【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：
安装第一个沉箱，可采用一艘方驳定位，沉箱出浮船坞后浮游拖到安装现场后系泊在方驳边，开启进水阀门灌水使沉箱下沉，当沉箱沉至距基床顶30～50cm时停止灌水，用两台经纬仪前方交会定位，利用方驳上锚机移船使沉箱就位后，灌水下沉座落基床完成粗安装。以作第二个沉箱精确安装的依托。
（b）精确安装：
利用现场的方驳作工作船，置放一台40t履带吊机及安装用的工作平台和卷扬机等，并在待安装沉箱拖运到达前，在已安装沉箱上吊装就位工作平台、牵引卷扬机及抛好安装定位用锚缆，待沉箱拖运至现场，系泊方驳边并以已安装沉箱为参照物移船粗就位，并吊装就位待装沉箱上的工作平台、绞车、导向滑轮、联接定位锚缆和过滑轮联接已装沉箱上牵引绞缆等，然后利用可控阀门灌水下沉至基床顶面约20～30cm后，再由两台经纬仪前方交会、一台全站仪校核沉箱对角坐标进行精确定位。精确定位后锁定各系缆，再均匀灌水下沉直至坐落基床上。完成沉箱的精确安装。
利用第二块精确安装的沉箱为依托起浮调整精确安装第一个即粗定位所装的沉箱，并依照前一个精确安装沉箱就作为下一个沉箱安装依托的原则，逐一安装。
3.2.3沉箱内填料
沉箱内主要填料为砂、石，顶部为二片石（在港口和海岸工程中一般专指介于块石(10kg以上)与碎石(2～8cm)之间的石料,通常用于这两类石料之间的过渡,块石的找平,碎石基础的垫层等.大约由于其大小通常在20cm左右,且通常的分层厚度往往在40cm左右之故,因此一般需要铺设两层左右,而称之为"二片"），抛砂、石量较大。箱内回填砂、抛石应在沉箱安装后及时进行，以确保沉箱结构稳定和安全，抛填方法可采用水上皮带砂船抛填及趁高潮直接抛石、上部二片石应在箱内填砂到位并验收合格后进行，一般采用民船运输、机械抛填，抛石前应对沉箱顶部砼作局部保护，防止碰撞损伤。
3.2.4沉箱倒虑层、墙后倒虑层、墙后回填砂
沉箱倒虑层及墙后倒虑层施工在沉箱安放完成后进行。墙后回填砂则根据岸壁的推进进度情况，与陆域回填一并进行，也可采用水上皮带砂船直接抛填。
3.2.5上部结构及后轨施工
上部结构施工主要有现浇胸墙，砼胸墙施工分段应与沉箱接缝位置一致，施工单位可采用分层施工，但其分块、分层数及位置应处理好接缝质量问题。后轨结构主要有轨枕道渣施工。
4.结束语
对于沉箱出运的质量监控，重点是计算好沉箱的浮游稳定、选好沉坞坑、布设好定位锚缆，并进行详细的安全、技术操作规程交底；工程沉箱采用人工安装的，安装前要求做好各项施工筹备和安全技术交底工作，控制好安装精度。沉箱安装合格后应认真做好沉降位移观测和分析，掌握水平、竖向荷载的变化对码头沉降位移的影响。
【参考文献】
［１］孙旻等．沉箱重力式码头施工的监控要点[J].水运工程，2007，（09）．
［２］王磊.浅谈码头施工中沉箱的预制和安装方法[J].中国科技信息,2009，（11）．