論港口航道工程沉箱施工技術

丘志洪 何文聰

摘 ?要：沉箱預制施工是重力式碼頭施工中的重點，對沉箱預制施工技術進行分析，基于以往施工經(jīng)驗，明確沉箱預制施工技術要點，有針對性地做好每個環(huán)節(jié)控制，減少不規(guī)范行為的發(fā)生，降低各類因素帶來的不利影響，提高工程施工的安全性與可靠性。文章針對沉箱工程施工進行探討。

關鍵詞：港口航道工程;沉箱預制;施工技術

中圖分類號：U615 文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2020）20-0153-02

Abstract： The caisson precast construction is the key point in the gravity wharf construction. Based on the previous construction experience， the caisson prefabrication construction technology is analyzed. Based on the previous construction experience， the key technical points of caisson prefabrication construction are clearly defined， and each link is controlled pertinently， including reducing the occurrence of non-standard behavior， decreasing the adverse effects of various factors， and improving the safety and reliability of engineering construction. Thus， this paper discusses the construction of caisson engineering.

Keywords： port and waterway engineering; caisson prefabrication; construction technology

港口航道工程受地形地勢條件影響巨大，因此現(xiàn)場施工難度較大，必須要選擇適應性與可操作性強的技術作為支持，既可以降低施工難度，又可以保證施工質(zhì)量。沉箱預制施工技術已經(jīng)比較成熟，在港口航道工程中的應用比較廣泛，已經(jīng)積累了大量的經(jīng)驗，在實際施工中主要需要做好模板施工、鋼筋施工、沉箱出移、安裝及回填等各環(huán)節(jié)施工，通過細節(jié)管理，減少麻面、氣泡以及底模粘連等問題的發(fā)生，提高綜合施工效果。

1 沉箱工程特征

沉箱碼頭按平面形式分為矩形和圓形;沉箱以施工經(jīng)驗成熟，出運安裝較為穩(wěn)定，預制條件寬，適用性強，維護方便等優(yōu)點，普遍為重力式結(jié)構碼頭所采用。

2 港口航道工程沉箱預制施工

2.1 模板施工技術

2.1.1 模板制作。沉箱預制模板根據(jù)沉箱規(guī)格制作成定型模板，以便于模板安裝施工。模板骨架采用連續(xù)滿焊焊接，面板與筋采用斷焊接。

2.1.2 模板安裝。底模從下而上鋪設工字鋼，間距以沉箱重量計算設置。為便于工字鋼或槽鋼在沉箱頂升后抽出，工字鋼分段連接。以工字鋼鋼模板形成底模面，底模采用合適的尺寸組合鋼模拼裝而成，檢查底模平整度，達到規(guī)范要求后涂刷一層脫模劑。內(nèi)模采用井字撐桿與大片組合鋼板連接，外模板采用豎向桁架與鋼板連接。內(nèi)模板吊至于墊塊上;底層外模板吊至立于預制臺上，上層外模板置立于用預埋螺栓固定的外工作平臺上，內(nèi)模板立于下層預制的預留孔上。沉箱二次模板安裝時，起重機將內(nèi)膽模板吊至一定的高度，內(nèi)膽模桁架設置的下部支撐桿對準下層混凝土預留的孔，隨后將支撐桿兩端的伸縮節(jié)分別推入支撐孔內(nèi)，并使桁架固定，內(nèi)膽模利用調(diào)節(jié)螺桿微調(diào)測量后尺寸合格后才可固定。

2.1.3 模板拆除。模板拆除首先需要確保拆模時間的合理性，可以根據(jù)實驗室壓塊強度來計算。結(jié)合以往實踐經(jīng)驗來看，試件澆筑8h以后，便可以對螺栓進行松卸處理，并在12h后組織進行拆模。拆模時要注意控制力度，避免對混凝土結(jié)構造成損壞，減少孔洞、麻面等問題的發(fā)生。另外，拆除螺栓時需要控制對稱作業(yè)，且最后還需要保留一定數(shù)量的安全螺栓，在確認起重機鋼絲繩帶完全處于繃緊狀態(tài)后，才能夠?qū)⑹Ｓ嗟乃邪踩菟ú鸪?/p>

2.2 鋼筋施工技術

2.2.1 鋼筋制作。提前對制作所用的鋼筋材料進行驗收，核查鋼筋材料的規(guī)格、數(shù)量以及質(zhì)量。進入到鋼筋加工環(huán)節(jié)后，需要嚴格以設計圖紙為依據(jù)，保證每項參數(shù)均精確一致。一般為提高制作效率，可以提前對鋼筋材料進行編碼，直接按照編碼進行組裝制作即可，可根據(jù)施工條件先在制作臺制作鋼筋網(wǎng)片后再吊至沉箱位置安裝，提高施工效率。

2.2.2 鋼筋綁扎。底板鋼筋綁扎。提前在沉箱預制平臺上設置沉箱外輪廓線，然后依次劃分底板鋼筋控制線，然后按照控制線的范圍來完成底板下層鋼筋的綁扎施工。整個鋼筋綁扎處理，均需要采用慢點綁扎的方式，確保綁扎牢固性。外墻和隔墻的鋼筋預先吊到現(xiàn)場進行綁扎，綁扎時嚴格控制鋼筋間距。然后吊車吊起穿筋托盤，綁扎隔墻鋼筋，同時綁扎好各處的加強筋。混凝土墊塊施工必須滿足設計及規(guī)范要求，保護層墊塊不規(guī)則布置、設置牢固、保證鋼筋保護層厚度。

2.3 混凝土施工技術

2.3.1 混凝土澆筑。沉箱底層混凝土澆筑按照底板、趾、隔墻以及外墻的順序依次進行澆筑施工，并于模板趾斜片偏上位置開設一振搗孔，且對于底板和墻體交接的位置需要先進行外墻澆筑，然后進行內(nèi)墻澆筑。上層段混凝土澆筑按先外墻，后隔墻進行。混凝土分層澆筑，澆筑厚度不大于50cm。混凝土振搗。選擇高頻插入式振搗棒來對澆筑完成的混凝土進行振搗施工，按照一定順序進行墻體布點，而底板則是采用梅花方式布點。振搗棒要垂直插入到混凝土內(nèi)，按照快插慢拔、上下抽動的方式進行充分振搗，不可過振或漏振，直到混凝土內(nèi)不再有氣泡排出，且沒有明顯下沉為止。另外，為保證上下兩層可以結(jié)合成一個整體，在對第二層混凝土振搗時，要求振搗棒必須要插入到混凝土內(nèi)至少5cm，提高振搗效果[1]。第三，沖毛處理。對接槎部位進行沖毛處理，要求提前澆筑1層水泥砂漿，并將接槎面潤濕，利用高壓水沖毛方法進行處理施工，實際操作時根據(jù)環(huán)境溫度來確定沖毛時間。

2.3.2 混凝土養(yǎng)護。檢查確認混凝土強度達到設定值后，便可組織進行拆模，以免拆模對混凝土結(jié)構產(chǎn)生損壞。然后就需要對混凝土進行養(yǎng)護，做好結(jié)構表面的灑水保濕養(yǎng)護，以免在短時間內(nèi)結(jié)構失水過多產(chǎn)生裂縫，一般要持續(xù)養(yǎng)護不少于14天。另外，如果拆模時混凝土結(jié)構出現(xiàn)損壞，應根據(jù)評估，再用特殊加強材料進行修補。

3 沉箱出移、安裝與回填施工

3.1 沉箱出移施工

沉箱陸地出運至吊船上大致可分為滑軌、氣囊、自行式液壓平板車（SPMT）出運。本文作者根據(jù)自身經(jīng)歷工程特點，對SPMT門架出運施工進行討論。運輸過程中，由專人指揮和監(jiān)控、專人操作。SPMT車組明確選擇行駛模式微動車輛轉(zhuǎn)向，SPMT車以不大于0.14m/s的速度縱向行駛，監(jiān)控人員嚴密監(jiān)控車組行駛情況、包括控制面板車輛運行數(shù)據(jù)、門架系統(tǒng)、沉箱裝載等運輸情況;并對沉箱各吊點的受力情況、路面情況，實時反饋給指揮人員，指揮人員應根據(jù)實際情況指揮各操控人員進行調(diào)節(jié)。門架運輸系統(tǒng)轉(zhuǎn)彎運輸時控制好車板速度，沉箱的晃動不能過大，嚴格按照規(guī)定要求運輸，嚴禁緊急啟動和緊急剎車，避免產(chǎn)生意外。起重船停靠在碼頭前沿，配合SPMT門架吊裝沉箱上駁。上駁完成后，起重船按照指定的航線自航進入沉箱安裝區(qū)域，深倉駁自航至施工現(xiàn)場。

3.2 沉箱平移到碼頭前沿

SPMT門架自行式液壓車利用浮吊吊裝上駁，分批進行水上運輸。計算預制場出運碼頭距離施工現(xiàn)場距離，保證構件出運的安全性，采用合適噸位級深倉駁船運輸。根據(jù)沉箱的設計結(jié)構，結(jié)合沉箱安裝船舶的安裝方式以及出運港池的形態(tài)，沉箱裝駁時，要求沉箱落駁應以構件安裝軸線順船軸線平行放置。且沉箱放置應根據(jù)船艙寬度長度合理放置，避免偏載或首重尾輕。結(jié)合沉箱的結(jié)構特點以及落駁布置，利用沉箱前后壁作為一個支撐點，船艙側(cè)板作為一個支撐點，使用一根方木支撐于兩者間，即可防止沉箱在運輸過程中可能發(fā)生的側(cè)向位移，同時為避免船艙側(cè)板受到集中力而被破壞穿透，可增設一塊木板垂直于支撐方木，使其可能發(fā)生側(cè)向擠壓力分布于船艙側(cè)板上。另為保證在運輸過程中，放置構件相互碰撞，在構件端頭處設置輪胎等緩沖物隔離，在艙體兩頭焊制型鋼加以支固，限位，放置構件前后位移。

3.3 沉箱安裝施工

沉箱安裝采用GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)定位。在沉箱前沿兩個角上安裝兩個GPS天線，通過無線藍牙將數(shù)據(jù)傳遞到定位船測量人員手簿上，船舶司操人員根據(jù)測量人員指令進行吊桿操作，先進行粗定位，移到沉箱安裝區(qū)域，吊鉤下放，沉箱灌水下沉，精確定位沉箱，當沉箱角點移動到指定位置后沉箱繼續(xù)灌水下沉，灌水時要均勻下沉，頂部保持平衡，下沉中要多次進行精確定位，沉箱下沉接近基床時再次進行測量，保證沉箱安裝精度，確認符合要求時，松動吊繩直至落底。安裝符合要求后，在頂部上安裝標志桿、警示燈，并在箱頂四角設置觀測點。沉箱著床穩(wěn)定后，測量縫寬、偏位及頂面標高等，并由潛水員下水檢查沉箱底部接縫、與基床接觸情況及相鄰錯牙情況，必要時起吊沉箱重新安裝。

3.4 沉箱內(nèi)回填

沉箱安裝完畢并驗收合格后，按設計要求首先往沉箱回填砂至標高，平整以后再分別鋪填碎石層，再澆筑砼層。沉箱內(nèi)的腔室進行回填施工，高差不得超過1m，避免沉箱出現(xiàn)沉降不均勻的現(xiàn)象。吹填期間首先按照設計總量控制，碎石及二片石采用自航方駁上自帶反鏟拋填。沉箱安裝回填一定數(shù)量并相對后，開始進行箱頂封倉板現(xiàn)澆施工。

4 沉箱預制施工問題及處理

4.1 蜂窩麻面問題

蜂窩麻面是最為常見的施工問題，出現(xiàn)的原因為振搗不充分，在模板孔眼等位置出現(xiàn)漿液溢出的情況，進而會產(chǎn)生空隙或者泛砂問題。如果選擇應用粒徑較大的粗骨料施工，會對鋼筋保護層的實際填充效果產(chǎn)生一定影響。振搗不到位，密實度達不到設計要求，就會導致混凝體結(jié)構產(chǎn)生蜂窩麻面的問題。因此在實際施工中，需要嚴格控制好模板拼裝的縫隙大小，優(yōu)選大塊模板拼裝施工，盡量減少拼縫的數(shù)量。另外，加強振搗施工管理，選擇合適的振搗設備，預防出現(xiàn)漏振問題。并且還需要保證混合料配合比設計的科學性，合理確定粗骨料的粒徑，保證符合施工要求。

4.2 底模粘連問題

受大粘聚力影響，沉箱在起吊的過程中底模可能會受到外部因素影響產(chǎn)生損傷，一般可以提前在底模涂抹適量的機油，然后再鋪設一層砂，最后鋪設一層編織布，以此來達到良好的隔離效果。并且，在沉箱起吊完成后，所鋪設的編織布需要及時去掉，以此來增加沉箱底部與塊石基床兩者之間的摩擦力。

5 結(jié)束語

港口航道工程施工中沉箱預制施工技術應用比較廣泛，通過提高施工作業(yè)的規(guī)范性，嚴格按施工組織方案進行施工，控制好每個施工環(huán)節(jié)，才可保證沉箱工程施工的安全和質(zhì)量，以達到最佳施工效果。

參考文獻：

[1]范豐東.港口航道工程沉箱預制施工技術[J].工程建設與設計，2018（08）：202-203.

[2]王鑫.港口航道工程沉箱施工技術研究[J].科學技術創(chuàng)新，2018（08）：127-128.

[3]徐河.港口航道工程沉箱施工技術要點分析[J].珠江水運，2017（02）：72-73.