重力式码头沉箱施工技术论文

重力式码头沉箱施工技术的探讨

【摘要】本文结合沉箱重力式码头工程的施工实践，对重力式码头沉箱施工技术进行了的探讨。

【关键词】重力式码头；工程施工；沉箱预制；沉箱安装

重力式结构码头是我国分布较广、使用较多的一种码头结构型式,沉箱预制是沉箱码头墙身结构分部工程的一个主要分项工程，其预制质量直接影响到码头的整体质量和单位工程的质量评定等级。随着水运事业的发展、深水泊位建造日趋增多，沉箱预制逐渐向高大发展。本文结合沉箱重力式码头工程的施工实践，对大重力式码头沉箱施工技术进行了的探讨。

1.重力式码头工程施工

1.1基槽开挖

基槽开挖施工中可用6到8立方米抓斗式挖泥船进行开挖，所挖淤泥抛至预留区，其余材料如砂、粉质粘土、全风化花岗岩、强风化花岗岩可用于陆域回填。由于基槽施工是本工程的先行工序，施工时应投入足够的施工力量，在较短的时间内完成部分基槽，为抛石基床施工创造开工条件。对部分较硬的强风化岩层泡水数天后开挖，同时加大抓斗重量、采用冲击棒碎岩等方法，厚度较大的强风化岩应进行炸礁。开挖石渣可用于工程后方作回填料。

1.2 基床抛石、夯实及整平

基床抛石采用10到100kg块石，要求石料含泥量小于百分五，级配良好，无锈斑、片状含量低，石料饱水抗压强度大于等于50mpa。

基床夯实采用重锤夯实法，锤重5吨，设有泄水孔，夯击能不小于150kj。基床夯实质量是工程重点控制项目。基床整平建议采用三条控制钢轨，整平质量要求按水工相关规范执行。

1.3码头主体位移和沉降变形的处理

重力式码头主体和其后的填筑材料发生位移、沉降变形的原因有很多方面，可能与基槽底土质有关；施工时与基槽内沉积回淤物厚度和含水率大小有关；与基床施工厚度均匀性及夯实的密实度情况有关；码头前沿局部挖泥超深过大，会严重影响局部码头位移前倾，危及码头安全；施工期码头后边吹填或回填速度过快，也会影响码头墙身位移或倾偏；倒滤层级配不良以及设计的不合理都会引起码头区域的位移与变形。码头前沿轨间混凝土大板也必将跟着发生位移、沉降，导致积水发生。并且，由于轨间混凝土大板往往设计有配筋和护边角钢，混凝土强度也较高，因而翻修非常困难。

为防止轨间混凝土大板发生位移和沉降，可先不做混凝土大板，而是先做成铺砌面层，待码头主体和其后的填筑材料位移、沉降趋于稳定后再拆除铺砌面层做混凝土大板。或者与营运单位沟通后，考虑到使用要求和对装卸生产作业的影响，省略混凝土大板。

1.4 轨道位移和沉降的预防

重力式码头发生位移、沉降是难免的，而且，进度越快，后期位移、沉降越大。施工前轨位于码头胸墙上，是跟着码头主体一起发生变化的。后轨轨道梁由于距码头主体太近，地基处理不能采用夯实的方法，如果采用桩基不可行(如需穿过大量的抛填棱体和倒

滤层)，则后期沉降会是非常大的，实践表明，最大累计可达40cm 以上，因而，对这一问题必须认真对待。

当后轨轨道梁正下方位于抛填棱体和倒滤层断面范围以外，或只是穿过抛填棱体和倒滤层坡脚处时，后轨轨道梁宜采用桩基。对于既不能夯实又不能打桩的后轨轨道梁，可采取以下措施：（1）考虑到建成后装卸生产期间轨道调整的施工难度和造成的损失，经过综合技术经济比较后，将沉箱宽度加大，使后轨轨道梁正下方投影全部或大部分位于沉箱或卸荷板上。

（2）分析前后轨的位移、沉降变化趋势，施工码头面层和后轨轨道梁时预留合适的位移、沉降量。在保证设备正常安装和运行安全前提下，后轨预留沉降量越大越好。为使前后轨轨距在发生位移变形后能够调整为正常使用的轨距，宜加大轨道槽宽度，同时，锚碇台座宽度、防风拉索间距也宜适当加大。

（3）如果预测到将来轨道重新调整不可避免，就应采用容易进行调整施工的轨道型式，而不应采用非常不容易进行调整施工的轨道型式（如将钢轨焊接联成整体、钢轨下的钢垫板通过胶泥与轨道梁粘接牢固的型式）。

2.大型沉箱预制施工的问题及处理

2.1拆除第一块沉箱第一层模板后,发现沉箱前趾斜面气泡太多,并且有部分砂线

原因分析:前趾斜面模板全封闭,砼振捣因难,振捣不密实,气泡未排出。

整改措施:(1)将前趾斜面模板开4个空窗口,便于砼振捣;(2)用降低水灰比,减少砼坍落度克服水线等缺陷;(3)强调模板涂脱模时要均匀,拆除后对模板表面进行清理;(4)顶面处砼采用二次振捣,要在砼初凝前再振捣一次,克服表面松顶、粘皮的现象。

2.2 第一、二块沉箱底部有部分麻面、漏浆现象

原因分析:底模地脚螺栓产生偏移,出现跑模现象。

整改措施:(1)固地脚螺栓,每30cm长打一个地脚螺栓,加密一排撑杆;(2)在距模板底10cm左右,增加一排地脚螺栓,增加一排撑杆;(3)底层砼浇筑完毕后,在浇筑墙身砼时适当控制砼浇筑速度,每隔15min泵送一次砼,加强砼振捣,在砼面超过85cm以后,再按正常进行浇筑;(4)浇筑砼中,必须在模板工值班,随时检查模板支撑情况防止漏浆现象。

2.3第一、二块沉箱表面气泡较多

原因分析:砼分层下料不均匀,振捣不密实,振捣时间不够,气泡未排出,停在模板表面形成。

整改措施:(1)每侧下料点分4处下料,分层厚度控制在40cm以内;(2)在振捣分间距振捣,每隔30cm振捣一次,棒头插入下层砼

10cm,振捣时间控制在15s左右,并用手电筒仔细观察砼振捣时表面气泡出现的情况,适当调整振捣时间,至排除气泡为止;(3)在刷脱模剂时脱模剂要刷均匀。

2.4 受施工场地限制,沉箱养护14d后就要起吊。

措施:为了满足起吊时对强度的要求,采用具有减水性质的泵送

剂,以提高砼的早期强度,在预制初期,选用强度较稳定的砼配合比,试验了不同龄期的砼试块抗压强度(与沉箱同条件养护),以确保起吊日期的强度。从积累3d砼龄期的砼试块抗压强度来看,基本上达到设计强度的70%。砼的28d抗压强度远远高于设计强度c30mpa。

2.5砼倾落高度超过了规范要求的2m

措施:(1)为防止砼离析,考虑沉箱壁厚较薄,拉盘与对拉螺杆多,设溜槽、串筒困难,选用软管下到模板内进行浇筑;(2)通过掺加适量的粉煤灰来改善砼的和易性,浇筑砼分层厚度控制在40cm内(允许厚度50cm),用插入式振动棒振捣,插入下层5cm以上,保证上下层砼结合成整体。

3.沉箱安装

3.1安装工艺流程如下图1所示

图1沉箱安装工艺流程示意图

3.2 沉箱安装

3.2.1沉箱安装顺序

沉箱安放顺序：与基床抛石、夯实的顺序相同，即从码头与引桥相接处第1个沉箱开始。基床整平一段安装一段，以防回淤。

3.2.2沉箱安装方法

沉箱安装：沉箱安装采用方驳进行定位，以锚缆拖带的方式进行调整沉箱的位置。沉箱调整就位后，往沉箱前后隔舱内均匀注水，使沉箱下沉。沉箱安装分为粗安装装和精安装装两个步骤。

（a）粗安装：