预留气囊槽气囊顶升法在秀涂16号泊位的应用

（泉州港口服务有限公司， 福建 泉州 362000）

1 前言

目前大部分港口工程重力式码头沉箱顶升、运移均采用气囊工艺，此技术较为成熟，因其经济高效的特点，在我国港口建设中得到广泛运用。预留气囊槽气囊顶升法既节省造价，又解决了预制场的污染问题。

2 工程简介

泉州港秀涂作业区 16#泊位工程沉箱单件重量分别为 1100t～1600t、150t～200t、300t～350t，型号多种多样。

本文主要介绍1000t以上沉箱（CX1、CX2、CX3系列沉箱）气囊顶升工艺。

3 预制底模

3.1 底模结构设计

沉箱底模采用C30钢筋混凝土，预留5条气囊顶升槽，上面设置C30钢筋混凝土盖板。

3.2 底模制作

沉箱底模顶升槽为先预制完1件CX3、1件CX3’和2件CX2，再预制CX1系列，此类底模设计尺寸东西向长为 20.81m，南北向宽为 15.1m。两端各浇筑一条宽 30cm的地梁，且留有长 2.5m的孔洞，以便于气囊的放置及拖出，槽宽为170cm，深25cm;上面铺设厚33cm的盖板，此类底模做4件。

3.3 盖板制作

盖板制作高度为33cm，气囊顶升高度为53cm，气囊槽高度为25cm。这样可以保证盖板在顶升时有5-8cm卡在两侧地梁之间，以保证盖板能顺利复位。

4 气囊选择

（1）选用直径为φ1m超高压气囊（见气囊大样图）进行顶升，气囊设计使用压强为0.5MPa，进场验收压强为0.65MPa，沉箱在台座顶升高度为53cm。

（2）气囊验算

本工程沉箱出运采用的气囊：

表1 气囊规格表

选最重沉箱CX2进行验算：

已知：G1= 1523t，沉箱底面积为13.5×14.08=190.08m2，盖板总重量为G2=2 ×15×0.33×2.45×5=121.275t，沉箱加盖板总重量为G=1523+121.275=1644.28t。

沉箱从底胎膜顶升时，气囊有效长度为L1 =12.48m，顶升高度h = 0.53m，采用5条气囊顶升，安全系数K = 1.2,所以：

单条气囊承载面宽B =π（D-H）/2 = 3.14（1-0.53）/2 = 0.74m

气囊受力的总长度：L = 12.48×5=62.4m

总承载面积：S = BL = 62.4×0.74 = 46.18m2

气囊压力：P = KG/S = 1.2×1644.28t/46.18m2 = 0.43MPa

选用的气囊满足要求。

表2 气囊顶升参数表

5 沉箱顶升

（1）拆除沉箱底模两边2.5m长盖板，清理两端气囊槽中的杂物。

（2）气囊摆放在气囊槽一端，使用钢丝绳一端连接在气囊上，另一端使用装载机拖气囊，保证气囊尽量位于气囊槽中间位置，避免气囊扭曲，以保证沉箱平稳顶升。

（3）气囊充气顶升：

1）检查充气连接系统，确保系统工作正常。

2）启动空压机，依次向各个气囊充气。当气囊压力到0.25MPa时，暂停充气，检查各个气囊压力是否一致，如不一致时，可单个气囊充气，以保持各个气囊压力基本一致。

3）继续充气，使沉箱脱离底模27-30cm时，停止充气。充气时仔细观察气囊气压表，保证充气时各气囊压力不会相差过大。

4）摆放支垫枕木20cm*20cm*100cm，枕木在沉箱离地高度达到27－30cm，停止充气后确定各气囊压力稳定后进行摆放，具体位置在沉箱顶升前在沉箱两侧画好示意线。

5）各个气囊缓缓放气，使沉箱慢慢坐落于枕木上。

6）抽出气囊，安装两端2.5m长底模盖板，准备下一道沉箱横移工作。

（4）注意事项：

1）顶升高度控制在55cm内，以防止盖板底面高度超过地梁高度，导致气囊放气时盖板不能复位。

2）顶升前，清除缝隙之间杂物。

3）前期安装盖板前，须对气囊槽进行彻底清理，以保证后期沉箱顶升时气囊安全。

4）铺设底模时，盖板与地梁之间缝隙铺设50cm宽3mm厚硬纸板，防止底模牛皮纸破损，水泥浆流入缝隙，导致顶升困难。

5）气囊需要反复使用，应及时检查气囊的使用状态，防止气囊损坏发生安全事故。

6 沉箱顶升传统工字钢气囊法、千斤顶顶升法和气囊顶升的比较

（1）工字钢气囊法工艺每个沉箱台座都要设置骨架，钢材用量多，而且在冲砂过程中耗时较多，对预制场污染严重，出运功效相对低。

（2）预留气囊槽气囊顶升法与千斤顶法相比，对地基承载力要求低，沉箱受力均匀，气囊顶升时因为荷载分布均匀，避免了由于局部荷载过大而使地基产生不均匀沉降，对沉箱结构也有更高的安全保障，另外，操作简易安全，利用卷扬机将气囊拉入顶升槽，提高效率。

（3）成本比较：根据目前类似工程所采用的千斤顶顶升法，其成本是最高的，本次仅对预留气囊槽气囊顶升法与工字钢气囊法成本进行分析比较，在底模制作方面，前者所投入的材料成本略低于后者，人工成本却远高于后者，但由于用地面积小，底模可反复使用，操作简便，大大提高了沉箱预制功效，后期经济效益显著。

7 结语

目前，质监局、港口局等上级监管部门对现场文明施工愈来愈重视，本工程采用的预留气囊槽气囊顶升法是在传统的工字钢冲砂法的基础上一个新的创新。预留气囊槽气囊顶升法能使预制场地比较清洁、平整，保证了现场的文明施工建设。该方法在泉州港秀涂16#泊位工程中的应用获得了圆满成功，为其他工程增加了一个可以借鉴的实例。

[1]港口工程施工手册：上册[M].人民交通出版社。

[2]水运工程质量检验标准JTS257－2008 [S].人民交通出版社.