淺談堤防工程沉箱施工技術

曾錦泉

（廣州市水電建設工程有限公司，廣東 廣州 510000）

隨著水運事業的發展、深水泊位建造日趨增多，沉箱預制逐漸向高大發展。沉箱是預制鋼筋混凝土筒狀構筑物。施工中利用機械方法清除筒內土方，沉箱借助自重克服井壁摩擦力下沉至設計高程，箱內回填砂、礫料夯實后，再澆筑混凝土頂板，從而整體構成地下基礎。由于沉箱基礎由砂礫石、鋼筋混凝土構成， 所以具有整體性強、穩定性好的特點，而且也有效地解決了高水位時河堤基礎開槽受流沙影響無法成型、無法砌筑基礎的難題。

1 工程概況

廣州某海口段屬寬淺式河道，2004年在其左岸砌筑河堤，設計結構型式為M二衡重式漿砌石擋土墻，灘地以下基礎埋深2.4 m（含河底以下埋深1.0 m），灘地以上砌石高度3.2 m。由于施工地點位于河道入海口，地層表現為粉細砂，且施工時段屬大湯河行洪期，河道內水位較高，所以在基礎開挖時出現了大量的流砂，基槽無法開挖至設計底高程。經設計單位變更后，決定采用沉箱基礎，考慮不均勻沉降，每個箱體之間不設連接設施，其上部漿砌石擋土墻瀝青木板伸縮縫可沿每個沉箱長度設置。

2 沉箱結構

結構形型為C25混凝土筒狀結構，外部為長方體，每個沉箱規格為6.4 m×3.2 m×2.2 m（長×寬×高）， 內設一道隔墻，使每個沉箱形成兩個對稱井筒。隔墻的作用是便于控制挖土下沉，防止或糾正傾斜、偏移，并加強沉箱剛度，減小沉箱撓曲應力。箱壁、隔墻厚均為30 cm待沉箱下沉到設計高程，箱內回填粗砂、礫石，夯實后現澆混凝土頂板以承托上部漿砌石全部荷載，頂板厚0.2 m，配筋與箱壁隔墻相同，均為Φ12@200。

3 施工工藝

為避免沉箱在運輸過程中損壞，在場地允許的情況下，在現場進行沉箱制作、施工。施工過程中各工序先后順序為：場地平整→扎筋→支模→澆筑混凝土→拆模→養護→除土下沉→箱內填料→箱蓋澆筑混凝土。

3.1 場地平整

將回淤的基槽重新填平，場地平整后用蛙式打夯機夯實，以防止由于地基不均勻下沉引起箱體裂縫，然后人工鋪筑10 cm礫石墊層，石徑不大于2 cm。

3.2 扎筋

沉箱不進行二期混凝土澆筑，箱壁隔墻鋼筋同時現場綁扎，配筋相同，均為中12@20，內外兩層鋼筋網片之間加設鋼筋連接件。

3.3 支模

內模、外模均采用酚醛板（1.2 m×2.4 m），板間拼縫于倉內粘貼塑料膠條，板間對接面粘貼柔性泡沫止水膠條并壓緊，以防止混凝土振搗時漏漿。保護層用預制M10水泥砂漿塊（厚2.5 cm）控制，內外模板采用對拉螺栓連接固定，模板外側用腳手架鐵管圍令固定。

3.4 澆筑混凝土

由于受場地限制，所以使用商品混凝土。為縮短工期，混凝土中加入了早強劑和減水劑。混凝土由攪拌車水平運輸到現場，泵車送混凝土入倉，插入式振搗器垂直振搗，每個沉箱施工過程中一次連續完成澆筑，不產生施工縫，但每個沉箱須按兩個井筒同時對稱均勻地分層澆灌，以免造成地基不均勻下沉引起箱體傾斜。

3.5 拆模

混凝土達到設計強度75%以后拆除摸板，注意要在拆除鐵管圍令、對拉螺栓及連接件后，由上而下水平拆除酚醛板。由于支模時箱壁內的對拉螺栓未加埋套管，所以拆模后只能對對拉螺栓齊混凝土表面切斷，未能回收再利用。

3.6 養護

混凝土采用自然養護，拆模后灑水并覆蓋麻袋片的方法進行養護，養護時間14 d。

3.7 除土下沉

沉箱下沉采取一次下沉到位，簡化了施工程序，縮短了作業時間。

3.8 箱內填料

沉箱下沉到設計高程8 h以后復測沉箱位置，沒有變化，立即按設計要求在箱內填充粗砂礫石，填料時一定要均勻，控制每個沉箱的兩個井筒內填料高差在20 cm內，否則有可能導致沉箱移位；要求每個沉箱填料一次填滿。

3.9 箱蓋澆筑混凝土

澆筑混凝土前用蛙式打夯機夯實箱內填充的粗砂、礫石，然后綁扎鋼筋，完成后支模板，并用預制水泥砂漿塊控制保護層，模板為定型鋼模，平板振搗器振搗混凝土，待混凝土初凝后，人工對箱蓋混凝土拉毛，以便于與上部漿砌石良好結合，混凝土養護時間為14 d以灑水并覆蓋麻袋片的方法養護。

3.9.1 下沉的準備工作

首先檢查混凝土強度是否達到設計強度的100%，否則不能作業；對沉箱外觀進行檢查，是否出現表面破損；檢查沉箱標高、軸線、河槽水位，并根據勘測結果確定下沉方法、下沉速度及采取的各類應對措施，重點是下沉過程中出現箱體偏斜時應采取應急措施；檢查施工機械設備性能狀況，并安排好備用設備；確定臨時棄土堆放地點，要求不能影響工序作業銜接。

3.9.2 下沉方案

由于大湯河河底屬于流砂底層，地下水和流砂無法大量排除，為不影響附近建筑物的安全和生產情況，采用不排水除土下沉方式。除土設備采用1 m3耐反鏟液壓挖掘機進行除土、排土，以提高沉箱下沉的速度和精度。

3.9.3 施工過程

挖掘機在沉箱旁側作業，分別由井筒內取土，土方就近堆放，隨著箱壁基礎土方不斷被挖空，沉箱開始借助自重克服井壁摩擦力逐漸下沉，直至設計高程；此后挖掘機停止挖土，進行下一個沉箱下沉作業。

3.9.4 注意事項

下沉過程中要及時測量，需要經緯儀與水準儀聯合使用，經緯儀控制軸線，水準儀控制高程，保證沉箱下沉過程中不發生傾斜、位移，保證沉箱下沉至設計高程沉箱下沉至設計高程后，要繼續進行沉降觀測，保證沉箱在8 h內下沉量不大于10 mm。

4 結束語

綜上所述，依靠沉箱整體性強、穩定性強的特點，且施工簡單，尤其適用于河道砌石擋土墻堤防基礎，經實際工作中運用，取得了較好的效果。