重力式码头圆形沉箱预制施工工艺

李娟

摘 要：重力式码头沉箱多为矩形，圆形沉箱较为少见，本文依托烟台港西港区30万吨级原油码头工程建设，针对圆形沉箱预制施工中模板安装与钢筋绑扎交叉进行的问题，从钢筋工程、模板工程、混凝土工程等方面介绍了预制施工过程中各个环节的操作要点，尤其对圆形沉箱的模板设计安装进行重点分析，给出了可行实用的施工工艺，总结了沉箱预制施工过程中的成功经验。

关键词：圆形沉箱;预制;施工工艺;模板设计;操作要点

中图分类号：U665.1             文献标识码：A            文章编号：1006—7973（2020）08-0112-03

1 工程概况

烟台港西港区30万吨级原油码头工程建设30万吨级原油泊位1个，码头前沿线总长度430m。本工程预制沉箱共计16个，其中预制高度16.7m的矩形沉箱2个，预制高度24.7m的圆形沉箱6个，高度29.7m的圆形沉箱8个。沉箱预制标准层高度为4.5m，预制总层数118层。预制沉箱高度高，分层数量多，单片模板形状复杂，模板起重安装条件严苛，是本工程沉箱预制施工的重点与难点。

2  施工工艺流程

3  施工工艺操作

3.1 钢筋工程

3.1.1  钢筋存放

钢筋级别、种类和规格满足设计要求，钢筋原材按不同规格分批存放并设标牌，成料按綁扎顺序分类存放并设标牌，存放井然有序。

使用300mm高的条石作为钢筋原材存放支架，用帆布全部覆盖防护。

3.1.2  钢筋加工

钢筋加工在专用钢筋加工场内进行。根据每层沉箱的钢筋的工程量及施工进度要求，采用3台切筋机和3台弯筋机进行钢筋加工。弯折的钢筋要严格按照弯折角度下料。钢筋采用搭接绑扎方法接长。

3.1.3  钢筋运输

钢筋加工完成后，由人工配合叉车和汽车吊，使用托盘车将钢筋运输至台座或钢筋网片绑扎区。成型的钢筋网片采用塔吊进行吊运安装。

3.1.4  钢筋绑扎

钢筋绑扎与沉箱预制分层相匹配。钢筋绑扎及装设钢筋网片符合规范要求。钢筋保护层厚度使用混凝土垫块控制。垫块提前制作，按批检验，其强度和抗氯离子渗透性能不应低于构件的设计要求。沉箱底层钢筋绑扎在台座现场进行。底层钢筋绑扎按照如下工艺流程进行。

沉箱铺底→绑扎底层钢筋→底层钢筋绑扎垫块→安装马凳→架立筋绑扎→顶层钢筋绑扎→隔墙及外墙钢筋绑扎→前趾钢筋绑扎。

标准层隔墙钢筋绑扎施工空间小，施工人员没用充分的绑扎操作空间。为便于施工，隔墙钢筋绑扎采用安装钢筋网片的方式进行。按照隔墙设计间距，使用槽钢加工成网片架，预绑成钢筋网片，用塔吊起吊安装钢筋网片。标准层钢筋绑扎顺序如下：

调整下层预留钢筋→标准层芯模间隔安装→安装纵隔墙钢筋网片→横隔墙站筋绑扎→横隔墙水平筋绑扎→隔墙加强筋绑扎→外墙钢筋网片绑扎。

3.2  模板工程

3.2.1  模板设计

圆型沉箱模板的外模是由4个1/4圆弧模板，通过Φ24连接螺栓组成的一个圆筒型模板。沉箱仓格模板（芯模）形状分为3种（见图1中1、2、3），与外模板通过对拉螺栓进行固定连接。芯模通过已浇筑的下层沉箱砼预留钢插销支撑。

竖向桁架杆件截面设计：弦杆为双拼8#槽钢，腹杆为5#槽钢。

模板板面采用5mm厚的钢板;水平主肋采用8#槽钢，间距40cm;桁架弦杆采用双拼8#槽钢，腹杆采用5#槽钢，间距均按70cm控制。

（1）底层模板设计。底层外模由4个1/4圆弧模板组成。模板板面采用5mm厚的大片钢板拼接成型，后附80×5mm宽钢带做竖肋，[8做横肋，连接形成整体板面。横向和竖向肋间距350mm。桁架横向间距为750mm，前后间距为700mm。内桁架结构采用双拼[8，横向连接采用L5。内外桁架使用[5作为腹杆进行连接。竖向外桁架采用双[8拼制，外桁架间距与内桁架保持一致。最外侧使用间距为750mm的[8加固。

（2）标准层及顶层模板设计。标准层外模由4个1/4圆弧模板组成，每片模板的结构形式为钢板、板肋、桁架。标准层芯模结构形式也按照钢板、板肋、桁架的形式。单个芯模由4片板面、钢闸板组成，通过吊装架连接成一个整体，可以实现整体吊装支拆。标准层模板通过拉条对拉固定，模板底角使用下层预埋圆台做支撑。底层预埋圆台螺母间距与标准层模板桁架间距保持一致。

3.2.2  模板加工、拼装

板面主要采用大片钢板拼装。在加工平台上按所需尽寸摆放钢板后，加焊8#槽钢与80×5mm宽的板肋连接形成整体板面。板肋间距严格按图纸要求摆放，焊接接缝要平顺牢固。然后再焊接模板桁架。以上加工件均需按模板设计图纸要求进行加工。经监理工程师验收合格后，模板方可投入工程使用。

3.2.3  模板支拆

沉箱预制工序较多，钢筋绑扎和模板支拆交叉作业，均需要使用塔吊进行起重吊装。模板支拆与钢筋网片吊装做好统一协调安排，避免出现塔吊窝工或不能满足施工要求影响工期的情况发生。

（1）底层模板施工。安装工艺流程为：旧竹胶板和模板纸铺底→绑扎钢筋→安装芯模→安装外模。沉箱出运采用台车胶囊顶升沉箱出运的工艺。沉箱铺底时预先将台车沟盖板铺设好。盖板铺设时提前考虑台车出运时的长度要求，并在每边留出20cm的富裕空间。芯模通过吊装架连接为一个整体，整体吊装。沉箱底层模板见图2。

（2）标准层模板施工。安装顺序：间隔安装下层芯模→纵隔墙钢筋网片吊装绑扎→绑扎横隔墙站筋→绑扎横隔墙水平筋→拆除底层芯模→标准层芯模安装→外墙钢筋网片安装→外模安装。

隔墙钢筋绑扎前，把一半的芯模间隔支立好，此时下层的芯模，是间隔剩余一半未拆除的。依托先支立的芯模为基准，以下层芯模为操作平台绑扎隔墙钢筋。

钢筋绑扎完成后拆除下层芯模，然后绑扎外墙钢筋。外墙钢筋以下层模板为操作平台进行绑扎。标准层钢筋绑扎全部完成后，拆除下层外模，安装标准层外模，固定成型。模板支拆和钢筋绑扎交叉施工。沉箱标准层模板安装见图3。

标准层芯模支立方法：芯模间隔安装，采用塔吊吊运芯模就位。标准层间隔安装的芯模作为钢筋绑扎的支托和参照，下层未拆除的间隔芯模作为钢筋绑扎施工的操作平台。芯模通过吊装架连接为一个整体。芯模安装时，先通过吊装架底平台的桁架支腿支撑在下层混凝土预埋圆台螺母拉条上，固定底角。然后通过紧张丝等对拉件调节模板的标高、垂度。标准层隔墙钢筋绑扎完成后，拆除底层作为钢筋绑扎操作平台的芯模。

3.3  混凝土工程

3.3.1  浇筑

混凝土浇筑时保证混凝土的连续供应，罐车将混凝土运输至浇筑现场，混凝土泵车泵送混凝土入模施工。浇筑控制分层浇筑厚度，每层厚度不超过50cm，振捣上层混凝土时，要插入下层混凝土内50mm左右。

底層斜趾浇筑振捣时，在振捣孔内侧沿模板斜向加强振捣，振捣间距加密。为了防止混凝土表面因砂浆过多出现干缩裂缝，采用二次振捣，排除混凝土因泌水在粗集料、水平钢筋下部生成的水分和空隙。

3.3.2  接茬处理

顶层沉箱浇筑前，对底层混凝土顶面进行凿毛，清除表面浮浆及松动的石子，凿除的残渣要全部清理干净。施工前，先用水充分润湿老混凝土的表面层，低洼处不得留有积水，然后铺一层10～30mm厚的水泥砂浆。水泥砂浆的水灰比应小于混凝土的水灰比。底层混凝土强度未达到2.5MPa之前，人不得在已浇筑的结构上行走、运送工具或架设上层结构的支架和模板。

3.3.3  混凝土养护

夏季混凝土养护设置水池和扬程35m的高压泵，高压泵连接PVC管，由人工对表面进行喷淋，自来水在重力作用下顺箱壁下流进行整体养护，保证养护到位。混凝土湿润养护不得少于14天。进入冬季施工后，要采取高温蒸养的方式进行养护，确保混凝土达到设计强度。沉箱混凝土养护见图4。

混凝土施工生产过程中产生的表面缺陷、裂缝等，应按现行行业标准《水运工程混凝土施工规范》（JTS202）的有关规定进行修补。

4施工经验

（1）沉箱预制的模板面板采用优质钢板，大板片整体拼装减少模板拼缝，保证了预制构件表面光洁度。

（2）沉箱模板拐角处采用半径为50mm的1/4圆弧倒角，有效防止拐角处漏浆或拆模掉角现象，拐角处混凝土过渡平顺光滑，使沉箱成品表观质量得到提高。

（3）外片模板连接处采用阴阳搭接结构，接缝严密，有效避免了因漏浆导致的混凝土质量通病。

（4）沉箱外趾模板斜面处均匀布置振捣孔，有效消除斜坡面混凝土空洞、气泡等质量通病。振捣孔采用机械加工成型;封堵盖板采用16mm钢板车铣加工成型，与振捣孔接缝紧密，无错台。

（5）沉箱底层模板底角处设置20mm×20mm倒角，并设置橡胶止浆带，标准层外侧模板底部设置[63槽钢，并用橡胶止浆带镶嵌槽钢内，高出板面5mm。模板支立时紧靠已预制混凝土，有效解决漏浆问题，避免了因底部漏浆导致的质量缺陷。

（6）为消除上、下层混凝土浇筑后的错台现象，在模板顶口加设双扣[12槽钢，提高模板顶口钢度，保证构件顶口顺直度与平整度。

（7）外模顶口焊接25mm角钢，有效防止冲毛及拆模过程中破坏混凝土边缘，提高了预制构件的整体观感。

（8）混凝土浇筑时严格控制分层高度，分区分片布置振捣点，避免漏振或过振，混凝土浇筑后表面色泽一致，无明显色差。

（9）混凝土养护夏季采用高压水泵喷淋方式，冬季采用覆盖升温养护方式，保证养护到位。

参考文献：

[1] 中交第一航务工程局有限公司.水运工程质量检验标准：JTS257-2008[S].北京：人民交通出版社，2008.

[2] 中交天津港湾工程研究院有限公司.水运工程混凝土施工规范：JTS202-2011[S].北京：人民交通出版社，2011.

[3] 中交四航工程研究院有限公司.水运工程混凝土质量控制标准：JTS202-2-2011[S].北京：人民交通出版社，2011.