山东某码头沉箱预制施工方案.doc

沉箱预制施工方案
1. 编制依据
1) 《水运工程质量检验标准》（JTS257—2008）
2) 《水运工程质量检验标准》（JTS257—2008）
3)
2. 工程概况
（1）沉箱尺寸及主要技术参数
xxxx核电重件设备海运码头为重力式沉箱结构。本工程总共需预制沉箱21个，其中A型沉箱19个，几何尺寸为长×宽×高=8.4m×4.85m×6.4m，混凝土方量为78.26方；B型沉箱2个，几何尺寸为长×宽×高=8.4m×4.85m×6.0m，混凝土方量为66.06方。沉箱前趾长为0.7m，其中A型沉箱有牛腿，牛腿高为2m，B型沉箱无牛腿。
沉箱参数如下表：
沉箱型号
沉箱高度
沉箱长度
沉箱宽度
底板
厚度
外壁
厚度
隔墙
厚度
隔仓数量
单个方量（m3)
沉箱重量(t)
沉箱
个数
A型
6.4
8.4
4.85
0.45
0.3
0.2
2
78.26
180.00
19
B型
6.0
8.4
4.85
0.45
0.3

0.2
2
66.06
152
2
（2）工艺概述
为了节省资源，提高工作效率，沉箱预制采用水平分层预制的工艺。每个沉箱分二层预制，第一层为2.4m，第二层分别为4m（A型沉箱）和3.6m（B型沉箱）。模板采用大型钢板拼制而成，外模大片吊装，内模整体抽芯；钢筋采用现场绑扎和在托架上绑扎成钢筋网片的施工工艺；砼由业主搅拌站提供，罐车水平吊运，泵车泵送
入模的施工工艺。在预制场台座设置50T履带吊，实施模板支拆、钢筋网片吊运绑扎等工序。
沉箱安装采用200T起重船趁低平潮时直接起吊安装。
3. 沉箱预制工艺流程

4. 沉箱预制功效计算
4.1 人员、机械设备
本分项工程计划投入施工人员30人；50T履带吊一台；混凝土浇筑泵车一辆。
4.2 沉箱台座准备
沉箱预制台座长150m，宽12m，布置本工程21个沉箱。
4.3 沉箱分层及模板套数
确定底层高度为2.4m，顶层高度分别为4m（A型沉箱）和3.6m（B型沉箱）。模板套数为：底层1套，顶层2套。
4.4 功效及工期计算
从现场模板的支立、混凝土浇筑及养护、模板的清理及刷油综合考虑，模板四天循环一次，也即四天浇筑一个沉箱，所以预制工期为4×21／2（2套模）=42天。考虑到天气、材料、机械对施工的影响，预制工期为60天。
5. 沉箱预制施工方法
5.1 沉箱分层
根据沉箱的结构形式及模板制作要求，确定模板分两层施工。
沉箱分层高度
沉箱编号
沉箱高度（m）
数量（个）
分层数
底层高度(m)
顶层高度(m)
A型
6.4
19
2
2.4
4.0
B型
6.0
2
2
2.4
3.6
5.2 沉箱预制场布置
原有码头面层平整，施工作业面大，同时从方便沉箱安装的角度考虑，沉箱预制场布置在离码头边线2m的区域。沉箱及卸荷板预制场总布置面积为4000平方。
底模形式：底模为普通结构混凝土底模，底模顺码头方向离开原有码头边线2m一排布置。底模长200m，宽20m。
5.3 模板设计
5.3.1 混凝土侧压力的确定
混凝土最大侧压力按中国港口工程技术规范推荐的公式计算，采用插入式振捣器时,其公式如下：
Pmax=8ks+24ktV1/2
h= Pmax/γ
式中Pmax—混凝土对模板的最大侧压力(kN/m2)
kt—温度校正系数；
ks—外加剂影响系数，掺具有缓凝剂作用的外加剂时取1.2；
V—混凝土浇筑速度m/h;
γ—混凝土的重度（kN/m3），取24。
温度校正系数
温度℃
5
10
15
20
25
30
35
Kt
1.53
1.33
1.16
1.0
0.86
0.74
0.55
根据施工具体情况取ks=2.0，kt=1.33，V=1m/h
Pmax=8ks+24ktV1/2=48kN/m2
根据理论计算和施工经验，确定混凝土对模板最大压力为48kN/m2。
5.3.2 模板套数确定
由于B型模板底层和A型模板底层相同，同时在制作模板过程中，将A型模板的牛腿部分分开来制作，牛腿部分用螺栓和侧模连接。因此在浇筑B型模板时，可以将A型模板稍微加工就能预制B型沉箱。B型沉箱不另外设计模板。
表5 沉箱模板套数表
模板名称
底外模
底芯模
顶外模
顶芯模
A型
1
1
2
2
B型
0
0
0
0
5.3.3 模板结构
外模共分4片，面板采用大片钢板制作、扁钢竖肋、槽钢围囹、竖桁架，为保证模板上口规整，外模上口设水平桁架一道。 芯模板面采用钢板板面，底脚用δ5钢板焊成带压脚板的异型模板，上中下各设一道水平桁架。
沉箱前壁模板的前趾位置面留排气带，作为该部位浇注砼时检查、补料、排气与振动使用，前壁模板的底部设固定支腿，以便模板安装的稳定。
外模上部设水平桁架一道，上面铺设钢板，外用脚手架管焊接围栏作为工作平台。
5.3.4 模板的加工与拼装
内外模板板面主要采用大片钢板制作，组合拼装成整体，需要加工的异型板面较少，主要有底层芯模加强角及压脚板、底层外模前趾模板以及上层芯模加强角异型板等；需加工的骨架有沉箱面板、围囹、立柱、吊装架平台和模板桁架。在模板加工车间内进行。
模板拼装主要采用在接触处用焊接的拼装方法。模板拼装成型后，对于外模要焊制吊点、栏杆、脚手板及模板打孔；然后平整板面、除锈、腻子堵缝、电砂轮磨平、刷脱模剂，并加强检测以确保满足规范规定的质量标准要求。
模板制作允许偏差、检验数量和方法
项 目
允许偏差(mm)
检验单元和数量
单元测点
检验方法
钢模板
长度与宽度
±2
每块模板逐件检查
4
用钢尺量
表面平整度
2
1
用2m靠尺和楔形塞尺量，取大值
连接孔眼位置
1
3
用钢尺量，抽查三处
表面错台
2

5.3.5 模板支拆
模板支拆均由50吨履带吊进行，由于沉箱预制工序较多，特别是台座上全部沉箱展开后，钢筋绑扎和模板支拆经常交叉作业，所以安全施工，控制好流水节拍特别重要，支拆模板将严格按拟定的程序进行。为保证沉箱的几何尺寸符合规范标准要求，支立模板时层层控制垂直度和标高以及平面尺寸。
（1） 底层模板
底层模板支立流程为：纤维板铺底→钢筋绑扎→马凳安放→芯模支立→外模支立。
① 沉箱与台座之间设置隔离层，以保证沉箱底板与台座不粘连。本次沉箱预制隔离层材料选用5mm厚纤维板，其上再加两层油毡原纸。
② 芯模支立前预先在模板存放场组接、安装闸板固定成型并涂脱模剂，然后用履带吊起吊芯模进行安装。
③ 当芯模和外模安装完后，测量人员配合拉十字中心线调整平面位置，当总体平面尺寸调整满足要求后，再由测量人员配合调整芯模标高和垂直度，最后固定上下拉条成型。

④ 模板拆除时先拆芯模，后拆外模，外模按先安的后拆、后安的先拆的顺序进行。
（2）上层模板
上层模板支立流程为：1/2芯模支立→安装墙体钢筋网片→穿绑内隔墙钢筋→另1/2芯模支立、调整→外模支立。
① 沉箱外墙钢筋是站在下层已浇筑砼的墙体（或底层）外模平台上进行，内墙绑扎前，先支立好1/2芯模，这时可以依托先支立的1/2芯模为操作平台绑扎内墙钢筋。绑扎完成后提升、支立另1/2芯模，然后绑扎外墙钢筋。内外墙钢筋绑扎完后，拆下层外模，支该层外模并以芯模为依托，内外模固定成型。所以模板支拆必须结合钢筋绑扎交替进行。
② 上层芯模支立方法：利用吊装架将芯模连接成一个整体，履带吊吊运芯模就位，通过吊装架底平台的支腿支撑在预留的推拉盒孔上，底角用顶丝固定，通过对拉件调节板面垂直度，待1/2芯模调好后，即安装隔墙钢筋网片然后提升支立另1/2芯模。当所有芯模调整就位后，检查平面尺寸、垂直度及标高，安放顶撑，上紧模板上口拉条，安放固定闸板。
③ 上层外模安装前板面要清灰涂脱模剂。支立时，当履带吊吊模板就位后，操作者站在下平台上将外拉条与圆台螺母全部上紧，使模板下口与墙体压紧。当上口拉条将内、外模拉紧固定好后，吊机方可摘钩。
4.4 沉箱的上下交通
由于沉箱较高，为了沉箱上层与地面之间安全、方便地往来，专门设置一钢梯供施工人员上下使用。
6. 模板安装质量控制标准
沉箱模板安装允许偏差、检验数量和方法见下表。
模板安装允许偏差、检验数量和方法
序号
项 目
允许偏差（mm）
检验单元
单元
测点
检验方法
1
模板拼缝表面错牙
2
抽查10%且不少于10%
1
用钢尺量
2
长 度
±1.5L/1000
每个构件逐件检查
2
用钢尺量
3
宽 度
±15
3
4
高 度
±10
4
用钢尺量
5
壁板厚度
±5
4
用钢尺量
6
全高竖向倾斜
15
1
用经纬仪或吊线和钢尺量
7
顶面对角线差
30
1
用钢尺量
8
预埋件、预留孔位置
10
抽查10%且不少于2个
1
用钢尺量纵横两方向，取大值
7. 模板质量控制措施
（1）模板制作符合钢结构加工标准,严格尺寸和平整度要求。
（2）模板各部位焊接要牢固可靠。
（3）模板周转使用时表面必须打磨至无杂质。
（4）模板油涂刷均匀，不沿模板流下。
（5）模板接缝处止浆条粘贴必须牢固。
（6）模板拉条必须上紧。
（7）模板必须清灰干净。
8. 钢筋加工绑扎
8.1 钢筋加工
半成品钢筋在码头后方钢筋加工场进行加工，所有钢筋加工均按分层要求长度下料，钢筋制作长度大于原料长度时采用对焊方法接
长。
⑴ 钢筋对焊:采用1台100KW对焊机，采用闪光接触对焊。
⑵ 钢筋冷拉：加工场设置一条9m钢筋冷拉线，担负钢筋调直、除锈及焊头初验，钢筋单控冷拉，冷拉率控制1%。
⑶ 钢筋下料成型:由1台切割机和1台弯筋机担负钢筋下料成型。
⑷ 钢筋堆放：钢筋原材料堆放井然有序，由石条或支架垫起，高于场内地坪300mm。钢筋存放按产地、炉号、是否经检验证明合格等项目，做出醒目的标识。钢筋成品、半成品也按要求进行标识。
8.2 钢筋运输
半成品钢筋从码头后方用长平板推车运输到码头上的钢筋绑扎区。
8.3 钢筋绑扎
底层钢筋采用现场绑扎，上层外墙钢筋和纵向隔墙钢筋利用特制的立式网片架预绑网片，利用履带吊进行整体吊安。
由于沉箱分层预制，钢筋亦分层绑扎，竖向钢筋在施工缝处断开做搭接处理，钢筋接头形式：竖向钢筋采用搭接接头。钢筋搭接长度为钢筋直径的35倍，接头要求错开，接头中心距离为钢筋直径的1.3倍搭接长度。每个断面的钢筋接头数量不超过钢筋总量的50%。
水平钢筋接头采用对焊接头。对焊接头都按要求错开，接头分两个断面布置，错开35d，每个断面的钢筋数量不超过钢筋总量的50%。隔墙钢筋绑扎时，以下层芯模盖板为工作平台，以支立好的芯模为基准进行。外墙钢筋以下层外模上平台为操作平台，加强角钢筋的绑扎以调整好的芯模为基准进行。
⑴ 底层钢筋绑扎顺序：
铺底放线→运输钢筋→绑扎底板下层钢筋→垫砼保护层垫块→绑扎底板架立筋→绑扎底板上层筋→绑扎隔墙筋→绑扎外墙及前趾面钢筋。
⑵ 上层钢筋绑扎顺序：
调整外露钢筋→间隔支1/2芯模、另1/2芯模作为工作平台→上隔墙钢筋网片、绑扎隔墙立筋→提升另1/2芯模找正→安装外墙钢筋网片→绑扎加强筋成型。
8.4 钢筋加工绑扎质量控制标准
⑴ 原材料
钢筋的级别、种类和规格，按设计要求采用。钢筋有出厂证明书，并按同一炉号和直径重量不超过60t为一批，按要求取样检验。试验合格后才进行加工。
钢筋在运输和储存时，保留牌号，并按炉号、规格堆放整齐，避免锈蚀和污染。
⑵ 钢筋对焊
钢筋对焊接头按《钢筋焊接接头试验方法》（JＧJ27）的规定进行。焊接接头的性能满足现行规范的规定。钢筋对焊接头外观符合以下要求：接头部位无横向裂纹；钢筋表面无明显烧伤。
钢筋对焊接头允许偏差、检验数量和方法见下表。
钢筋对焊接头允许偏差、检验数量和方法
序号
项 目
对焊允许偏差
检验单元
和数量
单元
测点
检验
方法
1
接头处钢筋轴线偏移
0.1d且2mm
抽查5%且不少于10个接头
1
用刻槽直尺量
2
接头处弯折
4°
1
⑶ 钢筋冷拉
冷拉钢筋表面严禁有裂纹和局部颈缩。
钢筋先对焊后冷拉；
直径≤25的Ⅱ级钢筋冷拉控制应力480Mpa
⑷ 钢筋制作
钢筋平直、无局部弯折，表面洁净、无锈皮、无损伤或油污。
钢筋加工长度偏差在受力钢筋允许偏差+5～－15mm范围内。
⑸ 钢筋绑扎、装设
钢筋的品种、规格及质量和钢筋根数符合设计要求和规范规定。
钢筋对焊接头相互错开。在任一焊接接头中心至长度为35d且不小于500mm的区段内，同一根钢筋不出现两个接头；在该区段内有接头的受力钢筋的截面面积占受力钢筋总面积的百分率不大于50%。
采用绑扎接头符合下列要求：搭接长度：Ⅱ级钢筋最小搭接长度，受拉区35d，受压区30d；构件中两根非同一截面搭接的接头，其接头中心距离不小于搭接长度的1.3倍；同一截面内的接头面积占受力钢筋总面积的百分率，受拉区不大于50%，受拉区不大于25%。
钢筋保护层符合设计要求，其偏差不超出 +10～-5mm的范围。钢筋保护层垫块间距和支垫方法，能防止在砼浇筑过程中不发生位移。
钢筋骨架绑扎或焊接牢固，绑扎铅丝头向立墙内按倒，不得伸向钢筋保护层。
⑹ 钢筋绑扎质量标准
钢筋骨架绑扎与装设允许偏差、检验数量和方法见下表。
表9 钢筋骨架绑扎与装设允许偏差、检验数量和方法
序号
项 目
允许偏差(mm)
检验单元和数量
单元
测点
检验方法
1
钢筋外轮廓尺寸
长度
＋5,－15
逐 层 检 查
2
用钢尺量骨架主筋长度
宽度
＋5,－10
3
用钢尺量两端和中部
高度
＋5,－10
3
2
受力钢筋层(排)距
±10
3
用钢尺量两端和中部三个断面，取大值
3
受力钢筋间距
±15
3
用钢尺量
4
弯起钢筋弯起点位置
±20
2
用钢尺量
5
箍筋构造筋间距
±20
3
用钢尺量
6
钢筋保护层
±10，0
9
用钢尺量
7
予 埋 件
5
1
用钢尺量
8.5预埋件
沉箱预埋件主要有供沉箱压水稳定、辅助安装的进水阀门、过水孔、辅助吊环以及接地用扁铁和钢板等。预埋件安装符合规范规定。
9. 混凝土施工
9.1 混凝土浇筑工艺
混凝土由业主拌和供应，搅拌车水平运输，泵车泵送混凝土入模的方式施工。
9.2 混凝土塌落度的要求
为了方便施工，混凝土塌落度控制在120±20（mm）。
9.3 混凝土浇筑
混凝土浇筑采用以搅拌车运输，泵车泵送入模的工艺。混凝土振捣采用φ60插入式振捣器，先外后内，振捣间距300mm，持续振捣时间15～20s，以混凝土表面呈现水泥浆和混凝土不再沉落为度。插入式振捣器垂直插入混凝土中，并快插慢拔，上下抽动，保证上下两层混凝土结合成整体。振捣器插入下层混凝土不少于50mm。墙体采用水平分层浇筑的方式进行。根据振捣器的振实深度取分层厚度为0.5m。为避免浇筑至墙顶时浮浆过多，混凝土分层减水。
9.4 接茬处理
由于分层施工，层与层之间存在新老混凝土结合问题，为保证接茬质量，每层浇筑混凝土之前，先浇筑20～30mm厚高于本体混凝土标号一级的砂浆；为保证施工缝处混凝土强度，浇至分段顶面之后，刮去表面浮浆，待混凝土达到70%强度后，进行冲毛处理。冲毛保证冲掉混凝土表面的砂和浮浆，石子露出1/3高度，在浇筑下一层混凝土前将施工缝湿润冲洗干净。
9.5 混凝土养护
沉箱浇注至顶层前采取人工洒水养护。沉箱成型后，采取顶部悬挂养护水管、顶面覆盖麻袋片和人工洒水相结合的方式进行养护。养护时间不少于14d，并做好养护记录。
9.6 混凝土工程质量控制及检验评定标准
⑴ 混凝土所用的水泥、水、骨料、外加剂等，必须符合规范和有关标准规定。
⑵ 混凝土的配合比、配料计量偏差必须符合规范的规定。
⑶ 混凝土养护和施工缝处理必须符合规范规定。
⑷ 混凝土应密实，不得出现漏筋和缝隙夹渣，不应出现松顶。一般表面缺陷不应超过以下限值：蜂窝面积小于所在面的2‰，且一处面积不大于200cm2；麻面砂斑面积小于所在面的5‰；砂线长度每10m2不大于300cm。
9.7 预制沉箱允许偏差、检验数量和方法
预制矩形沉箱的允许偏差、检验数量和方法见下表。
表10 预制矩形沉箱允许偏差、检验数量和方法
序号
项 目
允许偏差（mm)
检验单元 和数量
单元 测点
检验方法
1
长度

沉箱长度≤10m
±25
每个构件
4
用钢尺量
沉箱长度＞10m
±2.5L/1000
2
宽度
沉箱长度≤10m
±25
4
沉箱长度＞10m
±2.5L/1000
3
高 度
±10

4
用钢尺或水准仪检验四角
4
外壁厚度
±10
每个构件
8
用钢尺量每墙三分点处
5
顶面对角线差
50
1
用钢尺量
6
顶面 平整度
支撑面
10
8
用塞尺量
非支撑面
15
4
7
外壁竖向倾斜
2H/1000
2
用经纬仪量俩侧面
8
外壁平整度
10
2
用塞尺量
9
外壁侧向弯曲矢高
2L/1000
4
拉线用钢尺量
10
隔墙厚度
±10
4
用钢尺量
11
分段浇筑相邻段错牙
10
每段
4
用钢尺量
12
预埋件预留孔位置
20
每个预埋件
1
用钢尺量垂直两方向取大值
注：H为沉箱高度，L为沉箱外边长,单位mm。