阻止流沙出現(xiàn)，然后即組織搶挖，使挖土速度超過冒沙速度，迫使沉井繼續(xù)下沉，挖至標高后立即鋪設蘆席并拋大石塊把流沙壓住，此法用以解決局部或輕微流沙是有效的。如果井內(nèi)冒沙較快，土完全失去承載力，則拋入井內(nèi)的石塊就會沉入井內(nèi)的土中，無法阻止流沙。
2．1．3 水下挖土在沉井下沉過程中，如果出現(xiàn)了流沙或采用上述方法處理效果不理想，這時可采用不排水法施工。即使沉井內(nèi)外在同一高度（同一高程）上，在井內(nèi)利用潛水挖土或用機械抓斗進行水底作業(yè)挖土，使井內(nèi)水壓與井外地下水壓相平衡，阻止流沙產(chǎn)生，從而使沉井繼續(xù)下沉。
2．2 使動水壓力向下的施工方法在沉井下沉施工過程中出現(xiàn)了流沙，如果沉井所處位置地層的地質(zhì)情況和施工條件較好，可采用井點降水施工方法。井點降水主要是降低沉井外地下水位，使其動水壓力方向朝下，因而也就較有效地整治流沙。此法采用較廣，但是如果井點施工質(zhì)量不良，井點降水將會失效，會給工程和附近建筑物沉降帶來不良影響。
目前常用的井點降水設備有，輕型井點、管井井點、深井井點、噴射井點和電滲井點，供不同滲透系數(shù)、降水深度和工程特點選用。
2．2．1 輕型井點法輕型井點法是在沉井的四周將許多直徑較細的井點管埋入地下蓄水層中，井點管的上端通過彎聯(lián)管與總管相連接，利用抽水設備將地下水從井點內(nèi)不斷抽出，這樣便可將原有地下水位降低至坑底以下。
目前，輕型井點抽水設備已有定型產(chǎn)品，主要設備包括：井點管（包括濾管）、總管和抽水設備等。抽水設備宜布置在地下水的上游，并設在總管的中部，以發(fā)揮其最大效能�！�2．2．2 管井井點法在遇有流沙的情況，除采用輕型井點外，還可以土法上馬，采用管井井點，特別是在土的滲透系數(shù)大，地下水比較豐富的土層中，采用輕型井點解決不了的問題時，宜采用管井井點法。
管井井點是在沉井周圍每隔一定距離設一個管井，每個管井單獨用一臺抽水泵不斷地抽水，從而降低地下水位。根據(jù)管井的材料，管井可分為金屬管、竹木管與混凝土管等。管井的埋設宜采用泥漿護壁鉆孔法。
2．2．3 噴射井點法主要設備包括有揚水器的井點管、進水總管、回水總管、高壓水泵和循環(huán)水池（或水箱）。主要原理是：地下水經(jīng)高壓水泵加壓的工作水由揚水器而提升到地面。
2．2．4 深井井點法主要設備包括深井、深井泵（或深井潛水泵）和排水管路等。地下水依靠深井泵（或深井潛水泵）葉輪的機械力量直接從深井內(nèi)揚升到地面排出。
2．3 化學固結(jié)形成防滲帷幕的施工方法利用化學溶液或膠黏劑，通過壓力灌注到沉井外圍刃腳下的土層，而將土粒膠黏起來，以改善沉井外圍刃腳下土層的物理力學性質(zhì)，這種處理方法叫化學加固法。其主要目的不僅是提高巖土的力學強度和變形模量，而且還能降低土的滲透性，減小地下水的滲流量，提高土的抗剪強度和抗?jié)B能力，使其在沉井下形成一層新的閉合防滲帷幕，截阻地下水流和治理流沙，使沉井能繼續(xù)下沉施工，或者預先通過化學加固沉井下沉位置附近可能出現(xiàn)流沙的土層，以形成強度高，抗?jié)B力好的新土層，從而為日后沉井下沉施工創(chuàng)造良好條件，杜絕流沙的產(chǎn)生�；瘜W加固能否得到預期的效果主要決定于能否根據(jù)各土層具體土質(zhì)條件，選擇適當?shù)幕瘜W漿液（溶液和膠黏劑）和有效的施工工藝。
目前化學加固的漿液主要采用，黏土水泥漿、黏土水玻璃漿、水泥粉煤灰混合物、丙凝Ac－Ms、鉻木素以及無機試劑為固化劑的硅酸鹽漿液等。目前發(fā)展高強、無毒、易透的漿液是化學加固法的發(fā)展方向。
2．3．1 高壓噴射注漿法利用鉆機把帶有噴嘴的注漿管鉆進至土層的預定位置后，以高壓設備使?jié){液成為20 m左右的高壓流從噴嘴中向四周圍噴射，沖擊破壞土體，使土粒與漿液混合。旋噴時，噴嘴一面噴射一面旋轉(zhuǎn)和提升，膠結(jié)硬化后，即在土層中形成直徑比較均勻的圓柱體，當旋轉(zhuǎn)噴射位置環(huán)繞沉井外圍一定的均勻距離施工時，便成一個閉合的帷幕。高壓旋噴法的主要設備是高壓脈沖泵和帶有特殊噴嘴的鉆頭。其他設備有鉆機和漿液攪拌機等。噴射注漿的基本方法有：單管法、二重管法和多重管法。
2．3．2 灌漿法用氣壓、液壓把某些能固化的漿液注入沉井位置下的土層中，以改善土層的物理力學性質(zhì)，它是一種靜態(tài)的高壓噴射注漿法，其中以“袖閥管法”較為先進。其施工工藝是：鉆孔插入袖閥管，澆注套殼料，灌漿，有時也采用邊鉆孔邊灌漿的施工方法。
2．3．3 電硅化法利用硅酸鈉（水玻璃）為主要的混合液進行化學加固土層的方法叫硅化加固。該法是在透水性較大的土中，利用一定的壓力將漿液通過一根下端帶孔的管子注入土中，使土中的硅酸鹽達到飽和程度。硅酸鹽在土中分解形成凝膠變?yōu)楣虘B(tài)膠結(jié)物，把土粒膠結(jié)起來，也可分別注入硅酸鈉和氯化鈣兩種溶液。氯化鈣溶液的作用主要是促進硅膠的形成，其反應Na2nSO2＋CaCl2＋nH2O →nSO2（m－1）H2O＋Ca（OH）2＋2NaCl，所生成的是凝膠氫氧化鈣和氯化鈉。
硅化加固的效果與所用的化學溶液的濃度、土的透水性及壓力有關。對于滲透系數(shù)在1×10－6 m/min～1×10－5 m/min的土應用本法加固。如果滲透系數(shù)小于1×10－5 m/min的黏性土，則具有壓力水玻璃溶液難以注入的孔隙中，那就要借助于電滲作用，使水玻璃液能進入土的孔隙中。施工時，先在沉井兩邊土中打入兩個電極（即兩根金屬管子），然后將水玻璃溶液和氯化鈣溶液先后由陽極（下端有金屬管子）壓入土中，通以電流，使溶液在土中電滲，這種加固方法稱為電動硅化法。
采用電動硅化法加固土層，不但對土的加固作用快，抗剪力強，而且抗?jié)B能力極好，是理想的制止流沙、堵塞泉眼的施工方法。
以上是沉井下沉過程中流沙處理的3個途徑10種施工方法。在施工實踐中往往是1種或2種方法結(jié)合起來共同使用。
