关于某码头4#泊位沉箱受损修复设计方案研究

潘泽彬

摘 要：码头沉箱是码头结构的重要组成部分，是影响码头结构稳定与安全的关键，但在实际的沉箱结构应用中，沉箱结构容易受到一些因素的影响，造成沉箱结构受损，进而影响码头的安全与功能。故此，文章以某码头4#泊位沉箱受损为例，对具体修复设计方案展开研究，旨在完成对4#泊位沉箱受损的处理，保障码头的功能与安全，并为同类工程提供参考。

关键词：码头 4#泊位 沉箱受损 修复设计方案

重力式沉箱结构是当前码头施工的重要形式，是影响码头功能性与安全的关键。沉箱结构容易受到病害及船舶撞击等影响，导致沉箱受损，直接影响沉箱的功能性。基于此，本文以某一具体的码头为例，分析4#泊位沉箱受损展开研究，结合有效检测，分析具体受损情况，再对具体修复设计方案进行分析，详细内容如下。

1.码头概况

某码头#4 泊位码头结构采用重力式沉箱结构，沉箱底宽13.0m其中前趾宽1m，沿泊位长度方向长19.18m，高18.8m。沉箱前壁厚38cm，后壁厚35cm，横隔板厚20cm，底板厚65cm，单个沉箱重2205.9吨。沉箱混凝土强度等级为C40。码头结构持力层为中粗砂层，局部采用埋藏较深的粉细砂层为持力层。基槽开挖深度为-20m～-26m，基槽开挖边坡为1：2。基床顶标高为-15.1m，采用10～100kg块石爆夯夯实。沉箱箱内回填砂，其中前格仓回填至-4.0m，中格仓回填至0.0m，后格仓回填至沉箱顶，沉箱上现浇胸墙。沉箱后回填抛石棱体至-7.1m，棱体上回填中粗砂（含泥量≤5%）并振冲密实。某日轮靠泊4#泊位时，由于船速过快，最终船艏左侧部位及其下部区块撞向4#泊位的68#系缆桩附近沉箱结构段，造成码头局部受损。

2.沉箱受损检测分析

（1）对系船柱 67#～69#结构段水上部分主要构件进行检查检查结果如下： ①码头面层未见明显开裂及混凝土破损现象； ②胸墙水上部分未见擦痕、裂缝及破损； ③相邻结构缝未见有明显错位现象。

（2）码头受撞结构段水下构件外观检查。①受损沉箱迎水面隔墙病害情况，前格仓存在严重的空洞区域，空洞区域范围内钢筋已断裂，且靠近上部破损区域内钢筋端头往内侧弯曲、下部破损区域内钢筋断头往外侧弯曲。②受损沉箱前格仓内隔墙病害情况，前格仓之间的隔墙存在明显的空洞，范围约为2.4m×1.0m（长×高）；该隔墙其余部位存在不同程度的混凝土破损及严重开裂现象。前格仓之间的隔墙内倒角处存在明显的开裂现象，一直往格仓回填砂向下延伸。仓内回填砂有局部泄漏，泄漏高度在0.4～1.5m 左右。

（3）码头受撞结构段沉箱间隙与错位检测。①沉箱间结构缝缝宽实测，未见明显变位；②未见明显错台现象。

（4）码头受撞结构段沉箱与胸墙交界处病害检查。沉箱与胸墙交界处完全被海生物覆盖，无法检查是否存在开裂现象，但不排除存在开裂的可能。

（5）码头受撞结构段基床与基础掏空情况检查。沉箱与基床结合部正常，未见冲刷掏空现象。

3.该码头4#泊位沉箱受损修复设计方案

3.1方案确定过程

经咨询专家和修复方案研究，确定了受损沉箱前后两排仓格内灌注混凝土，沉箱后方采用高压旋喷桩进行加固处理为最终修复方案。且方案经过技术审查意见进行修改终为在沉箱前壁临水面进行水下植筋并进行前后两排格仓内混凝土灌注，从而形成整体，沉箱后方回填砂通過高压旋喷桩进行加固，有效降低基床应力。

3.2设计方案

3.2.1 受损沉箱修复

根据检测评估报告中提供的沉箱受损情况及沉箱损害分析后，通过在沉箱前壁临水面进行水下植筋，设置钢筋网片，现浇混凝土墙；抽取受损沉箱仓格内回填砂，再在仓格内灌注混凝土；由于沉箱内灌注混凝土，沉箱内回填料自重加大，导致码头基床顶面和底面应力加大，因此，沉箱后侧回填砂需进行高压旋喷桩加固，以提高墙后土体参数，从而降低墙后主动土压力作用，进而降低基床顶面和底面应力。通过对沉箱稳定的计算分析，在进行沉箱仓格回填砂抽取时，原则上不能超过 3 个仓格同时抽取，此外，施工单位在施工过程中应采取相应的措施控制相邻仓格间的水头差过大，详细如下。

（1）应先全面清理受撞沉箱临水面附着物，清除破损混凝土及钢筋。

（2）在沉箱前壁临水面进行水下植筋，设置钢筋网片。要求为：①水下钻孔：钻孔密度为植筋孔上下间距 400mm。孔深 220mm，孔径 28mm。钻孔过程需避开原沉箱钢筋。②水下植筋：清孔并注入植筋胶后，立即植入22mm 的HRB400级热轧带肋钢筋a，每根钢筋长度525mm，其中钢筋弯起部分需向上弯起。钢筋的混凝土保护层最小厚度为 70mm。植筋施工完毕后 24 小时之内严禁有任何扰动，以保证植筋胶的正常固化。③植筋胶固化达到强度后，才可进行水下钢筋绑扎。

（3）在沉箱前壁临水面增加 25cm 厚混凝土墙身，范围为17.88m*15.6m（长×高），设置钢模板，前壁临水面混凝土墙与破损仓格内混凝土应浇筑成一个整体。要求：水下安装模板：水下钢筋绑扎完成后，进行模板安装，并进行水下混凝土灌注。安装模板时，模板要有足够的强度和刚度，保证施工过程中不发生较大的变位。此外，模板拆除时，应该考虑模板固定拉杆切除后的防腐，建议模板的拉杆应采用不锈钢材质，切除后，需用混凝土对切除部位进行包封。

（4）对仓格内回填砂先进行回填砂清理，原则是采取逐个仓格清理，再逐个灌注混凝土，处理顺序依次为：5#，2#，6#，1#，7#，3#和4#同时抽。

（5）3#、4#受损仓格进行仓内水下不分散混凝土灌注，混凝土等级为 C30， 5#，2#，6#，1#，7#仓格灌注 C40 水下自密实混凝土灌注。在进行沉箱格仓内混凝土进行灌注时，应进行分层灌筑，分层厚度不超过1.5m。

（6）拆除原有高强联锁块路面及其下稳定层和级配碎石，并采用双管法对后方回填砂进行高压旋喷桩加固，在进行高压旋喷桩施工时，旋喷桩施工顺序应为从海侧向陆侧进行施工。

3.2.2受损系船柱修复

柱及块体损坏严重，系船柱底座混凝土已完全破损，系船柱底座混凝土已完全破损，且系船柱变形、脱开，需要凿除该部分胸墙混凝土，凿除范围为 2.5m×1.6m×1.2m，再重新更换系船柱（1000k N）并预埋系船柱螺栓、绑扎钢筋，再重新浇筑混凝土。

本文结合某码头4#泊位沉箱受损修复设计方案，现研究具体码头情况，分析沉箱受损检测，再对具体的4#沉箱受损修复设计方案进行研究分析，从而有效完成对沉箱受损的处理，保障码头的功能性与安全性。

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