港口工程建设沉箱预制吊装施工技术

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摘要：港口航道工程建设规模日益扩大，沉箱施工为重点内容，主要涵盖预制和吊装两个环节。为充分发挥出沉箱在工程中的应用优势，需以现场情况为立足点，在预制和吊装环节采取相适应的施工技术，切实保证沉箱的施工质量，为港口工程其他建设工作的开展创设良好的条件。本文结合某港口工程，先探讨了沉箱预制施工技术，包括模板施工、钢筋施工、混凝土施工等，进而对沉箱吊装施工展开研究，最终取得了良好的施工效果。

关键词：港口工程；沉箱预制；吊装施工

1工程概况

某港口工程码头长度221．1m，设60m级和100m级巡逻船舶各1个，作业区宽度20m。码头施工采用的是尺寸为10m（长）×6．8m（宽）×7．2m（高）的沉箱，单座沉箱重量约305．4t，总量为22个，在施工现场统一呈“一”字型布置，预制和吊装是沉箱施工的两大关键环节。

2沉箱预制施工技术

2．1模板施工技术

2．1．1模板设计模板组成包含两部分，即外模和内芯模。1）外模。结构组成包含钢模板、螺栓板、竖向桁架等。不同结构形式的沉箱所对应的模板组成方法各异，方形沉箱含4片整体模板，圆形沉箱则普遍以2片居多。外模应具有稳定性，因此，可利用M24对拉螺栓将其稳定在上口处，并在下口设置M24高强螺杆和圆台螺母；模板安装期间将形成竖向拼缝，该部分的处理采用的是阴阳榫工艺，确保相邻模板可稳定连接。关于模板拼装图如图1所示。2）内芯模。结构组成以钢模板和竖向桁架为主，其中每套模板分别对应有12片芯模，各芯模则分别由4片芯模板稳定连接而成。上、下口分别设置的是M24对拉螺栓、活动底盘顶丝。

2．1．2模板安装全面清理预制沉箱平台上的杂物，恢复至洁净状态后，以设计图纸为准，在前壁、侧壁等处测量放线；在沉箱底胎处均匀刷涂模板油，若放线结果无误，则在该处紧密铺设2层底胎纸。经前述操作后进入钢筋绑扎环节，随后安装模板。考虑到后续脱模应具有顺畅性的要求，在使用模板前需清理杂物、均匀刷涂模板油，再操作行走式起重机，利用该装置按照先芯模、后外模的顺序将模板逐一安装到位［1］。

2．1．3模板拆除以试验室压块强度为主要参考选择合适的拆模时间，根据工程经验，通常可在试件浇筑后的8h拆模，为保证稳定性，首先应松卸螺栓，展开密切的观察，若无异常现象则在浇筑后的12h开始拆模（必须保证混凝土的强度可满足要求）。拆模作业具有扰动性影响，需要加强对混凝土结构的防护，以免棱角、孔洞等薄弱部位受损［2］。在拆除紧固螺栓时，保证每片外模板分别留下2根安全螺栓，该部分安排在后期拆除（塔吊钢丝绳带紧后）。

2．2钢筋施工技术

2．2．1钢筋制作以施工要求为准选择质量达标的钢筋原材料，进场时加强检验，满足要求后由专业人员按照设计图纸加工，作为钢筋绑扎作业的基础材料。

2．2．2钢筋绑扎1）底板钢筋绑扎。在预制平台上测放沉箱外轮廓线和底板控制线，以此为作业基准，将底板下层钢筋绑扎到位，期间还需密切关注钢筋骨架的稳定性，若存在失稳现象或是有朝失稳发展的趋势，则采取固定措施，若无误则组织上层钢筋的绑扎作业［3］。2）墙体钢筋绑扎。作业平台选择的是前期已经制作而得的钢筋绑扎架，工作人员于该处绑扎外墙钢筋，此后焊接钢筋网顶口的竖筋和横筋，保证其具有足够的稳定性，再启动塔吊，利用该装置将整体结构吊装到位。为达到防护的效果，设置钢筋混凝土垫块，并加强对厚度的控制，使其可满足要求。

2．3混凝土施工技术

2．3．1混凝土浇筑工艺1）沉箱混凝土浇筑。通常采取的是底板、趾、隔墙、外墙的顺序，按流程依次将各项浇筑工作落实到位。在模板趾斜片偏上处开设振捣孔；对于底板与墙体所形成的交接区域，应按照先外墙、后内墙的顺序有序浇筑，工作量较大时则采取分层的方法，单层厚度在50cm以内，并做到随拌随用，以免因中途间隔时间过长而出现混凝土初凝的情况。2）振捣。以高频插入式振捣棒较为合适，遵循快插慢拔的原则，墙体处按顺序布点，底板处呈梅花布点，严格控制振捣棒的插入姿态，应呈垂直的关系，待混凝土面无下沉、无冒泡且有泛浆现象后，可以结束该处的振捣作业。分层施工中，振捣器插入下层的深度约5cm，连同下层共同振捣，确保层间结合具有稳定性。3）冲毛处理。混凝土浇筑施工中，对接茬处采取冲毛处理措施，在冲毛前需浇筑1层水泥砂浆，适度湿润接茬面，在此条件下利用高压水冲刷接茬面，以达到冲毛的效果。以现场施工环境温度为准合理控制冲毛时间，既要保证冲毛效果，又不可损伤接茬面。

2．3．2混凝土的质量控制混凝土浇筑施工采取的是泵送的方法，首先由搅拌机按照配比生产混合料，随后由混凝土罐车运输至现场，最后用泵车泵送入模。混凝土的性能将直接影响最终的施工质量，因此需加强质量控制。一方面，保证混凝土配比的合理性，具体如表1所示；另一方面，加强原材料质量检查，例如碎石应具有坚硬、级配良好的特点，压缩指标需在10％以内，骨料则以一级级配为宜，应满足含水量少、级配良好的要求。

2．3．3混凝土养护拆模后进入养护环节，采取的是高压泵喷水保湿养护的方法，并在后续以实际情况（气温、混凝土成型质量）为准，间歇性洒水养护，时间以15～20d为宜，全面保证沉箱的质量。

3沉箱吊装施工

3．1起重船就位

1艘1600t的起重船、2艘拖轮，先用起锚艇抛4口锚，于该处设置浮鼓及警戒标志，其中船前后分别拉3根缆绳，并保证起重船可精准就位，以防吊装偏差。

3．2沉箱起吊

根据沉箱吊装施工要求，先利用起重船将预先制作成型的平台吊装至沉箱顶部，配套软梯，施工人员经由该处爬升至沉箱作业平台处，以便正式施工。主钩下放主钢丝绳，操作手将钢丝绳从沉箱顶分开，待该部分绳子快要接触销子时，暂停起钩。在此基础上，由操作手将销子推出吊装孔约10m，插入外部插销，用导向绳稳定拉住销子，调整外部钢丝绳的姿态，使其能够与沉箱壁呈紧密贴合的关系，若无误则插入内部插销。安排1名施工人员详细检查销子，签字确认，在前述的各项工作均落实到位后，人员从平台撤离。此后移动起重船，垂直起吊沉箱，在确保沉箱可维持垂直状态后，分多次缓慢加大起钩力，按照此方法逐步将沉箱吊起。

3．3沉箱安装

沉箱被起重船吊起后正式进入沉箱安装环节，期间起重船缓慢地靠近基床待安装的沉箱处（为保证沉箱安装后的稳定性，需提前整平场地），沉箱吊放至安装位置西南侧2m处停绞缆，松钩，下放沉箱，直至其底面与基床相距约1．0m为止，再移船，使沉箱能够靠近指定的位置，松开吊绳，使沉箱再次下落，直至与基床顶面相距约0．2m为止，经测量后做出合适的调整，指挥起重船就位、安装。对于沉箱之间所产生的缝隙，可以向其中填入合适厚度的枕木，且沉箱的标高、缝宽等均要满足要求。

3．4吊装工具拆除

沉箱安装到位后，顶标高为＋1．7m、吊装孔标高为＋0．2m，根据该高度关系可知，人工拔销子发生在海平面以下，存在较多的安全隐患。对此，在作业平台上搭建稳定的导向架，使其与吊装孔平齐，于上部紧密铺设钢板，配套导向滑轮，将销子置于导向架上，此外还需在销子的后方设置1根钢丝绳，使其能够稳定连接至吊装架。经过该安装作业后，使主钢丝绳维持松弛的状态，通过滑轮和钢丝绳的配合，拔出插销。

4结束语

沉箱的预制和安装是港口工程建设中的重点内容，易对整体施工质量带来影响，同时对施工技术水平提出较高的要求。本文重点对沉箱预制和安装的技术展开分析，阐述具体工作要点，希望为类似工程提供参考。

参考文献：

［1］杨红娜，佟印．港口码头工程中沉箱及预制块体的施工技术［J］．中国水运，2019，41（9）：149－150．

［2］翁同和．港口工程沉箱预制施工与浮运吊装施工技术［J］．珠江水运，2019，27（3）：55－56．

［3］刘建东．港口码头工程的施工技术研究［J］．工程建设与设计，2019，67（24）：182－183．

作者：张鲁生 单位：济宁市港航局港航工程处