沉井施工中井壁润滑与地层稳定

随着城市化进程的加快，城市⽤地减少，下沉式竖井在城市地区的建设越来越受到重视。下沉式竖井可⽤来作为深基础、地下储存、污⽔收集、地下停车场、盾构始发接收井等。沉井施⼯有多种⽅法，不管是使⽤何种施⼯⽅法，⼤多数沉井是利⽤井壁⾃⾝重量进⾏下沉。近些年来⽐较流⾏的是使⽤VSM进⾏沉井施⼯。VSM可在城市狭窄地区进⾏施⼯，施⼯场地往往离其他建筑很近，所以对地层扰动的控制尤为严格。

在传统施⼯⽅法中，井壁下沉时，在井壁外围与周围地层的间隙中注⼊膨润⼟浆，起到减少摩擦和稳定地层的作⽤。

在井壁下沉过程中，可以⽤下沉系数S来定义下沉过程中井壁受到的⼒：

S = （W−B）/（V+F）

•      W-井壁⾃重

•      B-浮⼒

•      V-⼟壤承载⼒

•      F-⼟壤作⽤在井壁外表⾯的摩擦阻⼒

为了获得可控下沉，⼀般推荐S≥2. 但在实际中，V和F是很难预测的，V与刃脚的⾓度息息相关，在⼤多数设计中，刃脚⾓度都设计为45度。在粘性⼟壤中，可使⽤超挖的⽅式减⼩F，但是在⾮粘性⼟壤中，需要谨慎使⽤超挖⽅式。

在⽜津⼤学针对英国某沉井项⽬的研究中，发现沉井经过砂层时，环形间隙中注⼊的膨润⼟浆不断流失到周围地层中，导致膨润⼟的润滑功能失效，此时需要不断注⼊新的膨润⼟浆。同时环形间隙周围的⼟层没有被有效⽀撑，导致环形间隙坍塌。膨润⼟浆的流失以及环形间隙的坍塌不仅会降低⼯程效率，同时还会对周围地层造成扰动，导致沉降等危险。标盛科技实验（上海）有限公司研制的新型触变泥浆能在环形间隙的壁上形成⼀层滤饼，可以稳定环形间隙，减少井壁受到的摩擦⼒，阻⽌润滑浆液向地层中流⾛，同时防⽌环形间隙坍塌。这些功能均可以通过对⽐实验直观观察到。如您对此感兴趣，请与我们联系。