大型沉箱现场预制施工技术管理
大型沉箱现场预制施工技术与管理
本文以福建鸿山热电厂煤码头工程沉箱现场预制为实例，介绍了大型沉箱现场预制施工技术与现场管理经验。 关键词：沉箱，现场预制，施工技术1、工程概况鸿山热电厂煤码头沉箱共有25个，沉箱重2198t，高17.3m，长17.5m，宽14.0m，底板厚0.6m，前后趾宽各1.0m，箱内设有12个格仓，箱体墙厚0.35m～0.40m，隔壁厚0.2m。沉箱安排在现场分层预制，工期7个月，要求每月预制4个，预制质量等级优良。表1-1 沉箱规格、数量表构件型号 外型尺寸（㎜） 单件方量（m3） 单件自重（t） 设计件数沉箱甲 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件合计 砼：22007.37m3 2、总体施工方案 2.1 场地规划建设预制场地选址须满足以下4个基本条件： （1）场地面积满足生产要求，水、电、道路能通到位； （2）地基经过短期简易处理后承载力能满足要求； （3）沉箱出运码头前沿水深及航道能满足安装船组吃水要求,出运码头与沉箱安装现场距离经济合理； （4）充分考虑预制场周边海域水文气象的影响因素。 2.2平面规划鸿山电厂陆域回填砂地二期预留区场地能满足上述条件要求，可作为沉箱临时预制场。预制场占地面积约2万m2，其中混凝土搅拌站占地4000m2。主要由现场办公区、班组候工区、沉箱预制区、存放区、钢筋堆放区、加工区等组成（见附图1）。（1）在原回填砂层上再回填厚1.0m的块石层作为预制场地的基础层，其中，预制区及存放区场地经过强夯处理。 （2）预制区采用c30砼板（结构配筋，厚0.3m）作为预制底模基础，预制区布设5个砼底胎模，胎模间距5m，满足装载机能在底模间进行填砂、清砂或吊运等机械作业，满足沉箱模板能临时存放于底模间，从而减少模板吊运距离，提高工效。 （3）预制区内布设1台电动行走机构式门机（净跨30m、净高24m），结构为钢管式立柱、桁架式横梁，横梁顶部配置30t卷扬机行车主钩1台， 16t电动葫芦副钩2台，主钩用于外模的安拆，副钩用于内模及平台的安拆。 （4）存放区内布设5个沉箱临时存放位，存放位置浇筑“回”字形砼基础（宽1.5m、厚0.3m），以确保沉箱支垫枕木均匀受力，基础内部区域铺设碎石与石屑硬化整平。 （5）塔吊作业线布设在钢筋加工区与沉箱预制区中间，用于钢筋的卸料、吊运、网片安装，塔吊起重能力80t，满足吊运成捆原材（3t）及网片（2t）到预制沉箱各位置。 （6）场内通道采用c30砼路面，并设置完善的排水设施。 3、沉箱预制主要施工方法根据沉箱的外形尺寸、门机起吊能力确定沉箱分层预制工艺，本工程沉箱高度17.3m，整个沉箱分成：底层1层，高4.0m，标准层4层，高均为3.5m。 3.1模板工程模板工程由活动底模、外模、内模、砼浇筑平台等组成，按照施工总体计划安排，现场配置5个活动式内模、1套底层外模、1套底层内模、2套标准层外模、1套标准层内模。3.1.1活动底模底模基础为c30砼板，结构配筋，厚0.3m，砼板面应压光平整，偏差控制在10mm以内。底模由25号、23号工字钢对锁成封闭框架式结构，内设8个承重钢搁梁形成的隔仓（见附图2）。根据搬运沉箱所需气囊条数与尺寸确定隔仓数量，隔仓内填充砂经灌水、振捣密实后作平整度处理，形成一密实工作面之后，再先后铺上光面胶合板与纤维板。由于隔仓封头采用23号工字钢，安装时通过底部调节螺栓调高至与隔仓工字钢顶面平，拆除时通过调节螺栓，使工字钢与沉箱底面分开，便于拆除；胶合板需平铺在工字钢顶面，其边缘与填砂交接处断开，确保底模掏完砂后能取出胶合板。 3.1.2沉箱外模 附图2：活动底模结构示意图一套外模由4片钢模板组成，即左、右侧模和前、后模。外模板为桁架式钢模板，模板面为5mm厚钢板，模板桁架围柃为3.1.3沉箱内模一套内模共有12件框架式内模板组成，框架式内模板通过内框架组成一个整体。3.1.4模板安拆底层模板安拆流程为：工字钢铺设→填砂灌水振实→胶合板铺设→纤维附图3：标准层模板安装示意图板铺底→钢筋绑扎→内模支撑墩安放→外模安装→底板砼浇注→内模安装调整→安装浇筑平台→墙体砼浇注→拆内模→拆外模（见附图3）。 底层外模板为墙包底工艺型式，下部通过预留在砼底模面上的孔洞结合千斤顶加固，上部预设圆台螺母，作为上层外模承重及紧固之用。底层内模安置在预先埋设在底板内的砼支撑墩上，内模板上部预设锲型预留孔，作为上层内模托架定位支撑之用。标准层模板安拆流程为：安装内模→安装外模→安装浇筑平台→砼浇筑→拆内模→拆外模。内模安装时应通过内框架底部的托架支撑在沉箱内墙砼预留的孔洞上，模板底部由活动式顶撑固定并与砼表面接触紧密，通过对拉件调整模板面垂直度，上紧上口拉条，安放倒角模板、预埋件，之后检查各内模平面尺寸，垂直度及标高。外模安装时，将外拉条与预设在沉箱外墙的圆台螺母全部拧紧，使得模板下部200mm与下层砼墙体面接触紧密，外模止浆措施采用嵌入固定在外模上截面长宽25×25mm的硅橡胶条止浆工艺，四榀外模之间通过设置在桁架上的对锁拉条连成整体，当上口拉条与内模拉紧固定好之后，门机才可脱钩。 安装前认真清理干净模板面上的砼残渣，并均匀涂刷脱模剂，脱模剂采用新机油与新柴油按1：3兑制而成。模板安装后，其平面尺寸，垂直度应符合规范要求，模板的支撑点应有牢固的强度，保证其变形控制在规范允许范围内。3.2钢筋工程3.2.1 钢筋加工所有钢筋加工均按分层长度要求下料，钢筋制作长度大于原料长度时采用预热闪光接触对焊接长。所有钢筋原材料按产地、炉号、是否经检验证明合格与否等项目作醒目标识，按不同规格型号分堆备用。 3.2.2钢筋绑扎底层钢筋绑扎流程：铺底放线→绑扎底板下层钢筋→支设保护层垫块→绑扎底板架立筋→绑扎底板上层钢筋→绑扎隔墙钢筋→绑扎外墙及前后趾钢筋。标准层钢筋绑扎流程：安装仓内工作平台→ 调整下层外露钢筋→由里到外依次安装绑扎纵隔墙及墙体钢筋→穿绑横隔墙钢筋→绑扎墙体加强筋、角筋。标准层钢筋的安装绑扎应与拆模互相协调，即拆除内模后，立即安装仓内工作平台，利用外模作为钢筋安装绑扎外脚手架，钢筋绑扎验收合格后再拆除外模。 3.2.3钢筋保护层支垫钢筋保护层厚度有50mm、40mm、30mm等3种规格，保护层垫块采用砂浆预制，垫块强度强度比沉箱高一等级即m45，垫层为锥台形，以减少与模板面的接触。垫层梅花形布设，横纵向间距1.0m。钢筋绑扎铅丝头应向里按倒，不得伸向钢筋保护层。 3.3混凝土工程3.3.1 混凝土浇筑工艺沉箱砼强度为c40，施工配合比按泵送砼设计。现场配置1台汽车泵、1台拖泵、2台8m3混凝土搅拌运输车。底板及底层砼由汽车泵泵送入模，标准层砼由拖泵泵送入模。底层砼浇筑工艺：浇筑底板砼（4小时）→安装底层内模（3小时）→安装浇筑平台（1小时）→浇筑底层砼（4小时），底层砼浇筑时间总预计12小时，每层内模上设有一浇筑平台，平台四边缘做成斜坡形，便于砼入模。由于沉箱公共隔墙的存在，因此浇注时砼输送软管按一定的路线移动，以利砼浇筑和防止模板偏移。砼浇筑采用水平分层浇筑的方式进行，分层厚度为0.5m，砼振捣采用φ60插入式振捣器，振捣器应插入下层混凝土不少于50mm；为避免浇注至顶时浮浆过多，砼应分层减水；前趾部分在外模上开仓口，直接由仓口进料振捣，待砼密实后封口。 3.3.2混凝土养护沉箱砼采用养护液进行养护，养护液涂刷应均匀并密封砼表面，养护时间在拆模后立即进行；养护由专人负责，施工前进行书面安全技术交底。 4、施工质量控制本工程预制成型沉箱棱角分明、颜色一致、分层顺直、砼表面缺陷及尺寸检测均能达到规范要求；试块强度均达到45mpa；分层交接处通过钻孔取蕊和超声波检测，混凝土强度均达到设计要求。现场主要从3方面加强质量的控制，即人、料、艺。 4.1人员操作质量控制根据沉箱预制工艺要求，组建不同专业班组，如钢筋班、木工班、砼浇筑班、司机班、起重班等，班组分工明确精细，如钢筋班又分为下料、对焊、弯曲、电焊、绑扎等不同工种，从细节作起，作到操作熟练、规范、标准，不断改进工艺，确保施工质量。4.2原材料及混凝土质量控制水泥、粉煤灰、外加剂、钢筋等原材料进场必须有合格证并经检验合格后方可使用，原材料必须满足《水运工程混混凝土施工规范》jtj268-96的各项规定。混凝土的原材料、配合比及施工生产过程中的称量、拌制、运输、浇筑、养护等主要环节应按现行《水运工程混凝土质量控制标准》(jtj269)的规定进行检查控制。4.3混凝土水平接缝处理由于分层施工，上下层之间存在新旧砼结合面，为保证结合面质量，每层混凝土浇注至顶面后，刮去表面浮浆，待混凝土初凝后终凝前，进行冲刷处理，冲刷须保证冲掉表面的砂和浮浆，且石子必须露出1/3高度，且石子不得松动，在浇注下一层混凝土前将施工缝湿润冲洗干净，先浇注20～30㎜厚水泥砂浆，水泥砂浆的水灰比应小于混凝土的水灰比。5、安全管理与文明施工安全管理，文明施工应是全员参与，责任明确，全程控制，沟通畅快。 （1）、适当提高劳务承包单价，选择责任心强，施工经验丰富的班组。 （2）、针对沉箱预制工艺特点，组织各班组、各管理岗位开会讨论，共同分析与预测箱预制存在的各项安全隐患，并制定出相应的预防措施，施工过程中互相提醒，互相谅解，共同进步，共同创造良好工作氛围，确保安全施工。 （3）、定期组织操作工人进行岗位技能培训及安全教育，特殊工种需持证上岗，从而减少违章作业、加强安全忧患意识，提高安全预防能力。 （4）、多方位，多角度，人性化，精细化进行安全告之与警示，处处留神，处处小心。 （5）、利用形象直观、色彩适宜的各种视觉感知信息组织施工，预制场内帖挂管理制度、操作规程、安全告之、管理岗位名单等，让所有人能自觉遵守，形成约束。六、结语1、沉箱现场预制资源有限，影响因素多，因此，在施工前应认真规划，施工过程中应不断掌握现场施工状况，并将实况与计划进行对比分析，及时采取有效措施，确保目标的实现。2、本工程沉箱预制周期为7天，即活动底模制作1天、底层预制2天、各标准层预制各1天，实现了月预制4个沉箱。本预制场成功实现了各目标，关健在于参建各方目标明确，前期精心策划，过程充分沟通，密切配合，较大挖掘各项生产要素的潜能。3、分层预制减少外模高度与内模数量，确保常规起吊设备能安全安拆模板，分层预制与高压气囊搬运工艺的相结合运用，使大规模、大型沉箱能在较短时间内在现场预制完成，极大拓展了沉箱向大型化、码头向深水泊位发展的空间，极大缩短了码头建设周期，社会效益极为明显。
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