中国水利水电第十六工程局有限公司 福建福州 350000
摘要：陆地沉箱施工可以解决大多数软基上建造深基础难以克服的施工难题。本文结合工程实例，就高架桥下穿越陆地沉箱施工技术的应用，详细介绍了桥下沉箱施工要点、难点，同时提出几种可行的纠偏方法。通过实践经验，取得陆地沉箱施工实证性的基础资料，为今后发展建设沉箱施工提供参考，实践成果也将为陆地沉箱的推广应用奠定实践基础。
关键词：高架桥 穿越 陆地沉箱 纠偏 工艺
1工程概述
武汉青菱路主干排水工程主体为钢筋混凝土箱涵，全线长约3km。穿三环线高架桥下沉箱段雨水箱涵桩号K2+900.955～K2+931.055，长度约30.1m，三环桥为简支梁桥，沉箱段下穿桥跨为25.5m跨径，受桥梁下方净空限制，该段无法采用钢板桩支护进行明挖施工。考虑到工程的整体一致性及运行管理的安全性，为减小工程施工对三环线高架桥造成的影响，下穿三环高架桥段箱涵采用沉箱工艺进行施工。
沉箱段采用放坡开挖，坡比为1：1，地基加固采用φ600@500格构式高压旋喷桩加固，基坑两侧采用[28b槽钢钢板桩支护。沉箱过水断面结构尺寸设计为BH=5.6m×3.0m，主体结构采用C30S6混凝土，基础素混凝土垫层采用C15混凝土，钢筋保护层均为40mm。两端与同规格的钢筋混凝土箱涵相接，交接处各设一道变形缝，变形缝宽20mm。
坡面采用40mm厚的M10水泥砂浆喷面支护，在喷射砂浆之前，对建基面采用人工进行修整，清除浮土等以保证喷浆质量。喷浆前应先试喷，以确定合适的配比及施工方法，试喷效果经监理工程师认可后方可大面积施工。喷射砂浆应分段、分片由下而上进行。
2.4沉箱预制垫层施工
（1）粗砂垫层
为防止由于地基不均匀沉降引起沉箱裂缝，应先对地基进行处理，采用中粗砂垫层，厚度不小于50cm，通过打夯机等进行振捣密实处理。
砂垫层四周设置集水井，通过基槽底部碎石盲沟将水汇集至集水井，由水泵抽出。本工程中设集水井四个，施工期间连续抽水，严禁砂垫层浸泡在水中。
（2）混凝土垫层
在中粗砂垫层上设置20cm厚C20素混凝土垫层，宽度为沉箱外30cm。素砼垫层应保证水平，误差小于10mm，以便模板施工垫层浇筑完成后应进行养护，待强度完成后进行沉箱的预制工作。
2.5沉箱预制
沉箱采用干挖下沉、干封底的施工工艺。由于受上部桥梁高度的限制，本工程沉箱分两次下沉，第一节预制沉箱侧壁及下部梁，侧壁预制高度3.3m，第二节预制沉箱侧壁及上部梁，待最后沉箱下沉稳定后进行封底及盖板的施工。具体施工顺序为：制作第一段沉箱侧壁3.3m→施加横向钢支撑→下沉第一节沉箱至开挖面标高→制作第二节沉箱侧壁及上部梁→拆除横向钢支撑→下沉沉箱至设计标高→浇筑底板及顶板。
（1）刃脚砌砖胎模
待砂垫层上素砼垫层达到一定强度后，根据设计图纸在垫层上精确测放沉箱平面位置，进行砖胎模施工，砌砖时应用低标号水泥砂浆，如M5水泥砂浆，并确保刃脚斜面平整，用石灰和少量水泥拌和物粉刷砖砌胎模，砖砌胎模预留沉箱侧壁模板拉杆螺丝的孔位。
沉箱侧壁与沉箱周边土体间的空隙采用灌砂填充，当灌砂效果不理想时可改用1：1水泥砂浆填充，注浆压力不大于0.1MPa，确保沉箱与周边土体接合密实。
沉箱刃脚详图
每次浇筑砼前充分做好准备工作，及时测定砼坍落度，每次浇砼根据规范做好抗渗、抗压的试验工作。钢筋、模板及各类预埋件经隐蔽验收合格。
施工缝处混凝土振捣密实，沉箱分节施工缝浇成凸缝或预埋止水钢板，浇注第二次混凝土前清理施工缝，将表面松散浮离部分凿掉，并用压力水冲洗干净。
当沉箱第一节侧壁及下部梁先后浇捣完毕后施加横向钢支撑。直撑采用φ219*10钢管，间距为3.7m，安装位置为沉箱侧壁预埋钢板处，因此沉箱两侧侧壁的预埋钢板应保持同一水平位置与钢支撑进行焊接处理。
沉箱下沉前，采用规格D273×7水平间距3.5m的钢管进行内支撑。内支撑和钢板桩桩体之间必需焊接，焊角尺寸为8mm。
2.6沉箱下沉
沉箱下沉的施工顺序为：制作第一段沉箱侧壁3.3m→施加横向钢支撑→下沉第一节沉箱至开挖面标高→制作第二节沉箱侧壁及上部梁→拆除横向钢支撑→下沉沉箱至设计标高。
沉箱采用排水下沉、干封地。分为初沉阶段、正常下沉阶段和终沉阶段3个阶段，最后沉箱实施干封底。施工过程做好施工排水工作，确保沉箱在下沉过程中至钢筋砼底板封底未达到设计强度前，始终保持地下水位不超过刃脚底面。
沉箱下沉中应加强观测，每班至少测量一次，并在每次下沉后进行检查，如发现倾斜、位移时，应随时注意纠正。还应对周围所有的建（构）筑物定期观测，防止沉陷或坍塌事故。沉箱初沉和终沉阶段应增加观测次数。
初沉阶段挖砂从中部开始向四边均匀对称地扩展。开挖过程中在外壁刃脚内侧保留1m宽的土堤，土堤高度一般为0.5～1.0m，随沉箱进尺量增加而适当减少。
在初沉阶段的末期，如沉箱的各项技术指标良好，可增加沉箱锅底深度，一般锅底深度控制在1~2m左右，并可加快挖土速度，减少土反力，从而降低下沉时的阻力，提高施工进度。
下沉完毕后的容许偏差：沉箱刃脚平均标高与设计标高的偏差不得超过100mm，沉箱的水平偏移不得超过100mm；沉箱二面侧壁任何两脚的刃脚踏面高差，不得超过100mm。
封底铺一层25cm厚砂或碎石，再在其上浇捣30cm厚C15砼垫层封底，其中垫层与C30钢筋砼底板之间铺设一层水泥砂浆及一层热沥青；封底过程中，在刃脚上切实填严，振捣密实，以保证沉箱的最后稳定。
2.7沉箱下沉
变形缝是由于结构不同刚度、不均匀受力及考虑到砼结构胀缩而设置的允许变形的结构缝隙，它是防水处理、也是结构外防水中的关键环节。
沉箱与两侧现浇箱涵相接处各设一道变形缝，变形缝宽20mm。沉箱与现浇箱涵的顶板、侧墙及底板变形缝均采用2cm的闭孔型聚乙烯泡沫塑料
论文作者:王瑞峰
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第34期
论文发表时间:2018/5/15
标签：沉箱论文; 侧壁论文; 砂浆论文; 封底论文; 标高论文; 混凝土论文; 陆地论文; 《建筑学研究前沿》2017年第34期论文;