堤防工程中的沉箱施工技術探討

□管彥鑫（重慶精佳工程設計咨詢有限公司）

0 引言

近年來，我國的水運事業得到了快速發展，深水泊位的建設逐漸增多，進而帶動了沉箱施工技術的發展與完善。在施工過程中，使用機械清除圓筒內的土方，沉箱自身借助重量會克服井壁摩擦力，下沉到設計的高度，之后當箱內回填的砂礫、石料等被夯實后，再進行頂板的混凝土澆筑，這樣就形成了一個完整的地下基礎。沉箱施工憑借其優點有效地解決了河堤建設過程中的部分難題，比如高水位時，河堤基礎開槽會受到流沙的影響進而無法成型、無法砌筑等問題。

1 沉箱的技術特點分析

沉箱，屬于深基礎的一種，是一個有頂但無底的箱體結構，被稱為“沉箱工作室”。沉箱的頂蓋會安裝一個氣閘，方便人員或者材料等進出工作室，并且保證工作室內有固定的氣壓。在施工的過程中，工人需要借助工作室內的壓縮空氣，防止地下水滲入，便于在室內挖土，使沉箱能夠逐漸下沉。在下沉的過程中需要澆筑混凝土，當其達到相應的深度之后，再用混凝土將整個工作室填實，讓沉箱能夠真正成為重型構筑物的基礎，如橋墩、河堤、設備等。

2 沉箱施工的具體施工技術

以廣州某海口的河道施工為例，由于該施工的實際地點在河道的入海口處，且施工時間段的河道內具有非常高的水位，因此在開挖時就出現了非常多的流砂導致基槽開挖無法達到應有的水準，因此，經過一番設計之后決定使用沉箱基礎進行施工。

2.1 沉箱的結構要求

沉箱的外部是長方體，每一個沉箱的規格均是6.40m×3.20m×2.20m，并且在內部設置一道隔墻，讓每一沉箱能夠形成對稱并筒。隔墻在沉箱當中的主要作用是方便工作人員控制挖土下沉，防止出現偏移、傾斜等現象，同時還能夠增強沉箱本身的剛度，減少撓曲力。沉箱的箱壁與隔墻的厚度大約在30 cm左右，當沉箱下沉到設計的位置之后，箱內將會開始回填粗砂與礫石，在夯實之后澆筑一個混凝土頂板用來承托上部的所有荷載，一般來講頂板的厚度在0.20m左右。

2.2 沉箱施工工藝

在沉箱施工中為了避免沉箱受損，要減少運輸環節，在允許的條件下要在現場直接進行沉箱的制作與施工，其施工工藝如下：

2.2.1 平整場地

在施工之前需要將回淤的基槽整體填平，等到場地平整之后需要用打夯機夯實，這樣能夠防止地基下沉造成的箱體破裂，之后再進行人工鋪筑，大約為10 cm左右的礫石墊層，并且石徑要保證在2 cm以內。

2.2.2 扎筋

扎筋環節至關重要。沉箱在未進行二期澆筑時，需要進行箱壁隔墻鋼筋現場扎綁，并且保證配筋相同，內外兩層的鋼筋網片都要設置鋼筋連接件。

2.2.3 支模

沉箱內膜與外膜要使用酚醛板，板間的拼縫需要用塑料膠條粘貼，并且板間的對面要粘貼上泡沫止水膠，防止混凝土在振搗時出現漏漿的現象。保護層需要用預制的M10水泥砂漿塊控制，讓漿內外的模板都用對拉螺栓固定，而且要用腳手架鐵管將模板外側固定好。

2.2.4 混凝土澆筑

沉箱施工會受到場地的限制，因此需要使用商品性混凝土進行澆筑。為了縮短施工期，需要在混凝土中加入早強劑以及減水劑。在施工現場，混凝土需要由攪拌車進行水平運輸，再由泵車將其運輸入倉，使用插入式振搗其進行垂直振搗，每一個沉箱在施工時都需要一次性、連續性的完成澆筑，防止施工縫的產生，但是每一個沉箱必須要用兩個井筒對稱、均勻地進行澆灌，防止地基不勻引起箱體傾斜。

2.2.5 拆模

當混凝土的強度達到75%左右，要拆除模板，但是要保證在拆除部分連接件之后，再由上到下水平將酚醛板拆除。但是，因為在支模時，箱壁內部的對拉螺栓沒有設置套管，因此在拆模之后只可以切斷對拉螺栓，無法回收利用。

2.2.6 混凝土養護

混凝土需要采用自然方式進行保護，在拆模之后需要灑水并且覆蓋麻袋片的方式進行混凝土養護，根據實際情況制定養護時間，此工程的養護時間為14 d。

2.2.7 除土下沉

在下沉沉箱的時候需要保證一次性下沉，避免二次下沉，這樣能夠簡化施工程序，最大限度地縮短作業時間。

2.2.8 在箱內進行填料

當沉箱下沉至設計高程后需要復測沉箱的位置，如果發現沒有變化需要立即按照之前設計的要求，在箱內填充適量的砂礫石，并且保證均勻性，每個沉箱都需要將兩個井桶內部的填料高差控制在20 cm以內，要不然可能會導致沉箱發生移位。

2.2.9 在箱蓋處進行混凝土澆筑

在混凝土澆筑之前需要使用打夯機，在實箱內部填出砂礫石，之后綁扎鋼筋，在完成之后再支起模板，并預制水泥砂漿塊作為控制保護層，使用平板振搗器進行混凝土振搗。等到混凝土初凝后，需要人工進行混凝土拉毛，方便與上部的漿砌石良好地結合，一般來講，混凝土在養護14 d之后，使用灑水加覆蓋麻袋片的方式養護。

2.2.10 下沉準備

首先需要對混凝土的強度進行檢查，看其是否達到百分百強度，否則不能進行施工作業；對沉箱的外觀進行檢查，看表面是否有破損存在；檢查沉箱的標高、河槽水位等，并且依據勘測的結果制定下沉方案以及各類緊急應急計劃，重點是要保證在下沉時，如果出現箱體偏斜等問題，能夠及時采取應急措施進行處理；對施工機械設備的性能進行檢查，并且安排好備用設備，以備不時之需；在準備期間還要確定臨時的廢土堆放處，保證廢土堆放處不能影響正常工序的銜接，保證沉箱工程能夠順利完工。

2.2.11 下沉方案的制定

下沉方案需要根據施工地點的實際情況制定，此工程的地段較為特殊，地下水以及流砂無法被順利排出，為了不影響建筑體的安全，需要采用不排水的除土下沉方式。為了提高沉箱下沉的速度以及精度，確定的設備是1m3的耐反鏟液壓挖土機。

2.2.12 施工的過程

主要施工過程，由挖掘機在沉箱的邊側進行作業，在井筒內取土，取出的土方要就近進行堆放，箱壁基礎的土方會被不斷的挖空，那么沉箱就開始利用自重并且克服井壁的摩擦力下沉，直到達到設計高程為止。之后需要讓挖掘機停止進行挖土，從而進行下一個沉箱的下沉施工。

2.2.13 下沉過程中的注意事項

在下沉的過程中，需要進行實時測量，并且要讓經緯儀、水準儀同時使用，讓經緯儀保證軸線的準確，水準儀保證高程的準確，這樣能夠確定沉箱在下沉過程中不會發生傾斜或者移位的現象。當沉箱下沉到設計高程之后還必須要繼續觀測沉箱的狀況，保證每一個沉箱在8 h內的下沉量在10mm之內。

3 結語

總之，沉箱施工主要依靠的是沉箱整體性較好、穩定性較強的特點，能有效解決堤防建設中產生的砌筑難題，同時也縮短了相應的施工周期，從根本上保證工程施工質量。目前，我國在建設河道堤防時，應當高度重視沉箱施工的整體效果，在施工過程中對其進行全方位的管理與監控，這樣才能真正保證沉箱施工的整體水平，促進河道工程的建設與發展。

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