大型沉箱現(xiàn)場預(yù)制施工技術(shù)管理

永泰長榮

大型沉箱現(xiàn)場預(yù)制施工技術(shù)與管理

本文以福建鴻山熱電廠煤碼頭工程沉箱現(xiàn)場預(yù)制為實例，介紹了大型沉箱現(xiàn)場預(yù)制施工技術(shù)與現(xiàn)場管理經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：沉箱，現(xiàn)場預(yù)制，施工技術(shù)

1、工程概況鴻山熱電廠煤碼頭沉箱共有25個，沉箱重2198t，高17.3m，長17.5m，寬14.0m，底板厚0.6m，前后趾寬各1.0m，箱內(nèi)設(shè)有12個格倉，箱體墻厚0.35m～0.40m，隔壁厚0.2m。沉箱安排在現(xiàn)場分層預(yù)制，工期7個月，要求每月預(yù)制4個，預(yù)制質(zhì)量等級優(yōu)良。表1-1 沉箱規(guī)格、數(shù)量表構(gòu)件型號                外型尺寸（㎜）        單件方量（m3）        單件自重（t）        設(shè)計件數(shù)沉箱甲                17500×16000×17300                879.22                2198                10件沉箱甲1                17500×16000×17300                879.22                2198                9件沉箱甲2                17500×16000×17300                879.22                2198                2件沉箱甲3                17500×16000×17300                879.22                2198                1件沉箱乙                17500×16000×17300                879.22                2198                1件沉箱乙1                17500×16000×17300                879.22                2198                1件沉箱丙                19500×16000×17300                906.09                2265                1件合計                砼：22007.37m3

2、總體施工方案

2.1 場地規(guī)劃建設(shè)預(yù)制場地選址須滿足以下4個基本條件：

（1）場地面積滿足生產(chǎn)要求，水、電、道路能通到位；

（2）地基經(jīng)過短期簡易處理后承載力能滿足要求；

（3）沉箱出運碼頭前沿水深及航道能滿足安裝船組吃水要求,出運碼頭與沉箱安裝現(xiàn)場距離經(jīng)濟(jì)合理；

（4）充分考慮預(yù)制場周邊海域水文氣象的影響因素。

2.2平面規(guī)劃鴻山電廠陸域回填砂地二期預(yù)留區(qū)場地能滿足上述條件要求，可作為沉箱臨時預(yù)制場。預(yù)制場占地面積約2萬m2，其中混凝土攪拌站占地4000m2。主要由現(xiàn)場辦公區(qū)、班組候工區(qū)、沉箱預(yù)制區(qū)、存放區(qū)、鋼筋堆放區(qū)、加工區(qū)等組成（見附圖1）。（

1）在原回填砂層上再回填厚1.0m的塊石層作為預(yù)制場地的基礎(chǔ)層，其中，預(yù)制區(qū)及存放區(qū)場地經(jīng)過強(qiáng)夯處理。

（2）預(yù)制區(qū)采用c30砼板（結(jié)構(gòu)配筋，厚0.3m）作為預(yù)制底?；A(chǔ)，預(yù)制區(qū)布設(shè)5個砼底胎模，胎模間距5m，滿足裝載機(jī)能在底模間進(jìn)行填砂、清砂或吊運等機(jī)械作業(yè)，滿足沉箱模板能臨時存放于底模間，從而減少模板吊運距離，提高工效。

（3）預(yù)制區(qū)內(nèi)布設(shè)1臺電動行走機(jī)構(gòu)式門機(jī)（凈跨30m、凈高24m），結(jié)構(gòu)為鋼管式立柱、桁架式橫梁，橫梁頂部配置30t卷揚(yáng)機(jī)行車主鉤1臺， 16t電動葫蘆副鉤2臺，主鉤用于外模的安拆，副鉤用于內(nèi)模及平臺的安拆。

（4）存放區(qū)內(nèi)布設(shè)5個沉箱臨時存放位，存放位置澆筑“回”字形砼基礎(chǔ)（寬1.5m、厚0.3m），以確保沉箱支墊枕木均勻受力，基礎(chǔ)內(nèi)部區(qū)域鋪設(shè)碎石與石屑硬化整平。

（5）塔吊作業(yè)線布設(shè)在鋼筋加工區(qū)與沉箱預(yù)制區(qū)中間，用于鋼筋的卸料、吊運、網(wǎng)片安裝，塔吊起重能力80t，滿足吊運成捆原材（3t）及網(wǎng)片（2t）到預(yù)制沉箱各位置。

（6）場內(nèi)通道采用c30砼路面，并設(shè)置完善的排水設(shè)施。

3、沉箱預(yù)制主要施工方法根據(jù)沉箱的外形尺寸、門機(jī)起吊能力確定沉箱分層預(yù)制工藝，本工程沉箱高度17.3m，整個沉箱分成：底層1層，高4.0m，標(biāo)準(zhǔn)層4層，高均為3.5m。

3.1模板工程模板工程由活動底模、外模、內(nèi)模、砼澆筑平臺等組成，按照施工總體計劃安排，現(xiàn)場配置5個活動式內(nèi)模、1套底層外模、1套底層內(nèi)模、2套標(biāo)準(zhǔn)層外模、1套標(biāo)準(zhǔn)層內(nèi)模。3.1.1活動底模底?；A(chǔ)為c30砼板，結(jié)構(gòu)配筋，厚0.3m，砼板面應(yīng)壓光平整，偏差控制在10mm以內(nèi)。底模由25號、23號工字鋼對鎖成封閉框架式結(jié)構(gòu)，內(nèi)設(shè)8個承重鋼擱梁形成的隔倉（見附圖2）。根據(jù)搬運沉箱所需氣囊條數(shù)與尺寸確定隔倉數(shù)量，隔倉內(nèi)填充砂經(jīng)灌水、振搗密實后作平整度處理，形成一密實工作面之后，再先后鋪上光面膠合板與纖維板。由于隔倉封頭采用23號工字鋼，安裝時通過底部調(diào)節(jié)螺栓調(diào)高至與隔倉工字鋼頂面平，拆除時通過調(diào)節(jié)螺栓，使工字鋼與沉箱底面分開，便于拆除；膠合板需平鋪在工字鋼頂面，其邊緣與填砂交接處斷開，確保底模掏完砂后能取出膠合板。

3.1.2沉箱外模 附圖2：活動底模結(jié)構(gòu)示意圖一套外模由4片鋼模板組成，即左、右側(cè)模和前、后模。外模板為桁架式鋼模板，模板面為5mm厚鋼板，模板桁架圍柃為[10槽鋼，設(shè)有上、下操作平臺和欄桿。

3.1.3沉箱內(nèi)模一套內(nèi)模共有12件框架式內(nèi)模板組成，框架式內(nèi)模板通過內(nèi)框架組成一個整體。

3.1.4模板安拆底層模板安拆流程為：工字鋼鋪設(shè)→填砂灌水振實→膠合板鋪設(shè)→纖維附圖3：標(biāo)準(zhǔn)層模板安裝示意圖板鋪底→鋼筋綁扎→內(nèi)模支撐墩安放→外模安裝→底板砼澆注→內(nèi)模安裝調(diào)整→安裝澆筑平臺→墻體砼澆注→拆內(nèi)模→拆外模（見附圖3）。 底層外模板為墻包底工藝型式，下部通過預(yù)留在砼底模面上的孔洞結(jié)合千斤頂加固，上部預(yù)設(shè)圓臺螺母，作為上層外模承重及緊固之用。底層內(nèi)模安置在預(yù)先埋設(shè)在底板內(nèi)的砼支撐墩上，內(nèi)模板上部預(yù)設(shè)鍥型預(yù)留孔，作為上層內(nèi)模托架定位支撐之用。標(biāo)準(zhǔn)層模板安拆流程為：安裝內(nèi)?！惭b外?！惭b澆筑平臺→砼澆筑→拆內(nèi)?！鹜饽！?nèi)模安裝時應(yīng)通過內(nèi)框架底部的托架支撐在沉箱內(nèi)墻砼預(yù)留的孔洞上，模板底部由活動式頂撐固定并與砼表面接觸緊密，通過對拉件調(diào)整模板面垂直度，上緊上口拉條，安放倒角模板、預(yù)埋件，之后檢查各內(nèi)模平面尺寸，垂直度及標(biāo)高。外模安裝時，將外拉條與預(yù)設(shè)在沉箱外墻的圓臺螺母全部擰緊，使得模板下部200mm與下層砼墻體面接觸緊密，外模止?jié){措施采用嵌入固定在外模上截面長寬25×25mm的硅橡膠條止?jié){工藝，四榀外模之間通過設(shè)置在桁架上的對鎖拉條連成整體，當(dāng)上口拉條與內(nèi)模拉緊固定好之后，門機(jī)才可脫鉤。 安裝前認(rèn)真清理干凈模板面上的砼殘渣，并均勻涂刷脫模劑，脫模劑采用新機(jī)油與新柴油按1：3兌制而成。模板安裝后，其平面尺寸，垂直度應(yīng)符合規(guī)范要求，模板的支撐點應(yīng)有牢固的強(qiáng)度，保證其變形控制在規(guī)范允許范圍內(nèi)。3.2鋼筋工程3.2.1 鋼筋加工所有鋼筋加工均按分層長度要求下料，鋼筋制作長度大于原料長度時采用預(yù)熱閃光接觸對焊接長。所有鋼筋原材料按產(chǎn)地、爐號、是否經(jīng)檢驗證明合格與否等項目作醒目標(biāo)識，按不同規(guī)格型號分堆備用。

3.2.2鋼筋綁扎底層鋼筋綁扎流程：鋪底放線→綁扎底板下層鋼筋→支設(shè)保護(hù)層墊塊→綁扎底板架立筋→綁扎底板上層鋼筋→綁扎隔墻鋼筋→綁扎外墻及前后趾鋼筋。標(biāo)準(zhǔn)層鋼筋綁扎流程：安裝倉內(nèi)工作平臺→ 調(diào)整下層外露鋼筋→由里到外依次安裝綁扎縱隔墻及墻體鋼筋→穿綁橫隔墻鋼筋→綁扎墻體加強(qiáng)筋、角筋。標(biāo)準(zhǔn)層鋼筋的安裝綁扎應(yīng)與拆?；ハ鄥f(xié)調(diào)，即拆除內(nèi)模后，立即安裝倉內(nèi)工作平臺，利用外模作為鋼筋安裝綁扎外腳手架，鋼筋綁扎驗收合格后再拆除外模。

3.2.3鋼筋保護(hù)層支墊鋼筋保護(hù)層厚度有50mm、40mm、30mm等3種規(guī)格，保護(hù)層墊塊采用砂漿預(yù)制，墊塊強(qiáng)度強(qiáng)度比沉箱高一等級即m45，墊層為錐臺形，以減少與模板面的接觸。墊層梅花形布設(shè)，橫縱向間距1.0m。鋼筋綁扎鉛絲頭應(yīng)向里按倒，不得伸向鋼筋保護(hù)層。

3.3混凝土工程

3.3.1 混凝土澆筑工藝沉箱砼強(qiáng)度為c40，施工配合比按泵送砼設(shè)計?，F(xiàn)場配置1臺汽車泵、1臺拖泵、2臺8m3混凝土攪拌運輸車。底板及底層砼由汽車泵泵送入模，標(biāo)準(zhǔn)層砼由拖泵泵送入模。底層砼澆筑工藝：澆筑底板砼（4小時）→安裝底層內(nèi)模（3小時）→安裝澆筑平臺（1小時）→澆筑底層砼（4小時），底層砼澆筑時間總預(yù)計12小時，每層內(nèi)模上設(shè)有一澆筑平臺，平臺四邊緣做成斜坡形，便于砼入模。由于沉箱公共隔墻的存在，因此澆注時砼輸送軟管按一定的路線移動，以利砼澆筑和防止模板偏移。砼澆筑采用水平分層澆筑的方式進(jìn)行，分層厚度為0.5m，砼振搗采用φ60插入式振搗器，振搗器應(yīng)插入下層混凝土不少于50mm；為避免澆注至頂時浮漿過多，砼應(yīng)分層減水；前趾部分在外模上開倉口，直接由倉口進(jìn)料振搗，待砼密實后封口。

3.3.2混凝土養(yǎng)護(hù)沉箱砼采用養(yǎng)護(hù)液進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)液涂刷應(yīng)均勻并密封砼表面，養(yǎng)護(hù)時間在拆模后立即進(jìn)行；養(yǎng)護(hù)由專人負(fù)責(zé)，施工前進(jìn)行書面安全技術(shù)交底。

4、施工質(zhì)量控制本工程預(yù)制成型沉箱棱角分明、顏色一致、分層順直、砼表面缺陷及尺寸檢測均能達(dá)到規(guī)范要求；試塊強(qiáng)度均達(dá)到45mpa；分層交接處通過鉆孔取蕊和超聲波檢測，混凝土強(qiáng)度均達(dá)到設(shè)計要求。現(xiàn)場主要從3方面加強(qiáng)質(zhì)量的控制，即人、料、藝。

4.1人員操作質(zhì)量控制根據(jù)沉箱預(yù)制工藝要求，組建不同專業(yè)班組，如鋼筋班、木工班、砼澆筑班、司機(jī)班、起重班等，班組分工明確精細(xì)，如鋼筋班又分為下料、對焊、彎曲、電焊、綁扎等不同工種，從細(xì)節(jié)作起，作到操作熟練、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，不斷改進(jìn)工藝，確保施工質(zhì)量。4.2原材料及混凝土質(zhì)量控制水泥、粉煤灰、外加劑、鋼筋等原材料進(jìn)場必須有合格證并經(jīng)檢驗合格后方可使用，原材料必須滿足《水運工程混混凝土施工規(guī)范》jtj268-96的各項規(guī)定?；炷恋脑牧稀⑴浜媳燃笆┕どa(chǎn)過程中的稱量、拌制、運輸、澆筑、養(yǎng)護(hù)等主要環(huán)節(jié)應(yīng)按現(xiàn)行《水運工程混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》(jtj269)的規(guī)定進(jìn)行檢查控制。

4.3混凝土水平接縫處理由于分層施工，上下層之間存在新舊砼結(jié)合面，為保證結(jié)合面質(zhì)量，每層混凝土澆注至頂面后，刮去表面浮漿，待混凝土初凝后終凝前，進(jìn)行沖刷處理，沖刷須保證沖掉表面的砂和浮漿，且石子必須露出1/3高度，且石子不得松動，在澆注下一層混凝土前將施工縫濕潤沖洗干凈，先澆注20～30㎜厚水泥砂漿，水泥砂漿的水灰比應(yīng)小于混凝土的水灰比。

5、安全管理與文明施工安全管理，文明施工應(yīng)是全員參與，責(zé)任明確，全程控制，溝通暢快。

（1）、適當(dāng)提高勞務(wù)承包單價，選擇責(zé)任心強(qiáng)，施工經(jīng)驗豐富的班組。

（2）、針對沉箱預(yù)制工藝特點，組織各班組、各管理崗位開會討論，共同分析與預(yù)測箱預(yù)制存在的各項安全隱患，并制定出相應(yīng)的預(yù)防措施，施工過程中互相提醒，互相諒解，共同進(jìn)步，共同創(chuàng)造良好工作氛圍，確保安全施工。

（3）、定期組織操作工人進(jìn)行崗位技能培訓(xùn)及安全教育，特殊工種需持證上崗，從而減少違章作業(yè)、加強(qiáng)安全憂患意識，提高安全預(yù)防能力。

（4）、多方位，多角度，人性化，精細(xì)化進(jìn)行安全告之與警示，處處留神，處處小心。

（5）、利用形象直觀、色彩適宜的各種視覺感知信息組織施工，預(yù)制場內(nèi)帖掛管理制度、操作規(guī)程、安全告之、管理崗位名單等，讓所有人能自覺遵守，形成約束。六、結(jié)語1、沉箱現(xiàn)場預(yù)制資源有限，影響因素多，因此，在施工前應(yīng)認(rèn)真規(guī)劃，施工過程中應(yīng)不斷掌握現(xiàn)場施工狀況，并將實況與計劃進(jìn)行對比分析，及時采取有效措施，確保目標(biāo)的實現(xiàn)。2、本工程沉箱預(yù)制周期為7天，即活動底模制作1天、底層預(yù)制2天、各標(biāo)準(zhǔn)層預(yù)制各1天，實現(xiàn)了月預(yù)制4個沉箱。本預(yù)制場成功實現(xiàn)了各目標(biāo)，關(guān)健在于參建各方目標(biāo)明確，前期精心策劃，過程充分溝通，密切配合，較大挖掘各項生產(chǎn)要素的潛能。3、分層預(yù)制減少外模高度與內(nèi)模數(shù)量，確保常規(guī)起吊設(shè)備能安全安拆模板，分層預(yù)制與高壓氣囊搬運工藝的相結(jié)合運用，使大規(guī)模、大型沉箱能在較短時間內(nèi)在現(xiàn)場預(yù)制完成，極大拓展了沉箱向大型化、碼頭向深水泊位發(fā)展的空間，極大縮短了碼頭建設(shè)周期，社會效益極為明顯。