港口工程沉箱預(yù)制施工與直接吊裝施工工藝

王俊杰 中交第三航務(wù)工程局有限公司廈門分公司

1.工程概況

本碼頭工程所用的沉箱總量為30 個(gè)，包含了15個(gè)接地沉箱，采取的是間隔布置的方式。單個(gè)沉箱重498.2t，所用材料為C40混凝土，關(guān)于沉箱的工藝參數(shù)如表1所示。

2.沉箱預(yù)制施工工藝

本次澆筑過程中，考慮到沉箱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采取的是分4層澆筑的方式，底層砼厚度2400mm，其余三層保持一致，均為3500mm。各層澆筑所用模板相同，采取的是4片外模+4片內(nèi)模相綜合的方式。

3.施工方法

3.1 模板工程

沉箱模板的構(gòu)成可分為四大部分，除內(nèi)、外模板以及施工平臺(tái)（可為澆筑施工作業(yè)提供支持）外，還有千斤頂裝置。考慮到分層預(yù)制所提出質(zhì)量要求，外模可分為兩部分，即底層以及標(biāo)準(zhǔn)層外模，對應(yīng)于內(nèi)模而言分類方法亦是如此。

3.1.1 千斤頂頂升沉箱工藝

搭建沉箱預(yù)制臺(tái)座，于該處施作預(yù)留孔洞（千斤頂位置），結(jié)束沉箱預(yù)制作業(yè)后便要將千斤頂穩(wěn)定置于預(yù)留孔洞上，在該設(shè)備的支持下達(dá)到沉箱預(yù)升的效果。（1）設(shè)置頂升混凝土，在其作用下可實(shí)現(xiàn)對荷載的有效傳遞，使其分布至地基各處，根據(jù)本工程實(shí)際情況，地基承載力達(dá)100kPa即可。（2）受力均勻，整個(gè)頂升作業(yè)時(shí)荷載都保持極為良好的均勻分布狀態(tài)，可消除局部荷載過大帶來的不良影響，避免不均勻沉降現(xiàn)象，確?；炷撩鎸拥耐暾?。

表1 沉箱規(guī)格、數(shù)量表

3.1.2 沉箱外模

根據(jù)本工程的沉箱設(shè)計(jì)要求，底層外模采取的是桁架式鋼模板，所用材料為厚6mm鋼板，所用模板高度為2640m，并為之增設(shè)操作平臺(tái)與欄桿。關(guān)于底外模的施工作業(yè)，采取的是墻包底工藝，砼底胎模處設(shè)置可調(diào)螺母，在其作用下可實(shí)現(xiàn)對底部的頂撐，同時(shí)在上部設(shè)置圓臺(tái)螺母，實(shí)現(xiàn)外模的緊固。

3.1.3 沉箱內(nèi)模

根據(jù)施工現(xiàn)場實(shí)際情況，適配底層與標(biāo)準(zhǔn)層內(nèi)模各1套，并利用內(nèi)框架形成穩(wěn)定的整體，模板面與倒角模板均為4片，加之1個(gè)吊裝架共同構(gòu)成。

關(guān)于砼澆筑施工作業(yè)，在此過程中形成的側(cè)壓力將會(huì)在內(nèi)模板面作用下傳遞至內(nèi)框架，從而達(dá)到內(nèi)模板各處受力均勻的效果；本內(nèi)模板突出特點(diǎn)在于拆裝便捷，不會(huì)出現(xiàn)墻體損壞等不良問題。

底層內(nèi)模高度設(shè)定為1850mm，將其穩(wěn)定置于砼支撐墩上。根據(jù)施工要求，內(nèi)模上部設(shè)置預(yù)留孔，主要目的在于為上層內(nèi)模托架定位支撐提供支持；各標(biāo)準(zhǔn)層所用的內(nèi)模板高度保持一致，均為3890mm，在托架支撐的作用下有效承重，將各內(nèi)模托架設(shè)置為活動(dòng)式結(jié)構(gòu)，將其置于吊裝架底平臺(tái)上。

3.1.4 模板安拆

基于門機(jī)起吊的方式順利完成模板的安拆作業(yè)。

（1）底層模板：采用千斤頂工法，直接鋪底層隔離板，安裝模板。（2）標(biāo)準(zhǔn)層模板：基于如下流程展開安拆作業(yè)：支?！鷿仓┕ぁ鹉?。值得一提的是，上述操作均遵循的是先內(nèi)模后外模的原則。

關(guān)于模板支立作業(yè)：沉箱內(nèi)墻上設(shè)置有預(yù)留孔洞，該部分可滿足吊裝架托架的支撐要求，基于活動(dòng)式頂撐裝置實(shí)現(xiàn)對模板底部的固定處理，并與砼表面達(dá)到完全接觸狀態(tài)，基于對拉件調(diào)整的方式有助于調(diào)整模板面垂度，使其與設(shè)計(jì)要求相符，結(jié)束所有隔墻鋼筋綁扎作業(yè)，確保上口拉條處于緊固狀態(tài)，有序安裝倒角模板與預(yù)埋件，做好上述工作后檢查內(nèi)模，要求其標(biāo)高、垂直度都滿足設(shè)計(jì)要求。

3.2 鋼筋工程

3.2.1 鋼筋加工

基于廠內(nèi)加工的方式處理鋼筋，以分層長度為準(zhǔn)合理下料，相較于原材料長度，若實(shí)際施工中鋼筋制作長度大于該值，需通過對焊的方式接長。

3.2.2 鋼筋綁扎

遵循如下流程有序完成底層鋼筋的綁扎作業(yè)，具體有：測量放線→鋼筋綁扎（底板與下層）→設(shè)置墊塊→鋼筋綁扎（架立筋→上層鋼筋→隔墻鋼筋→外墻鋼筋）。需注意的是，針對底層鋼筋展開綁扎作業(yè)時(shí)，需在底胎模上完成。

3.2.3 分層鋼筋搭接的施工方法

本次沉箱預(yù)制作業(yè)時(shí)，采取的是分層預(yù)制的方法，依然基于分段綁扎的方式處理豎向鋼筋，設(shè)置搭接接頭。需注意的是，鋼筋搭接長度應(yīng)得到合理控制，至少要達(dá)到最小錨固長度的1.2倍。

3.3 砼工程

3.3.1 砼澆筑工藝

所用材料為商品混凝土，采取攪拌車運(yùn)輸，隨后在泵車的支持下泵送入模。整個(gè)澆筑過程可分為4層，考慮到縱橫隔墻的影響，在實(shí)際澆筑過程中需要遵循既定的路線移動(dòng)，避免砼澆筑過程中模板移動(dòng)現(xiàn)象。

3.3.2 施工縫處理

采取的是分層施工的方式，因此各層之間將形成結(jié)合面，為確保此部分質(zhì)量，各層砼澆筑過程中若快要到達(dá)頂面，便要及時(shí)清理浮漿，檢測混凝土的狀態(tài)，當(dāng)發(fā)生初凝但尚未終凝時(shí)，需對該處沖刷，此舉的目的在于清除表層砂與浮漿，經(jīng)此操作后石子外露高度至少達(dá)到1/3，若要展開后續(xù)澆筑施工，需將施工縫清理干凈。

3.3.3 砼養(yǎng)護(hù)

本工程實(shí)行的是噴水養(yǎng)護(hù)的方式，結(jié)束拆模后便要隨即展開養(yǎng)護(hù)作業(yè)，為全面確保沉箱質(zhì)量，現(xiàn)場應(yīng)安排專員負(fù)責(zé)，且在施工前的技術(shù)交底工作也必不可少，以免養(yǎng)護(hù)過程中出現(xiàn)不當(dāng)之處。

3.4 沉箱安裝技術(shù)

以現(xiàn)場情況為準(zhǔn)，起重船在高水位時(shí)刻就位進(jìn)行沉箱掛鉤工作，人工通過掛籃進(jìn)行吊裝點(diǎn)穿插工作，將鋼制插銷通過沉箱吊孔與吊裝受力帶連接；吊裝受力帶綁定及鎖好保險(xiǎn)后進(jìn)行沉箱試吊，受力穩(wěn)定后起重船移位至沉箱安裝區(qū)域前沿就位。沉箱通過通水孔灌水下沉，保持起重船吊力在穩(wěn)定水平。結(jié)合現(xiàn)場作業(yè)情況，以潮水漲落為準(zhǔn)確定合適的沉箱干舷高度，伴隨水量的不斷提升，在某一時(shí)刻將達(dá)到合適的干舷高度，此時(shí)通水孔流量不斷下降，使用水準(zhǔn)儀檢驗(yàn)沉箱，明確沉箱的前后沿高差情況，應(yīng)與基床一致。等潮水退至合適水位，將沉箱移至安裝位置進(jìn)行試裝，使用GPRS-ATK檢測，準(zhǔn)確掌握沉箱前后沿的高差，采取合適的調(diào)整措施，保證沉箱在合適的位置進(jìn)行安裝。

4.吊裝工藝

①吊籃搭設(shè)方案實(shí)際現(xiàn)場施工中，為了推動(dòng)沉箱安裝能順利展開施工，吊運(yùn)安裝方式可依據(jù)總體平面規(guī)劃布置及實(shí)際現(xiàn)場條件在局部工作區(qū)域內(nèi)，遵循與業(yè)主協(xié)商的原則進(jìn)行部分調(diào)整，以確保施工能服從整體工程部署，有利于提高安裝的效率并節(jié)約成本。②吊籃安裝過程中注意工作中的自檢和互檢，并重點(diǎn)檢查與吊具連接處每根鋼絲繩有4個(gè)卡扣，要特別注意各連接點(diǎn)的螺栓和保險(xiǎn)是否齊全和牢固。③選擇合適的吊具、索具和吊點(diǎn)的位置、個(gè)數(shù)以及綁扎的方法。綁扎即用吊、卡環(huán)等索具保證設(shè)備、構(gòu)件在起吊中不發(fā)生永性變形或斷裂，綁扎要牢固并便于安裝。④起吊與就位。起吊過程中要保證物件在空中起落、旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)。事先在物件上系一根或幾根溜繩，以避免物件轉(zhuǎn)動(dòng)，并控制其按要求的方向吊移，不可傾斜繩索。就位時(shí)用目測或線錘對物件的平面位置與垂直度進(jìn)行初步校正以縮短整個(gè)安裝過程的時(shí)間。⑤吊籃安裝完畢后，經(jīng)安全、技術(shù)驗(yàn)收合格后，再報(bào)監(jiān)理驗(yàn)收合格后，與監(jiān)理簽署驗(yàn)收確認(rèn)單，即可交付使用。將鋼絲繩通過吊鉤及吊架的吊點(diǎn)鎖定，保證安裝過程中安全狀態(tài)可控。

5.結(jié)束語

現(xiàn)代化港口工程中，沉箱預(yù)制是極為重要的工序，但對技術(shù)水平提出較高要求。對此，需從實(shí)際情況出發(fā)，選擇合適的預(yù)制與吊裝方法，有序展開各環(huán)節(jié)施工作業(yè)，全面確保整體質(zhì)量，為港口航道工程的發(fā)展提供支持。