套箱法水下混凝土施工工藝

劉亮+李洪濱

摘 要：套箱法水下混凝土施工工藝較常規工藝比，更安全、環保、優質、高效、低耗，是傳統現澆水下混凝土施工技術的一項重大突破，對提高水下混凝土施工水平具有重要意義，同時也具有巨大的社會效益和經濟效益。

關鍵詞：套箱法 水下混凝土澆筑 效益

1.引言

山東省某海島需要新建碼頭，碼頭采用現澆水下混凝土結構，共分七段，標準段平面尺寸為10×8m，頂標高+3.0m。現澆水下混凝土最大底標高-6.2m，最小-1.9m，地勢起伏較大。水下混凝土模板支設較困難，混凝土供應較困難，施工難度較大。

針對上述問題，本論文提出了套箱法現澆工藝，解決了現澆水下混凝土鋼模板支設困難，穩定性差，船舶無法靠泊作業，模板支拆作業周期長等難題。

2.工藝特點

2.1利用混凝土套箱自穩性替代鋼模板，增強施工安全性與便利性

混凝土套箱具有較大的自重力，在水中同等迎流面的情況下，不會因現場海況與船機的影響而發生位移、浮動現象，具有一定的自穩性，不需要在現場水域布設錨具進行錨索固定，具備簡易靠泊施工船舶的條件，增加了施工的便利性與安全性。

2.2混凝土套箱可與設計結構融為一體，減少拆模周期，提高工效

混凝土套箱即可作為模板使用，也可與設計結構融為一體，采用與主體同一標號混凝土進行套箱預制，澆注混凝土后與設計結構融為一體，增加了水下混凝土的表觀質量，同時，與原設計結構一體澆注，減少模板的二次拆除維護，提高了工效。

2.3混凝土套箱較鋼模板安全環保

混凝土套箱在設計時與主體混凝土同標號處理，在強度、防腐、抗凍方面可一次性滿足設計要求，預制完成后一次吊裝到位，同時也避免鋼模板在海水環境下生銹及使用模板油產生環境污染。

2.4套箱封底完成后，即可進行抽水干施工，減少施工成本

采用無底套箱法施工，待水下混凝土澆注套箱封底完成后，即可進行抽水干施工，節省了水下混凝土原材料絮凝劑的費用，節省了施工成本。

3.施工工藝流程及操作要點

施工工藝流程：施工準備→套箱預制、運輸→套箱基礎處理→套箱安裝→套箱底部封堵處理→澆注封底水下混凝土→抽水進行混凝土干施工

3.1施工準備

（1）對碼頭基礎范圍內的礁巖進行掃海探摸確定是否有淤泥存在，探明基礎巖面標高與設計標高差異及有無突變情況，以確定水下混凝土套箱尺寸。

（2）套箱尺寸及結構的確定

結合地質探摸情況，基巖面標高變化較大，套箱深度需根據基巖面標高做出適當調整。現澆水下混凝土設計共分七段，第一段為異型段采用鋼模板，其余各段為10×8m，采用混凝土套箱模板。各段間留置2 0 m m沉降縫，套箱安裝施工按由低到高的順序進行，為保證插縫套箱安裝順利，套箱縫寬定為100mm。

套箱采用鋼筋混凝土結構，在構件預制場內分兩層預制成型，達到強度后整體吊裝。套箱壁厚300mm，墻間設300×300mm的加強角，套箱底腳設內趾，趾寬300mm，高度500mm，內趾與墻間設300×300mm的加強角，具體見圖1。

經核算，套箱配筋采用HRB400螺紋鋼筋，豎向筋采用Φ1 0 m m鋼筋，水平筋及拐角加強筋采用Φ12mm鋼筋。

（3）套箱吊裝方式確定

套箱為混凝土薄壁結構，尺寸較大，為保證套箱吊裝安全，套箱設置八個吊點，并設置專用吊裝架進行吊裝。吊裝架采用復合[25b型槽鋼進行焊接，八點吊模式進行設計。吊架尺寸具體如圖2。

吊裝采用4根直徑Φ56.5mm鋼絲繩，長度為13.03m；4根直徑Φ52mm鋼絲繩，長度12.4m，吊裝架下方與套箱采用8根雙股Φ36.5mm鋼絲繩進行連接，長度3.6m。

3.2套箱基礎找平

采用墊塊+麻袋混凝土的方式進行基礎找平，以減少風浪對底部結構的危害。墊塊采用1 0 0 0×1 5 0 0×1 0 0 0 m m+1000×1000×300mm兩種規格混凝土墊塊四角支墊方式，其余位置均采用麻袋混凝土進行找平，墊塊混凝土標號取C30。套箱基礎找平完畢后，選用200噸起重船進行吊裝。

3.3套箱底部封堵處理

套箱安裝完成后，潛水員進行水下堵縫處理，水下堵縫材料：套箱前后沿以噸袋裝碎石配一布一膜為主，一布一膜鋪設在噸袋內側主要解決噸袋之間小的縫隙，防止混凝土澆筑時漏漿。套箱與套箱之間縫隙采用水下鋼模板封堵，下部通過外部吊放4t長條混凝土塊進行固定。

3.4澆注水下混凝土

混凝土采用簡易拌和船進行拌和與澆注。在自航平板駁上將50強制式拌和站、地泵、12m布料桿進行改造組裝，設置骨料倉，水泥采用袋裝水泥，拌和船混凝土原材料由專用運輸船供應。

水下混凝土采用方駁吊機配漏管的方式進行澆注，當套箱封底完成后可以采用抽水澆注模式，減少絮凝劑的使用，節省費用的同時，也提高混凝土澆注質量。

4.結語

（1）在起伏不定的基巖上采用無底套箱作模板，由起重船配吊裝架吊扶安裝，套箱底部由預制混凝土墊塊找平四角標高，成功解決了水下基巖標高起伏變化大水下混凝土模板支設困難的難題，利用混凝土套箱自穩性減少模板抗浮、抗滑移現象，提高了模板在風浪中的穩定性，降低了作業安全風險。

（2）套箱法施工有效避免了模板的水下支立、拆除作業，大大減少了潛水作業強度和臺班，縮短了工期。采用無底套箱法施工，待水下混凝土澆注套箱封底完成后，即可進行抽水干施工，減少了水下混凝土原材料絮凝劑的使用。

（3）混凝土套箱在設計時與主體混凝土同標號處理，在強度、防腐、抗凍方面可一次性滿足設計要求，提高了混凝土表觀質量，套箱預制完成后一次吊裝到位，套箱密封性好不漏灰跑漿，無需除銹、涂刷模板油，減少環境污染。

（4）在甲板駁上將拌合站與地泵以及布料桿進行組合改造成簡易拌和船，解決了混凝土長途運輸質量不受控的難題。

參考文獻：

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