重力式码头沉箱安装偏差质量通病的防治

重力式码头沉箱安装偏差质量通病的防治重力式码头沉箱安装偏差过大，会影响上部结构胸墙的高度、竖直度以及码头的顺直度、长度等。

影响沉箱安装质量的因素很多，如基床夯实、整平质量的好坏，安装方法是否先进以及安装时的的海况等。

随着码头结构大型化和深水化的发展，重力式码头所采用的沉箱也在不断加高、加长、加大，客观上给沉箱安装偏差的控制带来了困难。

通过工程实践，沉箱高度大于15m时，沉箱安装的各种允许偏差值(尤其是接缝宽度)较难控制。

为提高工程观感质量，节约工程成本投人，非常有必要对沉箱安装偏差过大的质量通病进行治理。

1工程概况烟台港龙口港区27#、28#、29#通用泊位工程沉箱共三种规格，码头标准段沉箱（A型）高16.8m、宽17.45m，长18.826m，单个沉箱重量约2558t，共49个；码头南侧与南护岸直立段连接的沉箱（A'型），其区别A型沉箱处为沉箱后趾去掉2m，后墙上部去掉牛腿，单个沉箱重量约2539.7t，共计1个；南护岸直立段沉箱（B型）高16.8m、宽13.725m，长18.826m，单个沉箱重量约2038.4t，共计2个。

每个A型和A′型沉箱均由前后面板、2个侧面板、16个舱格、3个横隔墙、3个纵隔墙组成，其中前后面板厚0.4m，侧面板厚0.35m，舱格尺寸为L*B*H=4.344*3.475*16.2m，隔墙厚0.25m。

沉箱左右对称、前后顶部不对称，前后趾宽度为均为1m。

沉箱安装设计缝宽为70mm，倒坡约为1%。

本工程沉箱皆为大型沉箱，安装偏差控制难度较大，结合工程实际以及多年施工经验，有针对性地对沉箱安装偏差过大的质量通病进行了治理，取得了较为满意的效果。

2沉箱安装允许偏差、缺陷影响及原因分析2.1 临水面与施工准线偏差2.1.1允许偏差值:50mm2.1.2缺陷影响临水面与施工准线偏差过大，将造成上部结构胸墙模板支立困难，使胸墙底部宽度发生变化、断面尺寸不一、码头前沿线改变等。

2.1.3原因分析由于技术人员不够精心，计算错误而造成控制基准线错误；测量仪器不够先进、测量基线不够精准、由于外力作用造成控制点位移过大、控制点未按要求复测等，从而造成测量误差过大。

2.2临水面错牙2.2.1允许偏差值:50mm2.2.2缺陷影响临水面错牙过大，影响沉箱安装观感质量，同时造成上部结构胸墙模板支立困难，影响底层胸墙的顺直度。

2.2.3原因分析安装方法过于简单，安装时海况差；基床整平时使用的二片石过厚从而造成沉降位移不均；因基床整平质量差而造成倒坡不一等。

2.3接缝宽度2.3.1允许偏差值:30mm2.3.2缺陷影响缝宽的大小直接影响到码头的总长度：缝宽过小，将造成码头长度缩短，码头有效作业长度减小；缝宽过大，码头长度增加，将造成成本加大。

同时，若接缝宽度太大，可能造成后方回填料填塞接缝，甚至回填料通过接缝进人港池。

需要特别指出的是，以上所提缝宽不仅指沉箱上口接缝宽度，同样包括下口接缝宽度，两者同样重要。

2.3.3原因分析影响沉箱接缝宽度偏差过大的主要原因为基床整平质量差，如不同断面的倒坡不一，左右高差过大等等；基床抛石标高相差过大，整平时二片石找平层厚度不一，从而造成沉降不一，是接缝宽度过大的另一原因。

2.4标高2.4.1允许偏差值：规范无要求2.4.2缺陷影响规范并未对沉箱安装的标高偏差进行要求，但标高的偏差能直接反映出基床是否平整，倒坡是否一致，在施工操作过程中是非常重要的衡量标准。

若沉箱同一纵断面标高(如前墙)相差过大，则基床不够平整，缝宽势必难以控制。

2.4.3原因分析标高偏差过大的原因包括：整平导轨标高不准确或导轨下方基础不够坚实，在施工过程中发生较大沉降；整平二片石质量差、厚度过大，基床在沉箱重力作用下发生较大沉降。

3 防治措施通过原因分析，不难看出，影响沉箱安装偏差过大的原因主要为基床整平基础作为隐蔽工程平整度控制不够精准、测量控制误差过大、安装时海况差、安装方法不够先进等。

3.1测量控制3.1.1测量仪器、工具选择船舶定位采用GPS或全站仪，可同时控制里程和基线，操作简便、定位快捷。

基床整平下轨道的标尺一般有两种方案，一是采用油丝绳上方挂塔尺，该方案的缺点是油丝绳可弹性拉伸，存在一定误差，优点是操作简便；二是全部采用铝合金方管制作标尺，在上方固定棱镜或塔尺，该方案比较笨重，需多人操作，在潮流较小水域施工精度高，但在海流较大的海域可能由于流水的冲击力使方管弹性弯曲，测量误差过大。

结合工程实际及海流状况，本工程选择测量误差相对较小的第一种方法，并选择在平潮前后两小时海流较小时进行标高测量。

沉箱安装时采用全站仪控制前沿线及标高，优点是精度高、操作简便、快捷。

3.1.2测量仪器、工具的检测使用油丝绳进行标高测量前，需经过权威部门检验。

经实践检验，油丝绳在使用过程中长度易发生变化，每次使用前应进行量测，及时修正长度。

GPS、全站仪除每年例行检测外，每月进行一次自检、校核，确保仪器误差在允许范围内。

3.1.3测量控制点的复测每次沉箱安装前，提前两天对测量控制点进行复测，若发现数据异常，应再次复测，以保证控制点的精确度。

3.1.4测量人员的培训测量人员上岗前必须培训合格并具备高度责任心，严格按照测量操作规程进行施工控制，翔实记录测量数据并自觉填写仪器使用记录。

3.2基床整平基床整平质量的高低直接决定沉箱安装偏差是否可控，而基床整平的方法直接决定整平质量。

本工程基床整平采用常规施工方法，即：方驳定位，测量控制平面位置和标高，潜水员下导轨，用二片石进行细平，并用刮道刮平。

3.2.1整平标高、宽度的确定随着上部荷载的加大，不同厚度的抛石基床将会产生相应的压缩沉降量，根据本地区以往工程沉降观测资料确定预留沉降量；同时，根据设计基床顶面倒坡确定基床前后高差。

即基床整平施工控制标高=设计基床顶标高+基床预留沉降量。

整平宽度为沉箱底宽每边加0.5m。

3.2.2整平前的检查为避免整平时二片石厚度过大，整平前应对基床标高进行复测。

当夯实后补抛块石的面积大于1/3倍构件底面积或连续面积大于30m²，且厚度普遍大于0.5m时宜做补夯处理。

3.2.3导轨数量的确定由于整平范围较宽，为防止因刮道中间挠度太大从而造成基床中间低洼，施工时，沿整平范围边线和中线各下一道导轨，共三道导轨，潜水员将刮道平放到导轨上，顺导轨方向推动刮道，以刮道底面为整平标准，去高补低，整平基床。

3.2.4导轨的制作及安放后的标高围护导轨采用DN102 x 6mm钢管焊接成长度6m一根，管子内加适量砂，两端用85mm 钢板封口，以免钢管进水增加重量，从而造成人工拆除时困难。

导轨安放的标高准确及围护牢靠是基床整平的关键控制点之一：若标高不准确，则倒坡无法满足要求；纵向标高偏差过大，则缝宽无法控制；围护工作的目的是防止导轨下方垫块及导轨在整平过程中发生移动。

潜水员用提前预制好的混凝土小方块作垫点，测量工用水准仪和水下塔尺按照施工标高减去导轨高度控制其高程，导轨两端的点做好后，将导轨搁置上去，然后重新复核导轨顶标高。

使用不同厚度的钢板加以调节，使导轨施工标高的误差控制在±10mm以内，潜水员用块石支垫导轨中部、围护导轨四周，依次完成所有的导轨安放工作。

3.2.5细平装有二片石的民船在抛石工指挥下向基床投料，潜水员在水下推动刮道进行细平。

为保证基床的密实度，整平时以刮道底为准，对深度在30cm以上的低洼处，用乱石粗平，然后再在其上用二片石补满。

3.3沉箱安装安装方法直接影响到沉箱安装各项指标能否满足要求，故安装方法、安装工具的选择极为重要。

沉箱安装有起重船吊扶安装和纯人工安装两种方法；吊扶安装难度相对较小、费用高。

本工程采用纯人工安装的方法，使用潜水泵和阀门控制沉箱顶标高，使用手拉葫芦和钢丝绳控制沉箱平面位置。

3.3.1安装前准备工作根据沉箱浮游稳定计算时确定的各仓格注水量确定阀门位置及仓格间串水，在沉箱预制时留置串水孔，并据此安装抽水设备。

安装前，潜水员重新检查基床，确保基床无异物、未破坏，方可进行沉箱安装作业。

准备多台大流量(60m³/h)、扬程15m的潜水泵，用于沉箱安装调整时抽水。

水泵配备专用电缆闸箱与发电船上150kW发电机相连。

准备5台10t手拉葫芦(1台备用)和4根ф30mm钢丝绳。

准备2cm到7cm厚各种硬木板若干，用于控制相邻沉箱接缝宽度。

3.3.2人工安装以往工程中，沉箱初次安装多依托定位方驳进行，由于基床顶面不够密实及倒坡与理论倒坡存在误差，沉箱(尤其大型沉箱)初次安装难以成功。

本工程中，摒弃了依托定位方驳进行初次安装的方案，改为先将沉箱粗略安放在基床上，经历一次高潮基床压实后再行根据实测倒坡进行精确调整。

实践证明，用此方法调整沉箱事半功倍，可节约大量人力物力。

3.3.2.1粗略安放拖轮拖运沉箱傍靠定位方驳，系缆将沉箱与方驳固定，然后方驳绞缆移动，陆上用全站仪控制沉箱平面位置，水上通过方驳移动调整沉箱位置，满足粗略安放精度且沉箱稳定后，打开阀门向沉箱舱内注水下沉。

沉箱底距基床顶面约30cm时，由测量人员用水准仪控制，再次调整沉箱压舱水，使沉箱底板倾斜角度与基床顶面预留坡度基本吻合。

测量控制，方驳再次精确定位，收紧锚缆，保持沉箱位置基本不动，继续注水下沉至基床顶面。

粗略安放时注意控制沉箱的位置不影响前一个沉箱的调整。

3.3.2.2安装调整沉箱抽水起浮前，测量待调整沉箱四角标高，由此得出左右、前后高差(实测倒坡)。

沉箱抽水起浮高度达到10cm后，停止抽水，根据此前得出的左右、前后高差仔细注水调整沉箱标高。

以已安装沉箱为依托，根据相邻的沉箱吊鼻尺寸准备四根钢丝绳及10t手拉葫芦作工具，其中两根钢丝绳主要用于调整待安沉箱平面位置，另两根钢丝绳主要控制安装缝宽。

反复收紧或放松四个手拉葫芦并通过增减接缝处的木板厚度仔细调整沉箱平面位置，满足安装精度且沉箱稳定后，打开阀门向沉箱舱内均匀注水下沉至基床顶面，下沉过程中，测量人员认真观测沉箱位置是否发生变化，若发生变动，应及时停止注水，重新调整沉箱位置后，再注水下沉，直至满足安装精度时为止。

4防治效果通过针对性分析和上述施工方法控制，本工程已安装沉箱的各个参数控制较为理想。

中建筑港集团有限公司龙口项目部2012年10月10日。