干法现浇沉箱施工工艺特点分析 本文关键词：沉箱，施工工艺，干法，现浇，分析
干法现浇沉箱施工工艺特点分析 本文简介：摘要：文章介绍了干法现浇沉箱施工在恒大海南海花岛2号岛直立式护岸工程中的应用，重点分析了止水围堰施工工艺、施工中需注意的事项以及干法施工工艺特点等。该工程取得了良好的施工效果，说明了干法施工在特定条件下对比传统工艺有优势。关键词：现浇沉箱；干法施工；止水围堰人工岛的建设必然注重景观效果，因此依托主岛
干法现浇沉箱施工工艺特点分析 本文内容：
摘要：文章介绍了干法现浇沉箱施工在恒大海南海花岛2号岛直立式护岸工程中的应用，重点分析了止水围堰施工工艺、施工中需注意的事项以及干法施工工艺特点等。该工程取得了良好的施工效果，说明了干法施工在特定条件下对比传统工艺有优势。
关键词：现浇沉箱；干法施工；止水围堰
人工岛的建设必然注重景观效果，因此依托主岛兴建离岸小岛必不可免，传统的斜坡堤结构，围堰断面宽度较大，对水域空间要求高，用海红线的限制严重制约着土地利用率，因此在水深受限、水域狭窄、采取直立式结构合理的布置离岸小岛可以最大限度节省空间，避免了岛屿之间水域狭窄的效果影响。
一、工程概况
1．工程介绍恒大海南海花岛2#岛直立护岸工程位于海南省儋州市白马井镇，排浦港与洋浦湾之间的海湾区域，港池西岸直立堤段总长约550.7m，东岸长约626.9m。工程区年平均风速为3.6m/s。常风向为ENE向，频率为22.3%，次常风向为NE，频率为18.10%。工程东、西护岸用海红线相距52~95m，传统的预制、安装施工工艺依靠起重船施工作业在本工程存在的缺点为：就近的预制场地承载力难以达标，龙门吊等作业设备安全风险大；港池区域水深较浅，起重船需趁大潮接运沉箱、趁低潮安装，台班作业时间有限，难以控制施工成本；港池区域水域狭窄、起重船抛锚作业困难，沉箱就位难度大，前沿线精度难以控制[1]。干法施工则可以有效规避上述问题。2．工艺特点（1）安全性高：传统的重力式码头沉箱的预制场，对地基承载力要求高，基础差异性沉降导致龙门吊等设备倒塌造成特别重大安全事故案例鲜明；出运拖带时对来往船舶避让、艏向改变操作难度大、箱体内临时压载浮游稳定困难；加上近年天气恶化，强对流天气多，对起重设备安全作业影响大，干法施工很好的规避了上述施工难点，不存在此类安全隐患；（2）过程透明、操作简单：在止水效果好的情况下，只需考虑辅以抽水泵定期对雨水及部分地下水渗透进行排水，其余施工以挖机、铲车及履带吊等陆地机械施工为主，对石料规格、含泥量等原材料清晰可见；浇筑垫层对沉箱应力扩散起到很好的作用、向墙后倾斜的坡度也可得到很好的控制，减少了水下作业不透明的风险；（3）精度高、质量易保证：放线以RTK、水准仪引点至护岸区，通过全站仪准确找准码头前沿线位置，根据钢筋、沉箱长宽尺寸定格，减小了水上作业引起的安装偏差；（4）工序少、效率高：干地现浇作业不存在沉箱出运、下水、安装的施工工艺，不会因天气、水深、施工区域面积等影响造成工期拖延，随着混凝土强度增长，即可进行后方棱体及沉箱内调料施工，施工效率较水上安装作业大幅提高。（5）成本大幅下降：起重船夯实、吊装作业一般按租赁台班计量，由于水深的限制导致起重船无法全天候作业，台班数量将加大，成本大幅提高，陆地现浇施工则可进行连续陆地机械作业。
二、止水围堰设计与施工
1．总体施工方法施工区两端增设临时止水围堰，以1~1,000kg块石作为堤芯石，外侧采用大块石护面防浪，内侧铺设二片石、碎石、土工布、回填粘土作为止水反滤层。围堰断面结构完成后在粘土层上进行水泥搅拌桩施工，形成有效的止水帷幕。2．水泥防渗墙形成封闭情况与房建、市政基坑支护性质相同，参照其基坑支护模型施工止水围堰，具体分析结果如下：（1）止水围堰的整体稳定性分析止水围堰止水效果的好坏是制约本工程成功与否的关键因素，同时若后期出现渗透变形导致塌坡，将对设备、人员造成重大损失。因此保持止水围堰稳定是设计其形状的重要目标之一。在港池水域抽干之后，由于土的渗透变形作用，可以见到内侧关于回填黏土变形的宏观表现：隆起、断裂、地表沉降等。港池水抽干后围堰外侧渗透压力将继续加大作用于黏土层的压力，同时因土拱效应，墙外侧土压力会趋于均匀，墙体侧移的结果是海水渗透力也发生变形，并产生墙体侧移位移协调（在铺设土工布一层）变形，形成附加应力，产生塑性区，变形的效果逐步传至地面，形成地表沉降。可见地表沉降与墙体侧移和粘土隆起等变形紧密相关。如若黏土层变形过大，将导致土体滑坡，止水围堰失效。因此，为了减小水力坡降，降低粘土层滑坡风险，增设一条水泥防渗墙能有效的截断渗流，确保止水效果[2]。（2）防渗墙设计与施工混凝土防渗墙的主要设计为：墙体深度、墙体厚度、墙体材料等。确定防渗墙的深度时，考虑了以下因素：防渗墙本身的支撑条件、允许应力和不均匀沉降的要求，防渗墙墙底与基岩或相对不透水层之间接触带的渗流稳定和水量损失，便于造空和浇筑，与其它防渗措施的配合，干地施工的要求，防渗墙入不透水层太深会加大施工困难、太浅则易形成接触渗透，影响防渗效果。根据工程经验和规范，结合现场钻孔资料，防渗墙底部深入不透水层2m。本项目设计墙体深度约9m。防渗墙的厚度应满足墙体抗渗性、耐久性、墙体应力和变形的要求，同时还应考虑到地质情况及施工设备等因素。墙体材料以42.5R普通硅酸盐水泥为主，结合现场回填粘土组成成分，掺量采用12%。水泥与粘土成桩后抗渗性好，变形模量低、极限应变值大、适应能力强。3．止水围堰施工注意事项（1）考虑外侧因海水冲刷、涨退潮的侵蚀，考虑外海侧采用较大块石填筑；（2）倒滤层施工完成后仍存在随海水涨落的渗流压力，土工布铺设、粘土回填应趁低潮平潮作业，因此土工布铺设时需缝制或达到规定的搭接长度，长臂挖机用大块石压底。（3）混凝土防渗墙的厚度应有效的抵御海水的渗透压力，同时考虑粘土的渗透变形，参照房建地下室结构保险起见增设一条水泥搅拌桩防渗墙将海水渗透压力减小必不可少。泥浆搅拌墙按单桩处理，考虑搭接1/2桩布桩桩位如下图2所示。（4）混凝土防渗墙打设在原有抛石围堰上石要考虑原有围堰沉降的因素，需将最底层块石清除干净换填成粘土墙，否则内侧过水率将急剧放大，难以达到止水效果。
三、其它工艺特点
（1）基床抛石：基床抛石作业改为陆地作业，通过挖机施工能有效控制边线及平整度的要求，同时依托原抛石方案，大块石基本位于基床下，加上运输车辆的自重压载，有效的减小了后期沉降，基床抛石、基床整平施工质量易控制。（2）基床夯实：履带吊配夯锤夯实基床施工方式，避免了施工过程中倒锤或偏夯引起的强夯质量差，夯实检验容易，补料处理效率高。（3）增设C15素砼垫层：能有效的传递沉箱重力应力向基床和地基扩散，使基床受力均匀，避免了产生差异沉降。同时基床向墙后倾斜度可以得到保障。（4）墙身结构：沉箱现浇作业钢筋绑扎、模板支护、混凝土浇筑等施工采取RTK结合全站仪放线，前沿线位置偏差小。通过合理布设独立段和跳打断，使弧线段沉箱缝隙均匀，跳打段施工采取聚乙烯发泡板塞缝，后期渗透压力小。（5）模板设计：与传统预制安装对比，干法施工采用独立段、跳打断施工作业，极大缩短了施工工期，钢筋绑扎、模板支护、混凝土浇筑等工艺均为预制场搬运至现场施工，但模板设计对比传统预制场作业有所不同，即沉箱缝隙中间插板的设计。（6）后方回填：干地现浇施工，混凝土强度达到一定程度后即可进行后方棱体施工。
四、节能降耗
干法施工设备均为陆域机械，与传统的水上施工作业重力式码头结构对比，基床抛石，基床夯实，基床整平、沉箱预制、出运、下水、运输、安装等工序均不需船舶作业，使得施工能效得以有效的控制：（1）减少了大型船舶的投入量，采用了能耗低的陆地设备进行施工，有效的控制了工程成本；（2）优化沉箱现浇施工方案，隔段浇筑，加强流水作业管理力度，提高施工效率，确保工程工期。
五、结束语
综上所述，通过上述分析及工程应用实例的成功，在特定工况：沿海风浪小、内河施工水域狭窄、水深受限、填筑围堰的长度不大、工程量小等情况下，通过有效的止水施工措施，将干法施工对比传统施工优势凸显。这种工艺施工水工结构，为干施工积累了宝贵经验，具有指导意义。
参考文献
[1]GB/T51130-2016，沉井与气压沉箱施工规范[S].北京：中国计划出版社，2016.
[2]司惟.拦水坝现浇沉箱工程的施工技术[J].珠江水运，2017，（09）：79-80.
作者：王振兴 秦晓峰 单位：中交广州航道局有限公司
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