摘要：水运工程中重力式码头施工，码头胸墙多采用沉箱工艺，单件沉箱从传统的小型构件逐步发展成为单件为千吨以上的大体积现浇混凝土。而大体积沉箱预制施工工艺改进带来的经济效益逐步成为人们关心的课题。下面就结合广州港南沙港区三期工程水工结构I标工程沉箱预制施工中工艺改进带来的经济效益与大家探讨。
关键词：大体积沉箱预制施工；工艺改进；经济效益
引言
航道工程中，由于直立式斜坡堤及重力式码头的沉箱尺寸较大。为解决这一矛盾，在作业过程中采用沉箱预制施工，可以很好地使模板、钢筋和砼各施工工艺等各施工阶段实现有序的衔接，并使泵送砼达到自由倾落的要求等优点，在沉箱预制中被大量使用。特别是在科学技术发展的形势下，起重设备的起吊能力得到优化，振捣器软轴长度可以按照实际要求进行定制；泵车工作性能提高、软管管径及长度变化使对砼自由倾落高度要求有所降低，并为工程施工奠定了基础。
1工程概况
本码头工程共预制61件沉箱，其中A型沉箱52件，B、E型沉箱各3件，C、D、F型沉箱各1件。混凝土强度等级C40，A~D型沉箱内设12个隔仓，E、F型沉箱内设8个隔仓。单件A型沉箱混凝土用量983m3，2,408t/件，B型沉箱混凝土用量973.6m3，2,385t/件；C型沉箱混凝土用量970.7m3，2,378t/件，D型沉箱混凝土用量982.9m3，2,408t/件；E型沉箱混凝土用量446.5m3，1,094t/件，F型沉箱混凝土用量436m3，1,068t/件。沉箱总砼方量为57,765.9m3。
2工艺改进经济效益分析与对比
2.1沉箱钢筋采用对焊代替搭接
沉箱钢筋加工时，沿用原先东莞某工程大沉箱预制厂。原钢筋材料截余2~3m长的φ14、φ16的钢筋材料量大，欲进行其他处理。若按报废处理，将面临需购进同等重量的新钢筋材料。通过设计等多方论证根据钢筋试验，采用φ14、φ16可进行等截面替代，关于长度不足的问题，可以采用对焊工艺进行接长。在施工过程中采取将直径14、16的钢筋材料进行等截面替代及对焊等工艺后，使得2~3m长的钢筋材料得到了充分利用，此举解决钢筋存料560t，按当时市场价，节省费用约130万元。
2.2沉箱标准层钢筋绑扎采用钢筋吊架辅助整体绑扎
在过去的大体积构件预制施工中，沉箱标准层钢筋绑扎多采用采用现场绑扎，此种工艺耗费较多的机械、人工，并且随着沉箱层数的增加，使得安全隐患及施工危险性大大增加。本工程采用钢筋吊架辅助整体绑扎，节省大量的机械、人工，且利于控制绑扎质量。使用一次性整体吊装，可以避免高空作业交叉施工的隐患，它的经济性体现在以下方面：原方案：200元/人×20人×2天×238层=190.40万新方案：200元/人×20人×1天×238层=95.20万节省费用：190.40万-95.20万=95.20万元
2.3进水阀门采用预埋盲板
沉箱出运安装过程中，通过开启和关闭进水孔开关来调节箱内外的水压，在传统的沉箱施工过程中其进水孔控制开关的设置主要为使用定型阀门，定型阀门是通过在每个进水孔位置沉箱内侧安装定型铸铁阀门控制进水孔的开关。该工艺特点是：在整个进水孔的开关过程中几乎不必潜水员参与、安全可靠，但大直径定型阀门因自身笨重不易安装、不易回收、且造价高。本工程在沉箱出运安装过程中，采用了人工在沉箱顶部平台上通过绳索牵引在进水孔处安装的盲板来控制进水孔的开启、关闭工艺（以下简称盲板），相比结构较为简单、安装方便，成本方面占据优势。
3沉箱预制施工工艺改进
图1施工工艺流程图
3.1模板工程
（1）模板支立1）首先清扫干净平台，然后把廊道以及千斤顶两种盖板平铺在平台上，而平台上的沉箱底的前面、侧面和底面要求紧贴平台的墙壁以及表面。最后在沉箱底表面铺上牛皮纸和油毡纸。2）将模板表层清理干净，并将脱模机刷上。在底盘上先境直段内芯放上，并协调到所需的图纸规格标准，完成底板钢筋的扎线。在进行底板的放线时要求根据其放线特点以支撑六大支架，使其形成六大内芯。再在钢筋底部垫上专门的钢筋垫块，完成上述步骤后，把钢筋和墙体捆绑在一起，该模板钢筋工序就完成了。3）完成钢筋底部捆扎后，将水孔根据设计位置进行安装，并将剩余的内芯安放后进行调节到适宜的设计尺寸，拉螺栓固定前先将内芯间衔接好。正垂度通过垂球找到，内部模板主要通过把其和钢筋外模板利用螺栓紧固完成的模板支立。4）一旦上述步骤的模板支立全部完成后，放置入水孔中，同时将螺栓固定，并根据需求针对所有尺寸进行核对纠正、找到正确的、调节、严格检查。（2）模板拆除1）在砼浇筑完毕8h后，进行螺栓的卸下；在10h后，符合模板拆取强度时进行拆除。在螺栓拆取紧圃阶段，将2根安全螺栓保留在每个外片模板上、下中，全部保留下来的安全螺栓的拆取要在吊车钢丝绳扎紧后进行。2）在对内芯模板进行拆除时，首先将穿芯板木楔拆除，调节器转动是在塔吊钢丝绳转紧后操作，这样能够促使内芯模板面距砼面缩小3~4cm，内芯模板取出利用塔吊完成。
3.2钢筋工程
3.2.1钢筋加工
沉箱钢筋所需的半成品钢筋在预制厂钢筋车间加工，所有钢筋加工均按分层长度要求下料，钢筋制作长度大于原料长度时采用对焊方法接长，接头采用闪光接触对焊。所有钢筋原材料按产地、炉号、是否经检验证明合格与否等项目作醒目标识，按不同规格型号分堆备用。钢筋成品、半成品也按要求进行标识。
3.2.2钢筋运输
钢筋运至施工现场后，由塔吊或门机完成钢筋的水平和垂直运输。
3.2.3钢筋绑扎
底层钢筋采用现场绑扎，在底胎膜上直接绑扎成型，部分与墙体的加强筋待上部待钢筋整体成型后再作局部处理;上层外墙钢筋和纵向隔墙钢筋利用特制的立式网片架预绑钢筋网片，由塔吊或门机进行整体吊安，钢筋绑扎由钢筋绑扎内脚手架辅助进行，脚手架为人料两用，其底部铺设4mm厚花纹钢板。由于沉箱采用分层预制法，竖向钢筋亦分段绑扎，竖向钢筋在分层施工缝处做搭接处理，钢筋接头型式:竖向钢筋采用搭接接头。钢筋搭接长度为钢筋直径的35倍，接头要求错开，接头中心距离为钢筋直径的1.3倍搭接长度，同一断面的钢筋接头数量不超过钢筋总量的50%。水平钢筋接头采用对焊接头。对焊接头按规定要求错开，接头分两断面布置，错开35d，每个断面的钢筋数量不超过钢筋总量的50%，加强筋、角筋的绑扎以调整好的内模为基准进行。
3.2.4钢筋加工及绑扎质量控制标准
钢筋的级别、种类和规格必须按设计要求采用;钢筋在运输和储存过程中必须保留牌号，并按炉号、规格种类堆放整齐，避免锈蚀和污染;钢筋的品种、规格、质量、根数必须符合设计要求和规范规定。
随着科技的进步、社会的发展，各种建设机械水平都有所提升，在水工建设的过程中，沉箱在进行分段预制已经是比较普遍的，相对来说施工技术也比较成熟。综合工程的实际情况，在施工过程以及施工工艺上还是需要进行改进，沉箱的预制质量以及稳定性还需要不断进行提升，以确保工程质量。
3.3施工缝接茬处理
由于分层施工，上下层之间存在新老砼结合问题，为保证接茬质量，每层砼浇注之前，先浇注20～30㎜厚高于本体砼标号一等级的砂浆;为保证施工缝处砼强度，浇注至顶面后，刮去表面浮浆，待混凝土达到一定强度后，进行冲刷处理，冲刷须保证冲掉表面的砂和浮浆，且石子必须露出1/3高度，且石子不得松动，在浇注下一层混凝土前将施工缝湿润冲洗干净。
结语
沉箱分段预制是水工建设中的一项重要工程，通过多年来的发展和不断完善，已经走向成熟。而随着社会和科技技术的高速发展，再加上施工机械的不断优化，再结合每个工程的具体施工情况，在未来仍然可以进一步改进此类工程的施工质量，并改进沉箱预制质量。
参考文献:
[1]张超，石守芹，惠振昊.沉箱预制施工的成本控制[J].中国水运（下半月），2013，（09）：133-134.
[2]刘康，王亮．沉箱预制及其安装施工技术探索［J］．科技与生活，2012(11):145－145，127．
论文作者:安子超
论文发表刊物:《基层建设》2019年第12期
论文发表时间:2019/7/22
标签：沉箱论文; 钢筋论文; 模板论文; 工程论文; 混凝土论文; 螺栓论文; 过程中论文; 《基层建设》2019年第12期论文;