碼頭工程建設(shè)中的沉箱施工技術(shù)

◎ 吳春兵 中交四航局第三工程有限公司

1.工程概況

?？诟坌潞８蹍^(qū)汽車客貨滾裝碼頭一期工程，結(jié)構(gòu)主要包含：碼頭泊位，長(zhǎng)512m；突堤，長(zhǎng)162m；東、南、北護(hù)岸總長(zhǎng)1132.44m、防波堤總長(zhǎng)1830.4m。碼頭共使用到86件重力式沉箱，單件重量在500t內(nèi)，在馬村預(yù)制場(chǎng)預(yù)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(yù)制一次預(yù)制完成，首先底座澆筑1.05m高，待底座混凝土達(dá)到一定的強(qiáng)度后進(jìn)行墻身滑模部分的施工。

3.施工方法

3.1 模板工程

底側(cè)模結(jié)構(gòu)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(shí)到位后安裝側(cè)模，以設(shè)計(jì)圖紙為準(zhǔn)，在活動(dòng)底模處測(cè)放安裝線，穩(wěn)定釘上底角5cm×5cm木三角條，上部設(shè)三角支撐；內(nèi)側(cè)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(diào)整內(nèi)側(cè)模頂面標(biāo)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(biāo)號(hào)），為增強(qiáng)內(nèi)外側(cè)模的穩(wěn)定性，將兩者連接于一體并用槽鋼固定。

底座澆注完成并達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后安裝滑升模板。在現(xiàn)場(chǎng)適配2臺(tái)門(mén)吊，兩者同步作業(yè)，將滑升模板吊裝至底座鋼筋頂部，緩慢下放鋼筋，精準(zhǔn)調(diào)整位置，確?；０宓牡撞繉?duì)準(zhǔn)底座各墻身。當(dāng)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(biāo)記）時(shí)停鉤，爬桿插至指定位置并維持穩(wěn)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(jié)接長(zhǎng)，待滑升模板安裝至指定位置后接長(zhǎng)第一節(jié)，后續(xù)在滑模期間完成其他幾節(jié)的接長(zhǎng)工作，采用綁扎搭接加點(diǎn)焊的方法，期間由專員精準(zhǔn)畫(huà)線，加強(qiáng)控制，保證鋼筋頂部達(dá)到預(yù)定高度處。重點(diǎn)關(guān)注最后一節(jié)鋼筋，應(yīng)測(cè)量已滑升沉箱的高度，以合理的方式精準(zhǔn)控制鋼筋的頂標(biāo)高。

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，在豎向鋼筋處確定橫向鋼筋的設(shè)置位置并做好標(biāo)記，在豎向鋼筋的外側(cè)將橫向鋼筋綁扎到位，綁扎點(diǎn)呈梅花形布置，產(chǎn)生的扎絲頭統(tǒng)一向內(nèi)伸，以免劃傷其它構(gòu)件。綁扎期間靈活調(diào)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(guān)系。橫向鋼筋接長(zhǎng)宜采用綁扎搭接的方法，搭接長(zhǎng)度≤35d，同一截面搭接接頭數(shù)量按25%控制。

3.3 混凝土澆筑

3.3.1 底座混凝土澆筑

根據(jù)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(guò)程中共使用到2臺(tái)龍門(mén)式起重機(jī)，每一臺(tái)門(mén)吊負(fù)責(zé)一半倉(cāng)格，澆注時(shí)兩臺(tái)門(mén)吊一臺(tái)進(jìn)一臺(tái)出相互配合，由模板上的起重指揮人員現(xiàn)場(chǎng)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(wú)氣泡且有浮漿現(xiàn)象時(shí)停止振搗作業(yè)。各振搗點(diǎn)呈梅花形布置，間距30cm。

待底板混凝土澆筑完成后，開(kāi)始對(duì)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(qiáng)度滿足要求后拆除底座模板，對(duì)底座與滑模墻身接茬部位的混凝土做針對(duì)性的處理，主要的施工流程為：全面清理→鑿毛→沖洗、濕潤(rùn)→澆筑混凝土（厚度按2cm控制）→振搗。

3.3.2 澆筑滑升模板內(nèi)的混凝土

待滑升模板安裝工作落實(shí)到位后，在各箱格處將平臺(tái)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(qiáng)控制以免出現(xiàn)混凝土灑至模板外的情況。分漿的單層厚度設(shè)為30cm，優(yōu)先從各角開(kāi)始，遇高溫天氣時(shí)為減小溫度的干擾，應(yīng)先澆筑內(nèi)墻及厚度較大的墻體，再澆筑被太陽(yáng)直射的墻。分漿應(yīng)具有均勻性，每完成一層的振搗作業(yè)后方可分上一層混凝土。同時(shí)采取振搗措施，以改善混凝土材料的組合狀態(tài)，提高其密實(shí)度。鑒于振搗具有較強(qiáng)作用力的特點(diǎn)，嚴(yán)格控制振搗設(shè)備的作業(yè)姿態(tài)，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(shí)滑升40cm需要大約12m3，所以澆注墻身時(shí)每臺(tái)門(mén)吊只需吊3斗漿/小時(shí)。

3.4 模板施工

3.4.1 模板初升

啟發(fā)式翻轉(zhuǎn)課堂[4]主要分為：從整體上介紹本課程；拋出第一個(gè)問(wèn)題，指引學(xué)生觀看學(xué)習(xí)資料，上網(wǎng)查找資料，做到課前有大致解決問(wèn)題的思路；課上通過(guò)分組驗(yàn)證，小組分享講解答案；教師講解補(bǔ)充答案，討論總結(jié)深化及反饋?！队?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)訓(xùn)》課程是一門(mén)創(chuàng)新實(shí)踐類選修課程，面向的是全校本科生，引入啟發(fā)式翻轉(zhuǎn)課堂需要注意以下幾點(diǎn)：

隨混凝土澆筑進(jìn)程的推進(jìn)，待其距離滑模模板上口約20cm時(shí)，由專員利用貫入阻力儀檢測(cè)，明確第一層混凝土的強(qiáng)度，若實(shí)測(cè)值達(dá)到0.18MPa左右便可初升。初升前割除設(shè)置在滑升模板與底板側(cè)模間的連接件，通過(guò)檢查后正式提升。待模板提升達(dá)到1～2個(gè)行程后暫停提升，詳細(xì)檢查并記錄出?；炷恋馁|(zhì)量情況。

3.4.2 模板正?；?/p>

混凝土分灰應(yīng)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(shí)提高混凝土的密實(shí)度。

滑升期間及時(shí)檢測(cè)模板并根據(jù)實(shí)際情況靈活調(diào)平。具體在爬桿上按照25cm的間隔依次設(shè)置水平標(biāo)高，配套限位卡，再密切觀察千斤頂?shù)捻敳课恢?，若該處可以頂?shù)较尬豢▌t及時(shí)調(diào)平模板。通過(guò)經(jīng)緯儀的應(yīng)用觀測(cè)沉箱四個(gè)邊，判斷其是否呈垂直的狀態(tài)，若不滿足要求則及時(shí)糾偏，即關(guān)閉較高側(cè)的千斤頂，滑升幾個(gè)行程，直至模板維持水平狀態(tài)為止，此時(shí)可以打開(kāi)油門(mén)。

3.4.3 出?；炷琉B(yǎng)護(hù)

模板滑升至特定高度且底板、墻體下部?jī)商幍幕炷吝_(dá)到終凝的狀態(tài)時(shí)采取噴水養(yǎng)護(hù)措施，減小混凝土內(nèi)外部溫差，以免因表面開(kāi)裂而影響混凝土的成型質(zhì)量。沉箱外側(cè)面采用低壓水養(yǎng)護(hù)，沿墻面均勻?yàn)⑺?，在?nèi)墻處均勻刷涂養(yǎng)護(hù)劑。

待模板滑升至頂部時(shí)校核頂標(biāo)高，在爬桿處設(shè)置標(biāo)志用于反映頂標(biāo)高，此時(shí)無(wú)需繼續(xù)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(xù)提升模板。

模板以慢速、勻速的狀態(tài)提升，待其頂部與混凝土頂面的距離減小至30cm左右時(shí)暫?；鳂I(yè)，此時(shí)重點(diǎn)關(guān)注頂部混凝土的狀態(tài)，待其即將凝固時(shí)開(kāi)始二次振搗和二次抹面，要求振搗棒從墻中插入約40cm，經(jīng)持續(xù)振搗后，若混凝土頂部無(wú)氣泡冒出現(xiàn)象則結(jié)束振搗。各振搗點(diǎn)的距離以30cm內(nèi)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(shí)性。

3.4.5 模板末升

以出模強(qiáng)度的時(shí)間為準(zhǔn)，模板間斷滑升并調(diào)平，按此方法操作直至模板下口距混凝土頂部約10cm時(shí)暫停，預(yù)留10cm混凝土在模內(nèi)。末升時(shí)工作人員詳細(xì)檢查，判斷在該過(guò)程中混凝土頂部的質(zhì)量情況，即是否存在拉裂等質(zhì)量問(wèn)題，若有則暫停，采取壓實(shí)處理措施，待處理后方可繼續(xù)滑升。

混凝土澆筑后約12h時(shí)拆模，但具體時(shí)間應(yīng)根據(jù)混凝土成型情況及現(xiàn)場(chǎng)氣溫而定。拆模所用設(shè)備為門(mén)式起重機(jī)，邊上提邊滑升，待模板底部離沉箱底部約20cm位置時(shí)割除支撐桿，此時(shí)橫移門(mén)吊、垂直松鉤，將拆除后的模板轉(zhuǎn)移至指定堆放地點(diǎn)。

3.4.6 頂部爬桿處理

混凝土內(nèi)預(yù)埋鋼筋時(shí)，在頂部約10cm的位置割斷爬桿；若無(wú)預(yù)埋鋼筋，除了完成爬桿的割除作業(yè)外，還需在隨后的3天鑿除爬桿周邊的混凝土，鑿除作業(yè)范圍為直徑8cm、深5cm，再取適量的高強(qiáng)砂漿用于封孔，使該處恢復(fù)原狀。

3.4.7 底模拆除

沉箱混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后及時(shí)拆除沉箱底，為下一個(gè)沉箱預(yù)制提供底模，使沉箱預(yù)制連續(xù)進(jìn)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(yǎng)護(hù)選用的是自來(lái)水，拆模后在沉箱頂部布設(shè)PVC管或軟管，適配高壓水泵，利用該裝置加水養(yǎng)護(hù)。原則上各沉箱潮濕養(yǎng)護(hù)時(shí)間以15天為宜。

4.結(jié)束語(yǔ)

在港口碼頭工程中，通過(guò)沉箱施工技術(shù)的應(yīng)用可營(yíng)造安全的施工環(huán)境，提高施工效率。該技術(shù)具有操作相對(duì)簡(jiǎn)便、整體性能強(qiáng)、耐久性高等優(yōu)勢(shì)，符合港口碼頭的綠色發(fā)展思路，有利于港口碼頭建設(shè)質(zhì)量的提升。