關于重力式碼頭沉箱預制施工質(zhì)量控制的分析

韋培源

（廣西路建工程集團有限公司，廣西南寧 530001）

0 引言

自改革開放以來，我國海運及河運事業(yè)發(fā)展如日中天。海運及河運經(jīng)濟發(fā)展，離不開碼頭建設與運營，由此可見碼頭建設的重要價值。長期以來受到經(jīng)濟效益觀念影響，各地區(qū)在進行碼頭建設時，過于追求經(jīng)濟效益，對于碼頭工程建設品質(zhì)則比較忽視，往往會導致嚴重后果，不僅會留下安全隱患，還會導致安全事故發(fā)生。沉箱預制施工質(zhì)量控制，直接關系到碼頭工程建設品質(zhì)，關系到后期工程社會效益及經(jīng)濟效益發(fā)揮。本文基于某?？陔姀S配套碼頭3.5 萬噸級泊位擴建工程，主要闡述重力式碼頭沉箱基本特點，探討重力式碼頭沉箱預制施工質(zhì)量控制策略，為相關施工單位，在重力式碼頭沉箱預制施工質(zhì)量控制方面，提供相關經(jīng)驗參考依據(jù)。

1 工程概況

某海口電廠配套碼頭3.5 萬噸級泊位擴建工程，工程擴建段碼頭長41.76m，采用3 件沉箱連片式重力結構布置，沉箱均為預制C40 鋼筋混凝土結構，共計3件，2 種型號（A 型沉箱和B 型沉箱），總方量為1667.91m3。

A 型沉箱尺寸為長15.12m×寬12.17m×高15.8m，縱向設4 個艙格，橫向設3 個艙格，每個艙格尺寸為3.455m×3.34m，碼頭前沿前趾長1m，前沿外墻壁厚0.4m，其他三面外墻壁厚0.35m，隔墻厚0.2m，底板厚0.5m，倒角0.2m×0.2m，單件沉箱混凝土方量578.03m3，重為1445t，鋼筋用量100.84t。

A 型沉箱結構如圖1、圖2 所示。

圖1 A 型沉箱結構斷面圖

圖2 A 型沉箱結構俯視圖

B 型沉箱尺寸為長13.24m×寬14.15m×高15.8m，縱向設3 個艙格，橫向設3 個艙格，每個艙格尺寸為4.0m×4.0m，碼頭前沿前趾長1m，前沿外墻壁厚0.4m，其他三面外墻壁厚0.35m，隔墻厚0.2m，底板厚0.5m，倒角0.2m×0.2m，單件沉箱混凝土方量544.94m3，重為1362t，鋼筋用量97.92t。B 型沉箱結構如圖3、圖4 所示。沉箱示意圖如圖5 所示。

圖3 B 型沉箱結構斷面圖

圖4 B 型沉箱結構俯視圖

圖5 沉箱

2 重力式碼頭沉箱基本特點

重力式碼頭沉箱是重力式碼頭生產(chǎn)運營的重要組成，具有高度高、平面尺寸大、單體重量大的特點，可以實現(xiàn)一次性安裝出水，而且施工速度非?？焖佟Ｅc此同時，重力式碼頭沉箱具有薄壁且空腹有底層結構的特點。重力式碼頭沉箱一般在預制現(xiàn)場進行預制。預制好的重力式碼頭沉箱，通過半潛駁海上運輸，直接運輸至施工現(xiàn)場。對于運輸?shù)浆F(xiàn)場的重力式碼頭沉箱，則需要借助起重機或者平板駁等設備進行現(xiàn)場安裝[1]。

3 重力式碼頭沉箱預制過程控制

3.1 控制原材料品質(zhì)，精細化配合比把控，保證工藝合理性

沉箱是深基礎類型結構，多用于碼頭、防波堤。它是一種有底的箱型結構，內(nèi)部設置隔板，可在水中漂浮，可通過調(diào)節(jié)箱內(nèi)壓載水控制沉箱下沉或漂浮。施工時在箱內(nèi)填充砂或塊石，然后頂部加蓋板封頂，形成主體的承重和立墻結構，是一個有頂有底的箱形結構。頂蓋上裝有氣閘，便于人員、材料、土進出工作室，同時保持工作室的固定氣壓。在進行重力式碼頭沉箱預制施工時，要嚴格把控好原材料品質(zhì)，要做到貨比三家且選擇有資質(zhì)的供貨單位，既要注重性價比，也要注重品質(zhì)。根據(jù)沉箱高度高、鋼筋密度大和混凝土量大等特點，為保證混凝土振搗質(zhì)量、沉箱的尺寸和施工可行性，還要計算好原材料的精細化配合比把控，嚴格檢測砂、碎石含水率，根據(jù)含水率變化隨時調(diào)整施工配合比。選擇適宜且先進的施工工藝，保證重力式碼頭沉箱預制施工品質(zhì)的有效提升。

3.2 降低水灰比，強調(diào)脫模均勻性，充分進行二次振搗

在進行重力式碼頭沉箱預制施工過程中，往往會發(fā)現(xiàn)沉箱前趾氣泡過多現(xiàn)象，而且還會出現(xiàn)部分砂線。究其原因，主要是前趾模板振搗困難，振動不密實不緊致，以及前趾斜面模板全封閉而導致的。鑒于此種問題，降低水灰比，強調(diào)脫模均勻性，充分進行二次振搗，是減少以上問題出現(xiàn)的重要舉措。首先，要將前趾斜面板進行窗口開通，一般要保持4 個空窗口開通，這樣更加便于混凝土振搗工作開展。其次，要適當降低水灰比，要減少混凝土落度，從而克服水線等問題和缺陷。再次，要實現(xiàn)模板涂抹均勻性，保證涂抹的勻度和厚度。即便是拆除以后也要及時對模板表面進行清潔處理[2]。最后，要在頂面上根據(jù)需要進行二次振搗，尤其要在混凝土初凝時，再次進行振搗，這樣可以克服表面的松頂和粘皮現(xiàn)象。

3.3 控制底模地腳螺栓，避免麻面、漏漿及跑模現(xiàn)象

重力式碼頭沉箱預制施工中，沉箱底部往往會出現(xiàn)漏漿和麻面現(xiàn)象。從沉箱預制施工實踐中發(fā)現(xiàn)，這種問題現(xiàn)象出現(xiàn)的根源，主要與底模地腳螺栓偏移以及跑?，F(xiàn)象相關。為此，解決麻面、漏漿及跑模問題，重點從如下4 個方面入手：①沉箱預制施工過程中，要固定好地腳螺栓，要嚴格按照技術標準進行地腳螺栓施工。一般而言，要保證地腳螺栓的間隔距離在30cm 左右，若有需要還可以加密一排撐桿進行固定[3]。②在距離沉箱模板底部約10cm 處，增加一排的地腳螺栓，同步增加一排撐桿加以固定。③沉箱底部混凝土澆筑完成以后，則適當控制好混凝土澆筑速度，要保持每隔15min就要進行送混凝土一次，加強混凝土振搗工作。當混凝土面超過85cm 以后，則需要嚴格按照正常的需要進行澆筑。④在進行筑混凝土過程中，必須要提前安排好模板工值班工作，要密切監(jiān)視及檢查模板支撐狀況，防止漏漿問題現(xiàn)象發(fā)生。

3.4 下料點分處下料，合理控制振搗時間，利用脫模劑均勻粉刷

在進行沉箱預制施工下料時，施工人員要進行每側分處下料。一般而言，每測下料點要分4 處進行下料，而且下料分層厚度要保持在40cm。下料結束后要及時進行振搗，要對沉箱預制進行分間距振搗，盡量做到每隔30cm 振搗一次，以此來提高沉箱預制的厚實度。將棒頭直接插入下層混凝土10cm 左右處，保證振搗的控制時間在15～20s 左右。在振搗的過程中，要借助手電筒進行混凝土振搗觀察，看是否會有氣泡產(chǎn)生[4]。如若有則需要適當延長振搗時間，直至泡沫排出為止。對于振搗結束且合格的沉箱，要在沉箱表面處刷脫模劑進行防護，這樣可以進一步提高沉箱預制施工品質(zhì)和效益。沉箱預制時需設置操作平臺，在下層混凝土澆注時，在混凝土墻身外側預埋圓臺螺母，可以搭設外工作平臺，在混凝土墻身內(nèi)側預埋鋼盒，利用伸縮桿形成下平臺，用于上層鋼筋綁扎及上層模板的安裝，在內(nèi)模支架鋪木方和膠合板作為混凝土澆注平臺。

3.5 做好沉箱施工過程，保證混凝土的抗壓強度

在進行沉箱預制施工時，要充分考慮到現(xiàn)場施工場地需要。如果是施工現(xiàn)場場地限制較大，則為了滿足出運時對強度的要求，需要采用具有減水性質(zhì)的泵送劑，以提高混凝土的早期強度。在預制初期，選用強度較穩(wěn)定的混凝土配合比，試驗了不同齡期的混凝土試塊抗壓強度，以確保起吊日期的強度。從積累3d 混凝土齡期的試塊抗壓強度來看，基本上達到設計強度的70%。混凝土的28d 抗壓強度遠遠高于設計強度C40MPa。沉箱整體分層進行澆筑時，分層處留施工縫，接縫處要按規(guī)范要求進行鑿毛處理，混凝土澆筑前應在接縫處先鋪一層厚度為1～2cm 的水泥砂漿。每層沉箱混凝土進行澆筑時要分層進行，高度要均勻上升，分層厚度應小于50cm，相鄰混凝土面高差應控制在一層以內(nèi)[5]。

當采用滑模施工工藝時，在進行墻身滑模前，底座與滑模墻身的接茬處的混凝土需要進行鑿毛施工縫處理?；炷翝沧⒅辆嚯x滑模模板上口約20cm 時，用回彈儀對澆注滑升模板內(nèi)第一層的混凝土式樣進行強度檢測，當試件強度達到0.2MPa 左右時，可進行初升。提升模板1～2 行程后，對出?；炷吝M行全面檢查，并做好記錄。當出模混凝土符合要求后，繼續(xù)再滑升，并調(diào)平模板，進入正常滑升階段。初升后進入正?；A段?；炷练只铱刂圃诨０迳峡谝韵?0cm 左右。要使各部分混凝土分灰均勻，大致在同一個平面上。按順序及時振搗，防止漏振、過振。模板滑升速度按混凝土的出模強度控制滑升速度：

式中：V——模板滑升速度；H——模板高度m；h1——每個澆灌層厚度；a——混凝土滿層后，其表面到模板上口的距離，取0.10m；T——混凝土達到出模強度所需的時間。

3.6 做好施工過程沉箱混凝土養(yǎng)護

沉箱滑模施工時，沉箱混凝土外墻采用針孔PVC管淋水養(yǎng)護，在滑升一定高度后即可開始，保證構件潮濕養(yǎng)護14d，內(nèi)隔墻采用涂刷養(yǎng)護液養(yǎng)護。當采用爬?；蛑７謱蝇F(xiàn)澆時，則在模板拆除后及時進行養(yǎng)護，保證構件潮濕養(yǎng)護14d。

4 結語

綜上所述，進入21 世紀后，隨著社會主義市場經(jīng)濟的繁榮，我國沿海港口事業(yè)發(fā)展日益迅猛。新時期我國碼頭正在朝著大型化、深水化方向發(fā)展。也正因為如此，使得沉箱重力式碼頭在各地區(qū)港口普遍應用。沉箱重力式碼頭，具有其自身特有的優(yōu)勢和特點，對于大型沉箱使用率越來越高。隨著市場化需求不斷提升，大型沉箱在朝著大體量大體積和大重量的大型化方向發(fā)展。強化重力式碼頭沉箱預制施工質(zhì)量控制，將會是新時期重力式碼頭沉箱預制的關鍵。