堤防工程中的沉箱施工技術(shù)探討

□管彥鑫（重慶精佳工程設(shè)計(jì)咨詢有限公司）

0 引言

近年來，我國的水運(yùn)事業(yè)得到了快速發(fā)展，深水泊位的建設(shè)逐漸增多，進(jìn)而帶動(dòng)了沉箱施工技術(shù)的發(fā)展與完善。在施工過程中，使用機(jī)械清除圓筒內(nèi)的土方，沉箱自身借助重量會(huì)克服井壁摩擦力，下沉到設(shè)計(jì)的高度，之后當(dāng)箱內(nèi)回填的砂礫、石料等被夯實(shí)后，再進(jìn)行頂板的混凝土澆筑，這樣就形成了一個(gè)完整的地下基礎(chǔ)。沉箱施工憑借其優(yōu)點(diǎn)有效地解決了河堤建設(shè)過程中的部分難題，比如高水位時(shí)，河堤基礎(chǔ)開槽會(huì)受到流沙的影響進(jìn)而無法成型、無法砌筑等問題。

1 沉箱的技術(shù)特點(diǎn)分析

沉箱，屬于深基礎(chǔ)的一種，是一個(gè)有頂?shù)珶o底的箱體結(jié)構(gòu)，被稱為“沉箱工作室”。沉箱的頂蓋會(huì)安裝一個(gè)氣閘，方便人員或者材料等進(jìn)出工作室，并且保證工作室內(nèi)有固定的氣壓。在施工的過程中，工人需要借助工作室內(nèi)的壓縮空氣，防止地下水滲入，便于在室內(nèi)挖土，使沉箱能夠逐漸下沉。在下沉的過程中需要澆筑混凝土，當(dāng)其達(dá)到相應(yīng)的深度之后，再用混凝土將整個(gè)工作室填實(shí)，讓沉箱能夠真正成為重型構(gòu)筑物的基礎(chǔ)，如橋墩、河堤、設(shè)備等。

2 沉箱施工的具體施工技術(shù)

以廣州某?？诘暮拥朗┕槔?，由于該施工的實(shí)際地點(diǎn)在河道的入?？谔?，且施工時(shí)間段的河道內(nèi)具有非常高的水位，因此在開挖時(shí)就出現(xiàn)了非常多的流砂導(dǎo)致基槽開挖無法達(dá)到應(yīng)有的水準(zhǔn)，因此，經(jīng)過一番設(shè)計(jì)之后決定使用沉箱基礎(chǔ)進(jìn)行施工。

2.1 沉箱的結(jié)構(gòu)要求

沉箱的外部是長方體，每一個(gè)沉箱的規(guī)格均是6.40m×3.20m×2.20m，并且在內(nèi)部設(shè)置一道隔墻，讓每一沉箱能夠形成對(duì)稱并筒。隔墻在沉箱當(dāng)中的主要作用是方便工作人員控制挖土下沉，防止出現(xiàn)偏移、傾斜等現(xiàn)象，同時(shí)還能夠增強(qiáng)沉箱本身的剛度，減少撓曲力。沉箱的箱壁與隔墻的厚度大約在30 cm左右，當(dāng)沉箱下沉到設(shè)計(jì)的位置之后，箱內(nèi)將會(huì)開始回填粗砂與礫石，在夯實(shí)之后澆筑一個(gè)混凝土頂板用來承托上部的所有荷載，一般來講頂板的厚度在0.20m左右。

2.2 沉箱施工工藝

在沉箱施工中為了避免沉箱受損，要減少運(yùn)輸環(huán)節(jié)，在允許的條件下要在現(xiàn)場直接進(jìn)行沉箱的制作與施工，其施工工藝如下：

2.2.1 平整場地

在施工之前需要將回淤的基槽整體填平，等到場地平整之后需要用打夯機(jī)夯實(shí)，這樣能夠防止地基下沉造成的箱體破裂，之后再進(jìn)行人工鋪筑，大約為10 cm左右的礫石墊層，并且石徑要保證在2 cm以內(nèi)。

2.2.2 扎筋

扎筋環(huán)節(jié)至關(guān)重要。沉箱在未進(jìn)行二期澆筑時(shí)，需要進(jìn)行箱壁隔墻鋼筋現(xiàn)場扎綁，并且保證配筋相同，內(nèi)外兩層的鋼筋網(wǎng)片都要設(shè)置鋼筋連接件。

2.2.3 支模

沉箱內(nèi)膜與外膜要使用酚醛板，板間的拼縫需要用塑料膠條粘貼，并且板間的對(duì)面要粘貼上泡沫止水膠，防止混凝土在振搗時(shí)出現(xiàn)漏漿的現(xiàn)象。保護(hù)層需要用預(yù)制的M10水泥砂漿塊控制，讓漿內(nèi)外的模板都用對(duì)拉螺栓固定，而且要用腳手架鐵管將模板外側(cè)固定好。

2.2.4 混凝土澆筑

沉箱施工會(huì)受到場地的限制，因此需要使用商品性混凝土進(jìn)行澆筑。為了縮短施工期，需要在混凝土中加入早強(qiáng)劑以及減水劑。在施工現(xiàn)場，混凝土需要由攪拌車進(jìn)行水平運(yùn)輸，再由泵車將其運(yùn)輸入倉，使用插入式振搗其進(jìn)行垂直振搗，每一個(gè)沉箱在施工時(shí)都需要一次性、連續(xù)性的完成澆筑，防止施工縫的產(chǎn)生，但是每一個(gè)沉箱必須要用兩個(gè)井筒對(duì)稱、均勻地進(jìn)行澆灌，防止地基不勻引起箱體傾斜。

2.2.5 拆模

當(dāng)混凝土的強(qiáng)度達(dá)到75%左右，要拆除模板，但是要保證在拆除部分連接件之后，再由上到下水平將酚醛板拆除。但是，因?yàn)樵谥r(shí)，箱壁內(nèi)部的對(duì)拉螺栓沒有設(shè)置套管，因此在拆模之后只可以切斷對(duì)拉螺栓，無法回收利用。

2.2.6 混凝土養(yǎng)護(hù)

混凝土需要采用自然方式進(jìn)行保護(hù)，在拆模之后需要灑水并且覆蓋麻袋片的方式進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)，根據(jù)實(shí)際情況制定養(yǎng)護(hù)時(shí)間，此工程的養(yǎng)護(hù)時(shí)間為14 d。

2.2.7 除土下沉

在下沉沉箱的時(shí)候需要保證一次性下沉，避免二次下沉，這樣能夠簡化施工程序，最大限度地縮短作業(yè)時(shí)間。

2.2.8 在箱內(nèi)進(jìn)行填料

當(dāng)沉箱下沉至設(shè)計(jì)高程后需要復(fù)測沉箱的位置，如果發(fā)現(xiàn)沒有變化需要立即按照之前設(shè)計(jì)的要求，在箱內(nèi)填充適量的砂礫石，并且保證均勻性，每個(gè)沉箱都需要將兩個(gè)井桶內(nèi)部的填料高差控制在20 cm以內(nèi)，要不然可能會(huì)導(dǎo)致沉箱發(fā)生移位。

2.2.9 在箱蓋處進(jìn)行混凝土澆筑

在混凝土澆筑之前需要使用打夯機(jī)，在實(shí)箱內(nèi)部填出砂礫石，之后綁扎鋼筋，在完成之后再支起模板，并預(yù)制水泥砂漿塊作為控制保護(hù)層，使用平板振搗器進(jìn)行混凝土振搗。等到混凝土初凝后，需要人工進(jìn)行混凝土拉毛，方便與上部的漿砌石良好地結(jié)合，一般來講，混凝土在養(yǎng)護(hù)14 d之后，使用灑水加覆蓋麻袋片的方式養(yǎng)護(hù)。

2.2.10 下沉準(zhǔn)備

首先需要對(duì)混凝土的強(qiáng)度進(jìn)行檢查，看其是否達(dá)到百分百強(qiáng)度，否則不能進(jìn)行施工作業(yè)；對(duì)沉箱的外觀進(jìn)行檢查，看表面是否有破損存在；檢查沉箱的標(biāo)高、河槽水位等，并且依據(jù)勘測的結(jié)果制定下沉方案以及各類緊急應(yīng)急計(jì)劃，重點(diǎn)是要保證在下沉?xí)r，如果出現(xiàn)箱體偏斜等問題，能夠及時(shí)采取應(yīng)急措施進(jìn)行處理；對(duì)施工機(jī)械設(shè)備的性能進(jìn)行檢查，并且安排好備用設(shè)備，以備不時(shí)之需；在準(zhǔn)備期間還要確定臨時(shí)的廢土堆放處，保證廢土堆放處不能影響正常工序的銜接，保證沉箱工程能夠順利完工。

2.2.11 下沉方案的制定

下沉方案需要根據(jù)施工地點(diǎn)的實(shí)際情況制定，此工程的地段較為特殊，地下水以及流砂無法被順利排出，為了不影響建筑體的安全，需要采用不排水的除土下沉方式。為了提高沉箱下沉的速度以及精度，確定的設(shè)備是1m3的耐反鏟液壓挖土機(jī)。

2.2.12 施工的過程

主要施工過程，由挖掘機(jī)在沉箱的邊側(cè)進(jìn)行作業(yè)，在井筒內(nèi)取土，取出的土方要就近進(jìn)行堆放，箱壁基礎(chǔ)的土方會(huì)被不斷的挖空，那么沉箱就開始利用自重并且克服井壁的摩擦力下沉，直到達(dá)到設(shè)計(jì)高程為止。之后需要讓挖掘機(jī)停止進(jìn)行挖土，從而進(jìn)行下一個(gè)沉箱的下沉施工。

2.2.13 下沉過程中的注意事項(xiàng)

在下沉的過程中，需要進(jìn)行實(shí)時(shí)測量，并且要讓經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀同時(shí)使用，讓經(jīng)緯儀保證軸線的準(zhǔn)確，水準(zhǔn)儀保證高程的準(zhǔn)確，這樣能夠確定沉箱在下沉過程中不會(huì)發(fā)生傾斜或者移位的現(xiàn)象。當(dāng)沉箱下沉到設(shè)計(jì)高程之后還必須要繼續(xù)觀測沉箱的狀況，保證每一個(gè)沉箱在8 h內(nèi)的下沉量在10mm之內(nèi)。

3 結(jié)語

總之，沉箱施工主要依靠的是沉箱整體性較好、穩(wěn)定性較強(qiáng)的特點(diǎn)，能有效解決堤防建設(shè)中產(chǎn)生的砌筑難題，同時(shí)也縮短了相應(yīng)的施工周期，從根本上保證工程施工質(zhì)量。目前，我國在建設(shè)河道堤防時(shí)，應(yīng)當(dāng)高度重視沉箱施工的整體效果，在施工過程中對(duì)其進(jìn)行全方位的管理與監(jiān)控，這樣才能真正保證沉箱施工的整體水平，促進(jìn)河道工程的建設(shè)與發(fā)展。

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