堤防工程中的沉箱施工技术探讨

□管彦鑫（重庆精佳工程设计咨询有限公司）

0 引言

近年来，我国的水运事业得到了快速发展，深水泊位的建设逐渐增多，进而带动了沉箱施工技术的发展与完善。在施工过程中，使用机械清除圆筒内的土方，沉箱自身借助重量会克服井壁摩擦力，下沉到设计的高度，之后当箱内回填的砂砾、石料等被夯实后，再进行顶板的混凝土浇筑，这样就形成了一个完整的地下基础。沉箱施工凭借其优点有效地解决了河堤建设过程中的部分难题，比如高水位时，河堤基础开槽会受到流沙的影响进而无法成型、无法砌筑等问题。

1 沉箱的技术特点分析

沉箱，属于深基础的一种，是一个有顶但无底的箱体结构，被称为“沉箱工作室”。沉箱的顶盖会安装一个气闸，方便人员或者材料等进出工作室，并且保证工作室内有固定的气压。在施工的过程中，工人需要借助工作室内的压缩空气，防止地下水渗入，便于在室内挖土，使沉箱能够逐渐下沉。在下沉的过程中需要浇筑混凝土，当其达到相应的深度之后，再用混凝土将整个工作室填实，让沉箱能够真正成为重型构筑物的基础，如桥墩、河堤、设备等。

2 沉箱施工的具体施工技术

以广州某海口的河道施工为例，由于该施工的实际地点在河道的入海口处，且施工时间段的河道内具有非常高的水位，因此在开挖时就出现了非常多的流砂导致基槽开挖无法达到应有的水准，因此，经过一番设计之后决定使用沉箱基础进行施工。

2.1 沉箱的结构要求

沉箱的外部是长方体，每一个沉箱的规格均是6.40m×3.20m×2.20m，并且在内部设置一道隔墙，让每一沉箱能够形成对称并筒。隔墙在沉箱当中的主要作用是方便工作人员控制挖土下沉，防止出现偏移、倾斜等现象，同时还能够增强沉箱本身的刚度，减少挠曲力。沉箱的箱壁与隔墙的厚度大约在30 cm左右，当沉箱下沉到设计的位置之后，箱内将会开始回填粗砂与砾石，在夯实之后浇筑一个混凝土顶板用来承托上部的所有荷载，一般来讲顶板的厚度在0.20m左右。

2.2 沉箱施工工艺

在沉箱施工中为了避免沉箱受损，要减少运输环节，在允许的条件下要在现场直接进行沉箱的制作与施工，其施工工艺如下：

2.2.1 平整场地

在施工之前需要将回淤的基槽整体填平，等到场地平整之后需要用打夯机夯实，这样能够防止地基下沉造成的箱体破裂，之后再进行人工铺筑，大约为10 cm左右的砾石垫层，并且石径要保证在2 cm以内。

2.2.2 扎筋

扎筋环节至关重要。沉箱在未进行二期浇筑时，需要进行箱壁隔墙钢筋现场扎绑，并且保证配筋相同，内外两层的钢筋网片都要设置钢筋连接件。

2.2.3 支模

沉箱内膜与外膜要使用酚醛板，板间的拼缝需要用塑料胶条粘贴，并且板间的对面要粘贴上泡沫止水胶，防止混凝土在振捣时出现漏浆的现象。保护层需要用预制的M10水泥砂浆块控制，让浆内外的模板都用对拉螺栓固定，而且要用脚手架铁管将模板外侧固定好。

2.2.4 混凝土浇筑

沉箱施工会受到场地的限制，因此需要使用商品性混凝土进行浇筑。为了缩短施工期，需要在混凝土中加入早强剂以及减水剂。在施工现场，混凝土需要由搅拌车进行水平运输，再由泵车将其运输入仓，使用插入式振捣其进行垂直振捣，每一个沉箱在施工时都需要一次性、连续性的完成浇筑，防止施工缝的产生，但是每一个沉箱必须要用两个井筒对称、均匀地进行浇灌，防止地基不匀引起箱体倾斜。

2.2.5 拆模

当混凝土的强度达到75%左右，要拆除模板，但是要保证在拆除部分连接件之后，再由上到下水平将酚醛板拆除。但是，因为在支模时，箱壁内部的对拉螺栓没有设置套管，因此在拆模之后只可以切断对拉螺栓，无法回收利用。

2.2.6 混凝土养护

混凝土需要采用自然方式进行保护，在拆模之后需要洒水并且覆盖麻袋片的方式进行混凝土养护，根据实际情况制定养护时间，此工程的养护时间为14 d。

2.2.7 除土下沉

在下沉沉箱的时候需要保证一次性下沉，避免二次下沉，这样能够简化施工程序，最大限度地缩短作业时间。

2.2.8 在箱内进行填料

当沉箱下沉至设计高程后需要复测沉箱的位置，如果发现没有变化需要立即按照之前设计的要求，在箱内填充适量的砂砾石，并且保证均匀性，每个沉箱都需要将两个井桶内部的填料高差控制在20 cm以内，要不然可能会导致沉箱发生移位。

2.2.9 在箱盖处进行混凝土浇筑

在混凝土浇筑之前需要使用打夯机，在实箱内部填出砂砾石，之后绑扎钢筋，在完成之后再支起模板，并预制水泥砂浆块作为控制保护层，使用平板振捣器进行混凝土振捣。等到混凝土初凝后，需要人工进行混凝土拉毛，方便与上部的浆砌石良好地结合，一般来讲，混凝土在养护14 d之后，使用洒水加覆盖麻袋片的方式养护。

2.2.10 下沉准备

首先需要对混凝土的强度进行检查，看其是否达到百分百强度，否则不能进行施工作业；对沉箱的外观进行检查，看表面是否有破损存在；检查沉箱的标高、河槽水位等，并且依据勘测的结果制定下沉方案以及各类紧急应急计划，重点是要保证在下沉时，如果出现箱体偏斜等问题，能够及时采取应急措施进行处理；对施工机械设备的性能进行检查，并且安排好备用设备，以备不时之需；在准备期间还要确定临时的废土堆放处，保证废土堆放处不能影响正常工序的衔接，保证沉箱工程能够顺利完工。

2.2.11 下沉方案的制定

下沉方案需要根据施工地点的实际情况制定，此工程的地段较为特殊，地下水以及流砂无法被顺利排出，为了不影响建筑体的安全，需要采用不排水的除土下沉方式。为了提高沉箱下沉的速度以及精度，确定的设备是1m3的耐反铲液压挖土机。

2.2.12 施工的过程

主要施工过程，由挖掘机在沉箱的边侧进行作业，在井筒内取土，取出的土方要就近进行堆放，箱壁基础的土方会被不断的挖空，那么沉箱就开始利用自重并且克服井壁的摩擦力下沉，直到达到设计高程为止。之后需要让挖掘机停止进行挖土，从而进行下一个沉箱的下沉施工。

2.2.13 下沉过程中的注意事项

在下沉的过程中，需要进行实时测量，并且要让经纬仪、水准仪同时使用，让经纬仪保证轴线的准确，水准仪保证高程的准确，这样能够确定沉箱在下沉过程中不会发生倾斜或者移位的现象。当沉箱下沉到设计高程之后还必须要继续观测沉箱的状况，保证每一个沉箱在8 h内的下沉量在10mm之内。

3 结语

总之，沉箱施工主要依靠的是沉箱整体性较好、稳定性较强的特点，能有效解决堤防建设中产生的砌筑难题，同时也缩短了相应的施工周期，从根本上保证工程施工质量。目前，我国在建设河道堤防时，应当高度重视沉箱施工的整体效果，在施工过程中对其进行全方位的管理与监控，这样才能真正保证沉箱施工的整体水平，促进河道工程的建设与发展。

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