港口工程沉箱预制施工与直接吊装施工工艺

王俊杰 中交第三航务工程局有限公司厦门分公司

1.工程概况

本码头工程所用的沉箱总量为30 个，包含了15个接地沉箱，采取的是间隔布置的方式。单个沉箱重498.2t，所用材料为C40混凝土，关于沉箱的工艺参数如表1所示。

2.沉箱预制施工工艺

本次浇筑过程中，考虑到沉箱的结构特点，采取的是分4层浇筑的方式，底层砼厚度2400mm，其余三层保持一致，均为3500mm。各层浇筑所用模板相同，采取的是4片外模+4片内模相综合的方式。

3.施工方法

3.1 模板工程

沉箱模板的构成可分为四大部分，除内、外模板以及施工平台（可为浇筑施工作业提供支持）外，还有千斤顶装置。考虑到分层预制所提出质量要求，外模可分为两部分，即底层以及标准层外模，对应于内模而言分类方法亦是如此。

3.1.1 千斤顶顶升沉箱工艺

搭建沉箱预制台座，于该处施作预留孔洞（千斤顶位置），结束沉箱预制作业后便要将千斤顶稳定置于预留孔洞上，在该设备的支持下达到沉箱预升的效果。（1）设置顶升混凝土，在其作用下可实现对荷载的有效传递，使其分布至地基各处，根据本工程实际情况，地基承载力达100kPa即可。（2）受力均匀，整个顶升作业时荷载都保持极为良好的均匀分布状态，可消除局部荷载过大带来的不良影响，避免不均匀沉降现象，确保混凝土面层的完整性。

表1 沉箱规格、数量表

3.1.2 沉箱外模

根据本工程的沉箱设计要求，底层外模采取的是桁架式钢模板，所用材料为厚6mm钢板，所用模板高度为2640m，并为之增设操作平台与栏杆。关于底外模的施工作业，采取的是墙包底工艺，砼底胎模处设置可调螺母，在其作用下可实现对底部的顶撑，同时在上部设置圆台螺母，实现外模的紧固。

3.1.3 沉箱内模

根据施工现场实际情况，适配底层与标准层内模各1套，并利用内框架形成稳定的整体，模板面与倒角模板均为4片，加之1个吊装架共同构成。

关于砼浇筑施工作业，在此过程中形成的侧压力将会在内模板面作用下传递至内框架，从而达到内模板各处受力均匀的效果；本内模板突出特点在于拆装便捷，不会出现墙体损坏等不良问题。

底层内模高度设定为1850mm，将其稳定置于砼支撑墩上。根据施工要求，内模上部设置预留孔，主要目的在于为上层内模托架定位支撑提供支持；各标准层所用的内模板高度保持一致，均为3890mm，在托架支撑的作用下有效承重，将各内模托架设置为活动式结构，将其置于吊装架底平台上。

3.1.4 模板安拆

基于门机起吊的方式顺利完成模板的安拆作业。

（1）底层模板：采用千斤顶工法，直接铺底层隔离板，安装模板。（2）标准层模板：基于如下流程展开安拆作业：支模→浇筑施工→拆模。值得一提的是，上述操作均遵循的是先内模后外模的原则。

关于模板支立作业：沉箱内墙上设置有预留孔洞，该部分可满足吊装架托架的支撑要求，基于活动式顶撑装置实现对模板底部的固定处理，并与砼表面达到完全接触状态，基于对拉件调整的方式有助于调整模板面垂度，使其与设计要求相符，结束所有隔墙钢筋绑扎作业，确保上口拉条处于紧固状态，有序安装倒角模板与预埋件，做好上述工作后检查内模，要求其标高、垂直度都满足设计要求。

3.2 钢筋工程

3.2.1 钢筋加工

基于厂内加工的方式处理钢筋，以分层长度为准合理下料，相较于原材料长度，若实际施工中钢筋制作长度大于该值，需通过对焊的方式接长。

3.2.2 钢筋绑扎

遵循如下流程有序完成底层钢筋的绑扎作业，具体有：测量放线→钢筋绑扎（底板与下层）→设置垫块→钢筋绑扎（架立筋→上层钢筋→隔墙钢筋→外墙钢筋）。需注意的是，针对底层钢筋展开绑扎作业时，需在底胎模上完成。

3.2.3 分层钢筋搭接的施工方法

本次沉箱预制作业时，采取的是分层预制的方法，依然基于分段绑扎的方式处理竖向钢筋，设置搭接接头。需注意的是，钢筋搭接长度应得到合理控制，至少要达到最小锚固长度的1.2倍。

3.3 砼工程

3.3.1 砼浇筑工艺

所用材料为商品混凝土，采取搅拌车运输，随后在泵车的支持下泵送入模。整个浇筑过程可分为4层，考虑到纵横隔墙的影响，在实际浇筑过程中需要遵循既定的路线移动，避免砼浇筑过程中模板移动现象。

3.3.2 施工缝处理

采取的是分层施工的方式，因此各层之间将形成结合面，为确保此部分质量，各层砼浇筑过程中若快要到达顶面，便要及时清理浮浆，检测混凝土的状态，当发生初凝但尚未终凝时，需对该处冲刷，此举的目的在于清除表层砂与浮浆，经此操作后石子外露高度至少达到1/3，若要展开后续浇筑施工，需将施工缝清理干净。

3.3.3 砼养护

本工程实行的是喷水养护的方式，结束拆模后便要随即展开养护作业，为全面确保沉箱质量，现场应安排专员负责，且在施工前的技术交底工作也必不可少，以免养护过程中出现不当之处。

3.4 沉箱安装技术

以现场情况为准，起重船在高水位时刻就位进行沉箱挂钩工作，人工通过挂篮进行吊装点穿插工作，将钢制插销通过沉箱吊孔与吊装受力带连接；吊装受力带绑定及锁好保险后进行沉箱试吊，受力稳定后起重船移位至沉箱安装区域前沿就位。沉箱通过通水孔灌水下沉，保持起重船吊力在稳定水平。结合现场作业情况，以潮水涨落为准确定合适的沉箱干舷高度，伴随水量的不断提升，在某一时刻将达到合适的干舷高度，此时通水孔流量不断下降，使用水准仪检验沉箱，明确沉箱的前后沿高差情况，应与基床一致。等潮水退至合适水位，将沉箱移至安装位置进行试装，使用GPRS-ATK检测，准确掌握沉箱前后沿的高差，采取合适的调整措施，保证沉箱在合适的位置进行安装。

4.吊装工艺

①吊篮搭设方案实际现场施工中，为了推动沉箱安装能顺利展开施工，吊运安装方式可依据总体平面规划布置及实际现场条件在局部工作区域内，遵循与业主协商的原则进行部分调整，以确保施工能服从整体工程部署，有利于提高安装的效率并节约成本。②吊篮安装过程中注意工作中的自检和互检，并重点检查与吊具连接处每根钢丝绳有4个卡扣，要特别注意各连接点的螺栓和保险是否齐全和牢固。③选择合适的吊具、索具和吊点的位置、个数以及绑扎的方法。绑扎即用吊、卡环等索具保证设备、构件在起吊中不发生永性变形或断裂，绑扎要牢固并便于安装。④起吊与就位。起吊过程中要保证物件在空中起落、旋转平稳。事先在物件上系一根或几根溜绳，以避免物件转动，并控制其按要求的方向吊移，不可倾斜绳索。就位时用目测或线锤对物件的平面位置与垂直度进行初步校正以缩短整个安装过程的时间。⑤吊篮安装完毕后，经安全、技术验收合格后，再报监理验收合格后，与监理签署验收确认单，即可交付使用。将钢丝绳通过吊钩及吊架的吊点锁定，保证安装过程中安全状态可控。

5.结束语

现代化港口工程中，沉箱预制是极为重要的工序，但对技术水平提出较高要求。对此，需从实际情况出发，选择合适的预制与吊装方法，有序展开各环节施工作业，全面确保整体质量，为港口航道工程的发展提供支持。