碼頭工程建設中的沉箱施工技術

◎ 吳春兵 中交四航局第三工程有限公司

1.工程概況

海口港新海港區汽車客貨滾裝碼頭一期工程，結構主要包含：碼頭泊位，長512m；突堤，長162m；東、南、北護岸總長1132.44m、防波堤總長1830.4m。碼頭共使用到86件重力式沉箱，單件重量在500t內，在馬村預制場預制。

2.施工方案

沉箱施工中，底趾和底板采用立模的方法，箱壁及格墻均為滑模工藝，沉箱預制一次預制完成，首先底座澆筑1.05m高，待底座混凝土達到一定的強度后進行墻身滑模部分的施工。

3.施工方法

3.1 模板工程

底側模結構中，面板為8mm厚的鋼板，圍楞為[8槽鋼，立柱為[12槽鋼。待底板、墻身首段鋼筋綁扎工作落實到位后安裝側模，以設計圖紙為準，在活動底模處測放安裝線，穩定釘上底角5cm×5cm木三角條，上部設三角支撐；內側倒角模板用鋼筋加固，安裝前按尺寸拼裝好，吊裝就位好后調整內側模頂面標高，底下用混凝土柱支撐（所用混凝土柱比底座混凝土高一標號），為增強內外側模的穩定性，將兩者連接于一體并用槽鋼固定。

底座澆注完成并達到規定強度后安裝滑升模板。在現場適配2臺門吊，兩者同步作業，將滑升模板吊裝至底座鋼筋頂部，緩慢下放鋼筋，精準調整位置，確保滑升模板的底部對準底座各墻身。當滑升模板順直滑入墻身，離底座底部1m左右（組織安裝滑升模板前，在底座1m位置做好標記）時停鉤，爬桿插至指定位置并維持穩定后，支承桿可承受源自于滑升模板的重量。

3.2 鋼筋工程

豎向鋼筋按3～4m分節接長，待滑升模板安裝至指定位置后接長第一節，后續在滑模期間完成其他幾節的接長工作，采用綁扎搭接加點焊的方法，期間由專員精準畫線，加強控制，保證鋼筋頂部達到預定高度處。重點關注最后一節鋼筋，應測量已滑升沉箱的高度，以合理的方式精準控制鋼筋的頂標高。

根據設計圖紙，在豎向鋼筋處確定橫向鋼筋的設置位置并做好標記，在豎向鋼筋的外側將橫向鋼筋綁扎到位，綁扎點呈梅花形布置，產生的扎絲頭統一向內伸，以免劃傷其它構件。綁扎期間靈活調整豎向鋼筋，確保其垂直度、間距滿足要求，橫向、豎向兩類鋼筋保持垂直的位置關系。橫向鋼筋接長宜采用綁扎搭接的方法，搭接長度≤35d，同一截面搭接接頭數量按25%控制。

3.3 混凝土澆筑

3.3.1 底座混凝土澆筑

根據施工要求制備混凝土并將其卸至底板處，用人工分漿，沉箱前、后趾混凝土則分別卸到前、后趾模板前邊的分漿鋼板上，由人工鏟入前后趾。底板混凝土澆筑遵循分層的原則，層厚分別為25cm、20cm，全過程中共使用到2臺龍門式起重機，每一臺門吊負責一半倉格，澆注時兩臺門吊一臺進一臺出相互配合，由模板上的起重指揮人員現場指揮。

振搗人員安排：按照“各箱格1人，前趾2人”的方式分配人員，分兩層依次振搗，遵循快插慢拔的原則，底層插至離底胎模頂5cm的位置，頂層插入下層的深度按10cm控制，待混凝土面無氣泡且有浮漿現象時停止振搗作業。各振搗點呈梅花形布置，間距30cm。

待底板混凝土澆筑完成后，開始對頂部和前后趾兩處采取抹面處理措施，并刮除粘附在模板處的混凝土，前后趾抹完后采用土工布覆蓋上表面。

待混凝土強度滿足要求后拆除底座模板，對底座與滑模墻身接茬部位的混凝土做針對性的處理，主要的施工流程為：全面清理→鑿毛→沖洗、濕潤→澆筑混凝土（厚度按2cm控制）→振搗。

3.3.2 澆筑滑升模板內的混凝土

待滑升模板安裝工作落實到位后，在各箱格處將平臺板和分漿鋼板安裝到位。制備完成的混凝土卸至分漿板上，分漿入模，期間加強控制以免出現混凝土灑至模板外的情況。分漿的單層厚度設為30cm，優先從各角開始，遇高溫天氣時為減小溫度的干擾，應先澆筑內墻及厚度較大的墻體，再澆筑被太陽直射的墻。分漿應具有均勻性，每完成一層的振搗作業后方可分上一層混凝土。同時采取振搗措施，以改善混凝土材料的組合狀態，提高其密實度。鑒于振搗具有較強作用力的特點，嚴格控制振搗設備的作業姿態，不可碰觸鋼筋和模板。由于滑模部分每滑升1m大約30m3混凝土，按每小時滑升40cm需要大約12m3，所以澆注墻身時每臺門吊只需吊3斗漿/小時。

3.4 模板施工

3.4.1 模板初升

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隨混凝土澆筑進程的推進，待其距離滑模模板上口約20cm時，由專員利用貫入阻力儀檢測，明確第一層混凝土的強度，若實測值達到0.18MPa左右便可初升。初升前割除設置在滑升模板與底板側模間的連接件，通過檢查后正式提升。待模板提升達到1～2個行程后暫停提升，詳細檢查并記錄出模混凝土的質量情況。

3.4.2 模板正常滑升

混凝土分灰應在滑升模板上口以下約10cm的位置，要求各處具有均勻性；按順序依次振搗，切實提高混凝土的密實度。

滑升期間及時檢測模板并根據實際情況靈活調平。具體在爬桿上按照25cm的間隔依次設置水平標高，配套限位卡，再密切觀察千斤頂的頂部位置，若該處可以頂到限位卡則及時調平模板。通過經緯儀的應用觀測沉箱四個邊，判斷其是否呈垂直的狀態，若不滿足要求則及時糾偏，即關閉較高側的千斤頂，滑升幾個行程，直至模板維持水平狀態為止，此時可以打開油門。

3.4.3 出模混凝土養護

模板滑升至特定高度且底板、墻體下部兩處的混凝土達到終凝的狀態時采取噴水養護措施，減小混凝土內外部溫差，以免因表面開裂而影響混凝土的成型質量。沉箱外側面采用低壓水養護，沿墻面均勻灑水，在內墻處均勻刷涂養護劑。

待模板滑升至頂部時校核頂標高，在爬桿處設置標志用于反映頂標高，此時無需繼續頂升，澆滿混凝土后找平頂部，清理外露的鋼筋，待以上工作完成后繼續提升模板。

模板以慢速、勻速的狀態提升，待其頂部與混凝土頂面的距離減小至30cm左右時暫停滑升作業，此時重點關注頂部混凝土的狀態，待其即將凝固時開始二次振搗和二次抹面，要求振搗棒從墻中插入約40cm，經持續振搗后，若混凝土頂部無氣泡冒出現象則結束振搗。各振搗點的距離以30cm內較合適，振搗后隨即二次抹面，操作人員利用灰刀勁壓混凝土頂部，使其具有平整性與密實性。

3.4.5 模板末升

以出模強度的時間為準，模板間斷滑升并調平，按此方法操作直至模板下口距混凝土頂部約10cm時暫停，預留10cm混凝土在模內。末升時工作人員詳細檢查，判斷在該過程中混凝土頂部的質量情況，即是否存在拉裂等質量問題，若有則暫停，采取壓實處理措施，待處理后方可繼續滑升。

混凝土澆筑后約12h時拆模，但具體時間應根據混凝土成型情況及現場氣溫而定。拆模所用設備為門式起重機，邊上提邊滑升，待模板底部離沉箱底部約20cm位置時割除支撐桿，此時橫移門吊、垂直松鉤，將拆除后的模板轉移至指定堆放地點。

3.4.6 頂部爬桿處理

混凝土內預埋鋼筋時，在頂部約10cm的位置割斷爬桿；若無預埋鋼筋，除了完成爬桿的割除作業外，還需在隨后的3天鑿除爬桿周邊的混凝土，鑿除作業范圍為直徑8cm、深5cm，再取適量的高強砂漿用于封孔，使該處恢復原狀。

3.4.7 底模拆除

沉箱混凝土達到設計強度后及時拆除沉箱底，為下一個沉箱預制提供底模，使沉箱預制連續進行。拆除流程：沉箱底掏砂→沉箱的頂升→抽工字鋼→沉箱支墊→抽氣囊。

養護選用的是自來水，拆模后在沉箱頂部布設PVC管或軟管，適配高壓水泵，利用該裝置加水養護。原則上各沉箱潮濕養護時間以15天為宜。

4.結束語

在港口碼頭工程中，通過沉箱施工技術的應用可營造安全的施工環境，提高施工效率。該技術具有操作相對簡便、整體性能強、耐久性高等優勢，符合港口碼頭的綠色發展思路，有利于港口碼頭建設質量的提升。