套箱法水下混凝土施工工藝

劉亮+李洪濱

摘 要：套箱法水下混凝土施工工藝較常規(guī)工藝比，更安全、環(huán)保、優(yōu)質(zhì)、高效、低耗，是傳統(tǒng)現(xiàn)澆水下混凝土施工技術(shù)的一項重大突破，對提高水下混凝土施工水平具有重要意義，同時也具有巨大的社會效益和經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：套箱法 水下混凝土澆筑 效益

1.引言

山東省某海島需要新建碼頭，碼頭采用現(xiàn)澆水下混凝土結(jié)構(gòu)，共分七段，標準段平面尺寸為10×8m，頂標高+3.0m?，F(xiàn)澆水下混凝土最大底標高-6.2m，最小-1.9m，地勢起伏較大。水下混凝土模板支設(shè)較困難，混凝土供應較困難，施工難度較大。

針對上述問題，本論文提出了套箱法現(xiàn)澆工藝，解決了現(xiàn)澆水下混凝土鋼模板支設(shè)困難，穩(wěn)定性差，船舶無法靠泊作業(yè)，模板支拆作業(yè)周期長等難題。

2.工藝特點

2.1利用混凝土套箱自穩(wěn)性替代鋼模板，增強施工安全性與便利性

混凝土套箱具有較大的自重力，在水中同等迎流面的情況下，不會因現(xiàn)場海況與船機的影響而發(fā)生位移、浮動現(xiàn)象，具有一定的自穩(wěn)性，不需要在現(xiàn)場水域布設(shè)錨具進行錨索固定，具備簡易靠泊施工船舶的條件，增加了施工的便利性與安全性。

2.2混凝土套箱可與設(shè)計結(jié)構(gòu)融為一體，減少拆模周期，提高工效

混凝土套箱即可作為模板使用，也可與設(shè)計結(jié)構(gòu)融為一體，采用與主體同一標號混凝土進行套箱預制，澆注混凝土后與設(shè)計結(jié)構(gòu)融為一體，增加了水下混凝土的表觀質(zhì)量，同時，與原設(shè)計結(jié)構(gòu)一體澆注，減少模板的二次拆除維護，提高了工效。

2.3混凝土套箱較鋼模板安全環(huán)保

混凝土套箱在設(shè)計時與主體混凝土同標號處理，在強度、防腐、抗凍方面可一次性滿足設(shè)計要求，預制完成后一次吊裝到位，同時也避免鋼模板在海水環(huán)境下生銹及使用模板油產(chǎn)生環(huán)境污染。

2.4套箱封底完成后，即可進行抽水干施工，減少施工成本

采用無底套箱法施工，待水下混凝土澆注套箱封底完成后，即可進行抽水干施工，節(jié)省了水下混凝土原材料絮凝劑的費用，節(jié)省了施工成本。

3.施工工藝流程及操作要點

施工工藝流程：施工準備→套箱預制、運輸→套箱基礎(chǔ)處理→套箱安裝→套箱底部封堵處理→澆注封底水下混凝土→抽水進行混凝土干施工

3.1施工準備

（1）對碼頭基礎(chǔ)范圍內(nèi)的礁巖進行掃海探摸確定是否有淤泥存在，探明基礎(chǔ)巖面標高與設(shè)計標高差異及有無突變情況，以確定水下混凝土套箱尺寸。

（2）套箱尺寸及結(jié)構(gòu)的確定

結(jié)合地質(zhì)探摸情況，基巖面標高變化較大，套箱深度需根據(jù)基巖面標高做出適當調(diào)整。現(xiàn)澆水下混凝土設(shè)計共分七段，第一段為異型段采用鋼模板，其余各段為10×8m，采用混凝土套箱模板。各段間留置2 0 m m沉降縫，套箱安裝施工按由低到高的順序進行，為保證插縫套箱安裝順利，套箱縫寬定為100mm。

套箱采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，在構(gòu)件預制場內(nèi)分兩層預制成型，達到強度后整體吊裝。套箱壁厚300mm，墻間設(shè)300×300mm的加強角，套箱底腳設(shè)內(nèi)趾，趾寬300mm，高度500mm，內(nèi)趾與墻間設(shè)300×300mm的加強角，具體見圖1。

經(jīng)核算，套箱配筋采用HRB400螺紋鋼筋，豎向筋采用Φ1 0 m m鋼筋，水平筋及拐角加強筋采用Φ12mm鋼筋。

（3）套箱吊裝方式確定

套箱為混凝土薄壁結(jié)構(gòu)，尺寸較大，為保證套箱吊裝安全，套箱設(shè)置八個吊點，并設(shè)置專用吊裝架進行吊裝。吊裝架采用復合[25b型槽鋼進行焊接，八點吊模式進行設(shè)計。吊架尺寸具體如圖2。

吊裝采用4根直徑Φ56.5mm鋼絲繩，長度為13.03m；4根直徑Φ52mm鋼絲繩，長度12.4m，吊裝架下方與套箱采用8根雙股Φ36.5mm鋼絲繩進行連接，長度3.6m。

3.2套箱基礎(chǔ)找平

采用墊塊+麻袋混凝土的方式進行基礎(chǔ)找平，以減少風浪對底部結(jié)構(gòu)的危害。墊塊采用1 0 0 0×1 5 0 0×1 0 0 0 m m+1000×1000×300mm兩種規(guī)格混凝土墊塊四角支墊方式，其余位置均采用麻袋混凝土進行找平，墊塊混凝土標號取C30。套箱基礎(chǔ)找平完畢后，選用200噸起重船進行吊裝。

3.3套箱底部封堵處理

套箱安裝完成后，潛水員進行水下堵縫處理，水下堵縫材料：套箱前后沿以噸袋裝碎石配一布一膜為主，一布一膜鋪設(shè)在噸袋內(nèi)側(cè)主要解決噸袋之間小的縫隙，防止混凝土澆筑時漏漿。套箱與套箱之間縫隙采用水下鋼模板封堵，下部通過外部吊放4t長條混凝土塊進行固定。

3.4澆注水下混凝土

混凝土采用簡易拌和船進行拌和與澆注。在自航平板駁上將50強制式拌和站、地泵、12m布料桿進行改造組裝，設(shè)置骨料倉，水泥采用袋裝水泥，拌和船混凝土原材料由專用運輸船供應。

水下混凝土采用方駁吊機配漏管的方式進行澆注，當套箱封底完成后可以采用抽水澆注模式，減少絮凝劑的使用，節(jié)省費用的同時，也提高混凝土澆注質(zhì)量。

4.結(jié)語

（1）在起伏不定的基巖上采用無底套箱作模板，由起重船配吊裝架吊扶安裝，套箱底部由預制混凝土墊塊找平四角標高，成功解決了水下基巖標高起伏變化大水下混凝土模板支設(shè)困難的難題，利用混凝土套箱自穩(wěn)性減少模板抗浮、抗滑移現(xiàn)象，提高了模板在風浪中的穩(wěn)定性，降低了作業(yè)安全風險。

（2）套箱法施工有效避免了模板的水下支立、拆除作業(yè)，大大減少了潛水作業(yè)強度和臺班，縮短了工期。采用無底套箱法施工，待水下混凝土澆注套箱封底完成后，即可進行抽水干施工，減少了水下混凝土原材料絮凝劑的使用。

（3）混凝土套箱在設(shè)計時與主體混凝土同標號處理，在強度、防腐、抗凍方面可一次性滿足設(shè)計要求，提高了混凝土表觀質(zhì)量，套箱預制完成后一次吊裝到位，套箱密封性好不漏灰跑漿，無需除銹、涂刷模板油，減少環(huán)境污染。

（4）在甲板駁上將拌合站與地泵以及布料桿進行組合改造成簡易拌和船，解決了混凝土長途運輸質(zhì)量不受控的難題。

參考文獻：

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