摘要：随着我国码头建设向深海的深入，重力式码头的沉箱也随之越来越大，超大型沉箱的预制也成为必要。文章详细探讨了重力式码头沉箱预制施工工艺。
关键词：重力式码头；沉箱预制；施工工艺
引言：沉箱预制为重力式码头重要分项工程，常规沉箱主要为矩形圆形沉箱，随着经济的持续快速发展，对矿石的需求量不断增加，价格竞争日益激烈，为减少运输成本，对大型矿石码头的需求十分迫切，这就需要预制大型沉箱来满足码头建设。
1 沉箱简介
沉箱是深基础的一种，多用于码头、防波堤。它是一种有底的箱型结构，内部设置隔板，可在水中漂浮，可通过调节箱内压载水控制沉箱下沉或漂浮。施工时在箱内填充砂或块石，然后顶部加盖板封顶，形成主体的承重和立墙结构，是一个有顶有底的箱形结构。顶盖上装有气闸，便于人员、材料、土进出工作室，同时保持工作室的固定气压。
2 施工工业简介及施工控制
2.1 施工工艺流程
根据工程沉箱高度高、钢筋密度大和混凝土量大等特点，为保证混凝土振捣质量、沉箱的尺寸和施工的可行性，根据规范规定并结合现场实际情况，沉箱预制采用分层预制的方式，各型号分层高度及各参数见表1。
沉箱底层施工工艺流程：底胎放线→底胎刷油、廊道盖板与砼接缝处铺塑料布→铺油毡原纸2层→绑扎钢筋→立芯模、安铁件→立外模→浇筑砼→冲毛→拆芯模→拆外模→清理打磨刷油→内模连接固定→拆卸圆台螺母、修补→养护。沉箱顶层施工工艺流程：梅花形立l/2芯模→安工作平台→绑扎钢筋→安装预埋件→移工作平台→立后1/2芯模→立外模→浇筑砼→冲毛→提芯模→拆外模→清理打磨刷油→拆卸圆台螺母、修补→养护。
表1 预制沉箱分层各参数
2.2 各沉箱施工顺序安排
沉箱预制采用A型、B型沉箱交替依次预制，C型沉箱最后预制的施工顺序。
2.3 模板工程
（1）模板设计。沉箱预制采用分层预制的施工方案、模板的结构形式为：外模由大型钢模板+横向螺栓拉杆+竖向桁架结构，由8片整体模板组合而成，外模上口采用M24对拉螺栓，下口采用M24高强螺杆+圆台螺母的模板安装工艺，外模竖向拼缝采用阴阳榫的工艺、片片相扣，相邻外模间设置压板螺丝用于防错台；内芯模采用定型钢模板+竖向桁架结构+芯模底盘马腿支撑工艺，1套模板共有芯模12个，每个芯模由4片芯模片通过底盘支架连接成整体，上口采用M24对拉螺栓、下口采用活动底盘顶丝、芯模片拼缝处采用钢插板+插板顶丝的模板安装工艺。
（2）模板安装。清理干净将要预制沉箱的底胎，首先放线：将沉箱底平面的前墙、侧墙、后墙和各隔墙的位置线放样并延长到沉箱底平面外侧；其次底胎刷模板油，再在放好线的区域内铺上两层底胎纸，然后安装底胎线绑扎沉箱钢筋，钢筋绑扎完成后依照底胎线安装模板。在安装模板前要求将模板打磨干净并均匀涂刷模板机油，然后通过行走式塔式起重机安装模板，支模顺序为：先安装芯模后依次安装外模。模板安装完毕后，模板上口采用M24对拉螺栓连接固定好并预埋特制的圆台螺母、底层模板下口采用底层桁架顶丝工艺、上层模板下口采用M24×300高强螺杆连接圆台螺母的工艺。按要求对模板的垂直度、各墙宽度、模板拼缝和整体对角线差等尺寸进行校核、找正和调整。
（3）模板拆除。根据试验室压块强度确定模板拆除时间，在拆模过程混凝土强度能保证表面、棱角和孔洞不受损坏的情况下可松卸螺栓；压块强度确定混凝土强度达到12MPa时方可拆芯模并支下层沉箱芯模。在拆除紧固螺栓的过程中，每片外模上下必须各留2根安全螺栓，等到塔吊钢丝绳带紧后才能拆预留的螺栓。
2.4 钢筋工程
（1）钢筋制作。钢筋提料进场后按规范要求对钢筋进行复检，复检合格后才进行钢筋的制作加工。钢筋根据设计要求、规范规定和沉箱分层层高进行加工，并进行编号堆放，要求钢筋搭接长度为40d，其中前后墙、侧墙和纵隔墙钢筋在钢筋加工区进行绑扎、再整体吊装进行绑扎，横隔墙的钢筋使用穿筋工艺施工，要求同一截面钢筋搭接率不得高于50％。
（2）钢筋绑扎。底板钢筋绑扎在放好线的沉箱底平面的基础上依次划好底板钢筋的控制线，根据控制线绑扎底板下层钢筋网片，固定好控制上、下层层距的钢筋板凳和支架，然后开始绑扎上层钢筋。由于沉箱前后均有大趾，因此在沉箱四角大趾处焊接一“U”型钢筋用于固定钢筋网，防止钢筋整体往一个方向倾斜。所有底板钢筋全部按满点绑扎方式绑扎牢固。墙体钢筋绑扎，外墙和纵隔墙钢筋均在钢筋绑扎区铺平绑扎、水平筋布置在外侧、前后墙和纵隔墙钢筋网片平均布置12个钢筋支架、用直径12圆钢在每个架子上焊接牢固用作吊点，然后在用塔吊整体吊装，与下层外伸钢筋搭接绑扎。再在现场绑扎大角筋、八字角加强筋、转角加强筋等。钢筋绑扎必须严格控制间距和层距、横平竖直，钢筋交叉处采用梅花布点绑扎牢固，绑扎铅丝外露长度剪至lcm内并向内摁倒，不得伸入保护层内。保护层垫块采用购买的合格垫块，根据规范要求及施工情况安放保护层垫块，要求4个/ ，保证钢筋保护层厚度符合设计要求。
2.5 混凝土工程
（1）混凝土浇筑施工工艺。混凝土浇筑工艺使用泵送工艺。混凝土在沉箱预制场2 和1 搅拌站进行搅拌，使用2～3台8 混凝土罐车运输，通过混凝土泵车输送入模；使用直径50mm高频插入式捣棒分层振捣；浇筑完成使用洒水养护。
（2）混凝土浇筑施工方法。沉箱混凝土施工过程中，为防止砂斑、砂线、麻面等质量通病现象，采取以下的施工措施进行施工：①混凝土原材料进场后严格按规范要求进行检测，采用河砂，要求含泥量少、级配良好、细度模数控制在2.7～3.1；要求碎石质地坚硬、级配良好、针片状少、压缩指标不大于10％，粗骨料选用一级配，选用5～25mm的碎石。定期对砼原材料进行检测，碎石动态的控制砼原材料的质量。②沉箱混凝土的浇筑顺序为：底板砼浇筑，严格按底板、大趾、隔墙、外墙的顺序进行，在大趾的模板上面每隔1.5m留一个直径200mm的振捣孔，对大趾混凝土进行有效的振捣，在底板与墙身的交接处先浇筑外墙后浇筑隔墙。在浇筑砼时应分层下灰，厚度控制在50cm以内。③混凝土振捣：使用直径50mm高频插入式振捣棒振捣，底板振捣呈梅花布点，墙体按顺序布点，振捣棒应垂直插入、快插慢拔、上下抽动，将砼中气泡排出，直到砼没有明显的下沉，表面出现浮浆止，振点间距控制在50cm左右，每个振点20～30s左右。在振点上层混凝土时振捣器应插入到下层砼中5cm。④各层沉箱接茬处的混凝土需要冲毛处理，使新旧混凝土间的结合良好，保证混凝土密实不渗水。砼浇筑前应浇筑一层水泥砂浆，用于湿润混凝土接茬面，提高砼接茬质量；砼浇筑完成后采用高压水冲毛的工艺处理接茬面，冲毛前要将砼面抹面压实，冲毛时间应根据施工环境温度确定，控制在混凝土初凝后终凝前进行。混凝土浇筑完成后喷涂一层砼缓凝剂在表面，当混凝土大体凝固后表面3～5cm范围内砼未完全凝固，这时采用高压水冲毛，将砼软弱层和浮浆冲掉，碎石处于半裸状态、并不得松动，冲毛后要求将模板上的余灰清理干净。
（3）混凝土养护。拆除模板后应立即对沉箱混凝土进行养护，沉箱混凝工养护使用高压泵喷水保湿养护、间歇性洒水养护的方式进行，并以保持混凝土表面湿润为宜，一般养护14～21d便可。
（4）缺陷处理。对沉箱表面有缺陷的混凝土要及时进行修补，要求在沉箱拆模24小时内完成，修补用的混凝土和水泥砂浆要与混凝土原有标号一致。
结束语
面对沉箱预制任务，通过对钢筋绑扎模板支立和砼浇筑的技术革新，提高了工作效率，确保如期安全完成项目的预制任务。此外，掌握一套切实可行的沉箱预制施工工艺，必将成为重力式码头建设的新趋势，总结一套经济快速安全可行的施工工艺，对提升沉箱预制水平，增强在同行业中的竞争力，为将来港口建设提供技术支持。
参考文献：
[1]王利欢.重力式码头抗滑、抗倾稳定性可靠度分析[D].大连理工大学，2007.
[2]张家菠，颉永平.沉箱预制施工技术[J].企业科技与发展，2011（18）：51-54.
[3]陈钧颐，赵春潮，孙彬.超大型码头重力式沉箱结构施工技术[J].建筑技术，2011，42（6）：531-534
论文作者:曲帅
论文发表刊物:《基层建设》2018年第24期
论文发表时间:2018/9/10
标签：沉箱论文; 钢筋论文; 混凝土论文; 模板论文; 码头论文; 底板论文; 螺栓论文; 《基层建设》2018年第24期论文;