论文摘要：近年来，由于要满足水运市场船舶大型化的需求，提高港口的竞争力，重力式码头建设正在向大型、深水化发展，并且工期要求也越来越紧迫，因此，在工程项目的施工组织设计、施工技术要点等应该严格把关，确保码头及相关的配套设施建设工程的质量。本文主要对重力式码头沉箱安装施工的关键技术及施工问题进行了探讨分析。

关键词：重力式码头；沉箱安装；施工技术；安装问题；预防措施

1.重力式码头沉箱的施工技术要点
　　1.1基槽与基床
　　重力式码头是依靠自身重力来保持稳定性的一种结构形式，要求天然地基承载力大于250kPa，贯入击数大于35a。当建筑物表层地基承载力达不到要求，并且下卧硬层埋置深度不足时，应该采用换置地基、复合地基的方法来处理。根据不同的下卧硬层埋置深度和均匀程度，可以采用不同的处理方法：清除表层软土层换填粗砂、开山石、块石；深层水泥拌和；沉埋式大圆筒结构物等。建筑物底面基面利用人造基床来提高基面的可靠度，一般采用经过夯实整平之后的抛石基床。
　　1.2沉箱
　　沉箱的预制，根据施工条件，可以采用专业预制场进行预制、货场预制、半潜驳上预制等多种方式。沉箱的浇筑，可以采用一次立模连续浇筑工艺，也可以采用分段爬模、翻模预制工艺，或者预制一部分高度的沉箱，运输到施工现场再实施水上接高浇注作业。沉箱的存放场地，需要稳固的地基和符合标准的平整度。沉箱的浮运，需要考虑天气、潮汐、航道水深等情况，主拖缆系绑点要偏下一些，沉箱需要加封仓盖，准备好抽水设施。沉箱的沉放，一般选择落潮时段，采用二次定位法进行沉放，采用注水法进行坐底，注意保持沉箱四周吃水均匀、内隔仓眼水压平衡。沉箱的填仓，需要在坐底后及时进行，增加重量防止沉箱移位。
　　1.3沉箱岸壁
　　沉箱岸壁存在安装缝和沉降缝，需要在墙后采用整体倒滤层处理或者沉箱缝间设置倒滤井附加防漏土工布处理，能够有效防止陆面坍塌现象。

2.重力式码头沉箱安装的施工技术
　　2.1安装前的准备
　　2.1.1沉箱盲板的布置
　　四角隔舱盲板控制前后沿高差，调整好沉箱前后沿高差后，均匀进水，沉箱可以平稳地下沉。
　　2.1.2沉箱存放
　　沉箱存放区域离安装位置500m左右为宜，过远要经过长距离的拖运，过近会影响其它工序的施工。如果在建码头周围已经有投入使用的泊位，要注意不能影响靠泊作业船舶的通航。存放前对拟存放区域进行水深测量，存放区域高程以较高潮位时能满足沉箱浮游稳定吃水即可。存放点至安装位置的海域要有足够的水深，保证拖运沉箱时能顺利通过。对存放区域建议进行抛填沉箱储存场，以保证沉箱底部无淤泥且底面平整。上述两种沉箱浮游稳定吃水为8m左右，客滚杂货港潮位多在1m~4m之间，沉箱储存场地抛填高程为-8m~-9m之间，高潮时沉箱不没顶，则起浮沉箱不用赶潮水作业。沉箱朝向应以避开夏季强浪向为原则，使沉箱长方向顺着强浪向，避免沉箱倾覆。
　　2.1.3基床整平结果的整理分析
　　顺岸式码头基床多留有倒坡，沉箱前后沿存在高差，要严格控制基床整平的质量。根据沉箱实际高度预留0.5%的倒坡。实际操作中，基床的实际高程与设计值会存在出入，要认真分析基床整平的自检数据，作为安装时控制沉箱前后沿高差的重要依据。
　　2.1.4沉箱起浮
　　在气象海况条件允许的情况下可起浮沉箱。事先需计算最大抽水量，据此选择潜水泵及发电机。潜水泵在沉箱隔舱内的布置要合理．抽水时沉箱隔舱内的水位要保持平衡。抽水过程中，勤检查隔舱内的水位，发现水位差过大，及时做出调整，避免沉箱起浮后发生失稳事故。
　　2.1.5施工坐标系
　　用cad制作施工坐标系，施工坐标系的好处是在安装时方便测量人员操作，测量人员与施工员之间的沟通更容易理解。用大连湾客滚杂货码头12~13#泊位为例，设前沿线为x轴，沉箱起点处与前沿线垂直的方向（一般取陆侧）为y轴。
　　2.2沉箱定位安装
　　2.2.1沉箱起浮
　　在潮位、气象等条件允许的情况下起浮沉箱。潜水泵在沉箱隔舱内的布置要合理，抽水时沉箱隔舱内的水位要保持平衡。抽水过程中，密切关注隔舱内的水位，及时调整水位差，避免沉箱起浮后发生失稳事故。
　　2.2.2沉箱安装
　　（1）沉箱起浮后，吊拖至安装位10m内，通过300t起重船精确定位安装。沉箱安装前要检查基床整平面有无扰动或障碍物；检查沉箱有无粘底及其清除情况；检查抛石基床顶面标高，保证标高在允许偏差范围内。若基床顶面有回淤或沉箱有粘底，必须进行清淤处理，达标后方可安放。安装时起重船布设前后八字锚缆定位，设前锚2个，后锚采用设于岸上陆地的地垅2个。松开沉箱与起重船的捆绑，通过起重船缆绳对沉箱精确定位，安装时随潮落自沉，同时对沉箱箱内抽水灌水下沉，根据放水速度边下沉边收紧和调节船缆对位。沉箱底下沉至基床顶0.3m～0.5m左右时，根据对沉箱的四个角点坐标及标高的测量结果，通过起重船的钢丝绳缆的松紧及对沉箱箱内抽水灌水来调整沉箱的位置，缓缓将沉箱沉放在基床上。
　　（2）沉箱安装就位后，再一次对沉箱安装情况如接缝(30mm内)、错牙(50mm内)、偏位(50mm内)等进行测量检查，如不合格，则抽水、起浮，重新调整、安装。检查合格后继续往沉箱箱内慢慢灌水，直至内外水头相等，沉箱沉落基床。
　　（3）沉箱安装时，在码头陆域测设的测量平台上设经纬仪直接观测其临水面最上边的直线，在码头后方用经纬仪控制其垂直的一面最上边的直线。第一件沉箱安装时，由于周围没有相对稳固的辅助物，误差相对较大，需等第二件沉箱精确安装后再重新调整第一件沉箱。

3.安装施工中常见问题
　　施工过程中，常见的问题有以下几个方面：
　　3.1基槽回淤过快。在基槽开挖完成之后，如果淤泥回流速度过快，会导致沉积物超过规范允许的范围。在问题严重时，基床抛石和夯实工程完成之后，上部的淤泥等沉积物重度太大、数量过多，会导致潜水员不能顺利作业，无法进行基床的整平工序。
　　3.2抛填棱体顶高程偏低时，需要配合潮汐时间才能施工，会影响到工程的整体进度。
　　3.3码头前沿轨间的混凝土大板会发生位移和沉降，导致码头前沿出现严重积水。
　　3.4在使用过程中，码头前部轨道发生位移和沉降，导致装卸货物的设备运行受到影响。

4.预防与控制措施
　　4.1基槽回淤解决方案
　　基槽回淤的原因发生主要是基槽深度很大，周围海域的0、1、2级淤泥类土还没有疏浚清除所致。首先要安排疏浚施工，将上层0、1、2级淤泥土清除，再安排进行基槽开挖施工。在事实上基槽开挖已先于疏浚施工的情况下，在疏浚工程开始后，也应当安排疏浚工程由基槽、停泊水域向港池方向渐次施工，以减小基槽回淤。
　　4.2抛填棱体顶高程偏低问题对策
　　在工程当地的棱体材料价格不是很高的情况下，将棱体顶高程适当抬高，建议抬高至胸墙断面陆侧最下一级台阶顶高程处。这样，基本上可以实现棱体和倒滤层全天候作业。抛至确定的顶高程后，再以此为“跳板”来施工胸墙，可布置起重和混凝土施工机械，堆放模板、钢筋等材料，使胸墙施工的作业难度降低，作业时间大大增加，从而大大加快工程进度。由于棱体顶高程抬高了，也增大了减压效果。
　　4.3码头主体位移和沉降变形的处理
　　为防止轨间混凝土大板发生位移和沉降，可先不做混凝土大板，而是先做成铺砌面层，待码头主体和其后的填筑材料位移、沉降趋于稳定后再拆除铺砌面层做混凝土大板。或者与营运单位沟通后，考虑到使用要求和对装卸生产作业的影响，省略混凝土大板。
　　4.4轨道位移和沉降的预防
　　当后轨轨道梁正下方位于抛填棱体和倒滤层断面范围以外，或只是穿过抛填棱体和倒滤层坡脚处时，后轨轨道梁宜采用桩基。对于既不能夯实又不能打桩的后轨轨道梁，可采取以下措施：
　　（1）考虑到建成后装卸生产期间轨道调整的施工难度和造成的损失，经过综合技术经济比较后，将沉箱宽度加大，使后轨轨道梁正下方投影全部或大部分位于沉箱或卸荷板上。
　　（2）分析前后轨的位移、沉降变化趋势，施工码头面层和后轨轨道梁时预留合适的位移、沉降量。在保证设备正常安装和运行安全前提下，后轨预留沉降量越大越好。为使前后轨轨距在发生位移变形后能够调整为正常使用的轨距，宜加大轨道槽宽度，同时，锚碇台座宽度、防风拉索间距也宜适当加大。
　　（3）如果预测到将来轨道重新调整不可避免，就应采用容易进行调整施工的轨道型式，而不应采用非常不容易进行调整施工的轨道型式（如将钢轨焊接联成整体、钢轨下的钢垫板通过胶泥与轨道梁粘接牢固的型式）。

5.结语
　　近年来沉箱结构朝巨型化发展，单个沉箱重量达到甚至超过千吨。对于重力式码头施工技术和一些常见问题我们应该引起足够的重视，必须采取积极、合理的措施进行控制。我们只有充分挖掘施工实践中存在的问题，制定切实有效的应对策略，才能创设良好的施工环境和效益，抵御不良风险，全面提升重力式码头的安全和质量。

参考文献：
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　　[2]王磊，浅谈码头施工中沉箱的预制和安装方法[J]，发表于  中国科技信息，2009(11).
　　[3]卢永昌，大型深水沉箱码头设计施工优化研究[D];河海大学;2007年.