港口碼頭的沉箱及預(yù)制塊體施工技術(shù)分析

王彤陽

摘 要：港口碼頭是我國非常重要的一種交通運(yùn)輸基地。在港口碼頭工程施工中，因重力式碼頭沉箱具有操作性強(qiáng)、整體性好、耐久性高等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用到工程建設(shè)中。本文主要結(jié)合惠州港東馬港區(qū)中海油物流基地二期項(xiàng)目碼頭工程實(shí)例，闡述了港口碼頭的沉箱及預(yù)制塊體施工技術(shù)。

關(guān)鍵詞：沉箱安裝 預(yù)制塊體 沉箱回填

1.工程概況

惠州港東馬港區(qū)中海油物流基地二期項(xiàng)目碼頭工程位于大亞灣灣頂，霞沖以西，澳頭港以東。本工程碼頭總長為502.75m，其中碼頭東側(cè)段長324.43m，西側(cè)段長178.32m，碼頭面高程為6.0m。本工程護(hù)岸為修復(fù)因重力式碼頭施工拆除的原海堤結(jié)構(gòu)，碼頭結(jié)構(gòu)為圓沉箱重力式。

2.港口碼頭的沉箱

本碼頭為重力式沉箱結(jié)構(gòu)，預(yù)制沉箱有兩種型號(hào)共42件，混凝土強(qiáng)度等級為C40，其中直徑為7.5m，高度為13.4m的有30件，直徑為8.5m，高度為15.5m的有10件，高度為13.4m的有2件。

2.1工藝簡述

綜合實(shí)際情況，本工程沉箱預(yù)制主要采用分四層澆筑的工藝進(jìn)行，模板利用鋼板作為板面，分別將型鋼和鋼桁架作為縱橫肋和模板骨架，外模采用大片吊裝施工，內(nèi)模采用的是吊裝架整體支立和拆除工藝。

2.2模板加工、拼裝和拆除

版工程模板板面采用大型鋼模板拼裝施工，在沉箱底模上進(jìn)行模板加工作業(yè)，縱橫肋、鋼桁架與板面利用角鋼對兩者進(jìn)行連接。在將模板拼裝完成之后，外模要焊制吊點(diǎn)、欄桿、腳手板及模板開孔，之后將板面調(diào)平，并對版面進(jìn)行除銹和堵縫施工。

本工程采用25t的汽車吊和50t重的履帶吊進(jìn)行，拆除模板的工程中需要嚴(yán)格按照施工規(guī)定的要求進(jìn)行。

2.3鋼筋加工、綁扎

（1）鋼筋加工和運(yùn)輸

鋼筋進(jìn)場前嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行檢驗(yàn)，符合要求后方可投入使用。嚴(yán)格控制鋼筋加工工藝，下料需要嚴(yán)格按照沉箱分層要求的長度進(jìn)行，當(dāng)鋼筋制作長度大于原料的長度時(shí)，需要采用對焊的方式進(jìn)行接長。本工程對焊采用的是100kW對焊機(jī)，鋼筋下料采用三臺(tái)切斷機(jī)及兩臺(tái)彎曲機(jī)，鋼筋按規(guī)格型號(hào)整齊堆放，由支架墊起，并作醒目標(biāo)識(shí)。

（2）鋼筋綁扎

底層鋼筋采用現(xiàn)場綁扎，上層墻體鋼筋和縱向隔墻鋼筋利用特制的立式網(wǎng)片架預(yù)綁網(wǎng)片，利用吊車進(jìn)行整體吊安。由于沉箱分層預(yù)制，鋼筋也分層綁扎，豎向鋼筋在施工縫處斷開作搭接處理，根據(jù)招標(biāo)圖紙要求，受力鋼筋接頭位置我部將采用單面焊連接，焊接長度為鋼筋直徑的10倍，接頭要求錯(cuò)開，從任一接頭中心長度為1000m的區(qū)段內(nèi)，有接頭的受力鋼筋截面積不得大于受力鋼筋截面積的50%。

2.4混凝土澆筑

（1）混凝土攪拌

因環(huán)保要求，大亞灣地區(qū)不允許再架設(shè)混凝土攪拌系統(tǒng)，因而主要是采用攪拌站集中攪拌混凝土的方式，需要嚴(yán)格按照混合料配合比進(jìn)行，嚴(yán)禁更改混合料的配合比。

（2）接縫處理

沉箱預(yù)制采用分層澆筑施工，因而在相鄰層之間會(huì)出現(xiàn)新混凝土層和舊混凝土層結(jié)合的問題，為了對上下兩層接縫質(zhì)量進(jìn)行控制，在進(jìn)行每一層混凝土澆筑之前，可以事先澆筑大約25mm厚度的高于本體混凝土標(biāo)號(hào)一個(gè)等級的砂漿，等到澆筑到頂面之后，將表面的浮漿刮去，等到混凝土強(qiáng)度達(dá)到70%之后，開始進(jìn)行沖毛處理。

（3）混凝土養(yǎng)護(hù)、硅烷防腐

混凝土養(yǎng)護(hù)的時(shí)間不得低于兩周。為保證高溫季節(jié)沉箱的養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，本工程計(jì)劃采用噴涂養(yǎng)護(hù)劑和塑料管扎眼噴水的養(yǎng)護(hù)方式，其它時(shí)段輔助于高壓泵噴水養(yǎng)護(hù)。沉箱達(dá)到28d齡期后利用吊籠對沉箱表面進(jìn)行硅烷防腐噴涂工作。

3.沉箱出移、安裝和回填3.1沉箱出移方案

沉箱出移本碼頭墻身主體結(jié)構(gòu)是沉箱式結(jié)構(gòu)，有兩種型號(hào)共計(jì)42件。場內(nèi)出運(yùn)拉移共計(jì)42件，其中一次拉移12件，二次拉移30件。我司投用公司自有5000t半潛駁作為裝載沉箱的駁船，本工程沉箱出運(yùn)采用起重船+半潛駁的方式，選型為600t起重船和5000t半潛駁。根據(jù)本工程沉箱規(guī)格，選用直徑1m，長度10m的高壓氣囊。前后牽引系統(tǒng)均采用2臺(tái)8t卷揚(yáng)機(jī)，工期系統(tǒng)采用6m3的空壓機(jī)2臺(tái)，空氣分配器一個(gè)，高壓氣管200m。

3.2施工方法

（1）氣囊就位充氣

將牽引鋼絲繩套入預(yù)埋的沉箱拉環(huán)上并用卡環(huán)連接，牽引鋼絲繩定滑輪與地錨連接，將牽引和制動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)開啟之后使得鋼絲繩出現(xiàn)稍微拉緊情況，根據(jù)事先規(guī)定的位置將氣囊穿入到沉箱底部，氣囊軸線應(yīng)垂直于沉箱移動(dòng)方向，盡可能的確保氣囊擺放的平行，這樣可以確保在沉箱平移的過程中不會(huì)出現(xiàn)偏移的情況，同時(shí)再沉箱前方擺放四條相同規(guī)格的接應(yīng)氣囊。氣囊充氣，充氣的過程中要做到循序漸進(jìn)，注意5條氣囊的氣壓均衡，頂升穩(wěn)后，撤出支墊枕木。

（2）沉箱水平位移到臨時(shí)碼頭前沿

在沉箱前面按預(yù)定位置擺放好接應(yīng)氣囊。先開動(dòng)制動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)放松牽制鋼絲繩，再開動(dòng)牽引卷揚(yáng)機(jī)。沉箱前部接近沉箱底部的氣囊迅速充氣，等到沉箱底部完全壓在前端氣囊上時(shí)，該氣囊的氣壓應(yīng)達(dá)到與其他氣囊相同的氣壓。在沉箱進(jìn)入到預(yù)先規(guī)定的位置之后，將沉箱底部按照事先規(guī)定的位置將枕木擺放好，之后所有的氣囊開始逐漸的放氣，確保沉箱能夠比較平穩(wěn)并且準(zhǔn)確的落在枕木上。等到氣囊氣體全部排完之后，將氣囊抽出來。解開沉箱上的卸扣，各卷揚(yáng)機(jī)收好鋼絲繩。

3.3沉箱安裝

用GPS定位系統(tǒng)確定浮吊實(shí)際位置，起吊沉箱，移動(dòng)浮吊。沉箱到達(dá)設(shè)計(jì)位置后，緩慢下放，通過沉箱底部的進(jìn)水口灌水，當(dāng)沉箱的干舷高度剩下1.5m時(shí)停止下放。在灌水的同時(shí)在沉箱頂安裝測量控制標(biāo)桿。滿足相關(guān)要求后，浮吊在測量的指揮下下放沉箱，使沉箱處在正確的安裝位置。繼續(xù)下放沉箱，當(dāng)沉箱底離基床頂面剩0.3m時(shí)，暫停下放。再次測量沉箱的位置，并指揮浮吊將沉箱移至正確位置。繼續(xù)下放沉箱，使沉箱在基床頂座底。測量檢查沉箱的偏位情況。若沉箱的偏位在規(guī)范允許的范圍內(nèi)，則由潛水員檢查箱底和基床面的吻合情況。若沉箱與基床面吻合良好，則沉箱安裝完成。

3.4沉箱內(nèi)回填

本工程共計(jì)42件沉箱，沉箱內(nèi)回填料為砂、混合倒濾層、封倉砼等，其中中粗砂共20822m3，混合倒濾層共759m3，封倉砼共297m3。

填筑過程中測量人員通過測桿復(fù)核箱內(nèi)填砂高度，避免單個(gè)倉室多填或少填?；旌系篂V層計(jì)劃采用1000t駁船配挖掘機(jī)拋填的工藝?；靥钣玫牟牧辖?jīng)檢驗(yàn)合格后用1000t自航平板駁運(yùn)至現(xiàn)場，靠在固定在沉箱旁的定位船上，采用挖掘機(jī)直接進(jìn)行拋填施工。沉箱中部的混合倒濾層應(yīng)注意均勻分布，頂部不平處采用機(jī)械和人工相結(jié)合辦法整平。填石工藝如圖1所示。

4.施工中存在的問題和解決措施4.1沉箱底部出現(xiàn)漏漿、麻面現(xiàn)象

產(chǎn)生該問題的主要因?yàn)槭浅料涞啄５啬_螺栓出現(xiàn)位移情況，導(dǎo)致出現(xiàn)跑模情況。針對該問題需要將地腳螺栓固定住，每隔大約30cm的位置設(shè)置一個(gè)地腳螺栓；并且在距離模板底部大約10cm的位置，增加一排地腳螺栓。在底層混凝土澆筑完成之后，在進(jìn)行墻身混凝土澆筑時(shí)需要對澆筑的速度進(jìn)行合理控制，每隔一刻鐘左右進(jìn)行一次混凝土的泵送，同時(shí)加強(qiáng)對混凝土的振搗；在混凝土澆筑過程中，對模板工程進(jìn)行檢查，避免模板支撐出現(xiàn)漏漿的情況。

4.2沉箱表面出現(xiàn)較多的氣泡

造成該現(xiàn)象的主要原因是混凝土分層下料不均勻，沒有確保振搗的密實(shí)性，同時(shí)振搗的時(shí)間也不足，沒有將氣泡排干凈，導(dǎo)致氣泡停在沉箱的表面。針對該問題需要嚴(yán)格控制混凝土分層角度的控制，在振搗的過程中分間距進(jìn)行振搗，振搗時(shí)間控制在15s左右，同時(shí)利用手電筒對混凝土振搗時(shí)表面的氣泡的情況進(jìn)行檢查，從而對振搗時(shí)間進(jìn)行合理的控制，一直振搗到氣泡全部排出為止。

4.3在預(yù)制初期

因粘聚力過大，導(dǎo)致沉箱起吊過程中底模受到不同程度的破壞。針對該問題可以在底模中涂抹一層黃機(jī)油作為脫模劑，之后鋪設(shè)一層砂，在砂上鋪設(shè)一層編織布進(jìn)行隔離。在沉箱起吊之后，立即將編織布撕掉，這樣能夠減少沉箱底部和塊石基床之間的摩擦系數(shù)。

5.結(jié)論

綜上所述，在港口碼頭施工中，施工技術(shù)是確保工程質(zhì)量的關(guān)鍵，必須加強(qiáng)對港口碼頭施工技術(shù)的研究，充分掌握沉箱施工技術(shù)和沉箱預(yù)制施工技術(shù)，確保施工技術(shù)的先進(jìn)性和可靠性，才能夠?qū)Ω劭诖a頭工程的整體質(zhì)量進(jìn)行保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬德洪.淺談島嶼港口工程施工技術(shù)及措施[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015（12）：45-46.

[2]張秋霞.簡述重力式碼頭預(yù)制沉箱安裝工藝[J].科技資訊，2011（16）：23-24.