李貴泉

摘 要：在沉箱預(yù)制施工中，分層預(yù)制法與滑模預(yù)制是現(xiàn)今使用較多的兩種工藝型式，本文通過兩種工藝的簡要分析，比較兩種施工工藝的各自特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：滑模 分層預(yù)制 沉箱

隨著港口建設(shè)中深水碼頭的大量采用，單件沉箱的重量越來越大、高度越來越高、沉箱的倉格也發(fā)展到12個以上。采用傳統(tǒng)的大型立模工藝由于模板投入大，場地、設(shè)備要求高，質(zhì)量控制困難等原因，受到了很大的局限。因此發(fā)展出來另外兩種沉箱預(yù)制工藝：分層預(yù)制工藝與滑模預(yù)制工藝。本文將從兩種預(yù)制工藝的成本、質(zhì)量及安全性等方面進(jìn)行比較和分析。

1.工藝流程簡介

分層預(yù)制沉箱工藝流程見圖1。

滑模預(yù)制沉箱工藝流程見圖2。

2.兩種工藝比較2.1運(yùn)行設(shè)備設(shè)施

以20m高度12個倉格的沉箱，混凝土量1100方，鋼筋含量140kg/方為例，以下舉例均如此。

在鋼筋制作加工設(shè)備上，兩種工藝均無特別要求，差異不大?；炷翑嚢柙O(shè)備方面，由于滑模是連續(xù)施工，砼供料如果停頓較長時間，可能出現(xiàn)卡模、冷縫等問題，多留一臺攪拌樓備用（功率較主攪拌樓小），防止主攪拌樓故障而影響生產(chǎn)?；炷吝\(yùn)輸設(shè)備方面：分層預(yù)制法多采用泵送混凝土，需配備地泵（或者泵車）與混凝土攪拌輸送車；滑模法為了滿足混凝土盡快產(chǎn)生強(qiáng)度的要求，沉箱墻身混凝土坍落度控制較小，混凝土攪拌輸送車多不能使用，多使用吊罐（或自制料斗）直接在攪拌樓下裝砼，通過運(yùn)輸車將吊罐水平運(yùn)輸?shù)降鯔C(jī)下，吊機(jī)提升吊罐砼至模板上，人工分料入模。綜合來看，兩種工藝設(shè)備運(yùn)行成本相差不大。

2.2原材料用量

（1）混凝土控制方面，分層預(yù)制法由于使用泵送，坍落度一般控制在120～180mm；滑模法多使用人工分料，沉箱底板混凝土由于體積較大，一般分兩到三層澆注，其澆注單層混凝土的時間較長，坍落度一般控制在80～120mm，墻身混凝土的強(qiáng)度發(fā)展由于需要盡快滿足支撐其上面混凝土荷重而本身不變形破壞，其坍落度控制較小，為30～50mm。由于滑模工藝的混凝土坍落度總體都較小，其混凝土的水灰比均較分層預(yù)制法小，在相同的強(qiáng)度等級要求下，滑模工藝每方混凝土可較泵送少用20kg水泥，單件沉箱約節(jié)省22t水泥用量。

（2）沉箱鋼筋用量方面，分層預(yù)制法鋼筋綁扎由于是一個獨(dú)立工序，綁扎時間較為充裕，水平鋼筋從節(jié)約材料的角度考慮，均可采用對焊接頭。而滑模法鋼墻身筋綁扎交叉于混凝土澆注過程（底板鋼筋多采用閃光對焊或者搭接焊，與分層預(yù)制法相同），模板滑升過程中，工序要求較緊，綁扎速度過慢，就會影響模板滑升速度，對焊的鋼筋由于長度較大，水平鋼筋穿插通過豎向鋼筋綁扎較為麻煩，多采用搭接綁扎，因此會較分層預(yù)制法多用部分鋼筋；并且，由于滑模的液壓提升系統(tǒng)需要用25mm的螺紋鋼筋或圓鋼作為支撐桿，支撐桿代替其所處位置的沉箱豎向的14mm、16mm鋼筋，此處也會較分層預(yù)制法多用鋼筋，兩者合計滑模法每件沉箱多用鋼筋7t左右。

2.3模板

（1）分層預(yù)制法：底層模板由外模板、框架式內(nèi)模板、澆注平臺、砼底胎膜、充芯活動底模四部分組成；墻身標(biāo)準(zhǔn)層模板由外模板、內(nèi)模板、澆注平臺、操作平臺組成。兩種模板的外模板均為桁架式剛模板，外模上部予設(shè)鍥型圓臺螺母，作為上層外模承重、緊固及架設(shè)腳手架之用，內(nèi)模通過內(nèi)框架將一個倉格的四片內(nèi)模連成一個整體，底層內(nèi)模安置在預(yù)先埋設(shè)的砼支撐墩上，內(nèi)模板上部預(yù)設(shè)單邊鍥型預(yù)留孔，作為標(biāo)準(zhǔn)層內(nèi)模托架定位支撐之用；標(biāo)準(zhǔn)層模板由預(yù)設(shè)在下層沉箱混凝土的鍥型預(yù)留洞通過托桿支撐承重，同時，內(nèi)模板面上部也相應(yīng)預(yù)留上一層混凝土預(yù)留洞。

（2）滑模法：砼底胎膜、活動底模與分層預(yù)制法大致相同，砼底胎膜為澆筑一定厚度砼為活動底模的擺放提供場地，活動底模通過工字鋼與槽鋼圍成若干個隔倉，隔倉內(nèi)充填密實砂后做平整度處理形成一密實工作面，之上鋪設(shè)膠合板與纖維板形成。底側(cè)模板外模底部固定在活動底模工字鋼和槽鋼上，上部通過角鋼制作的三角撐固定，內(nèi)模底部支撐在鋼筋網(wǎng)架上擺放的混凝土保護(hù)層墊塊上，內(nèi)模高度一般為倉內(nèi)底板到沉箱前后趾頂部的距離。液壓提升系統(tǒng)由液壓控制部分、輸油管路、調(diào)節(jié)設(shè)備和提升設(shè)備組成。模板系統(tǒng)由模板、圍圈、提升架組成，按沉箱橫截面形狀布置模板，模板上小下大，錐度取0.3～0.5%，圍圈布置在模板外側(cè)，在內(nèi)外圍圈之間布置門型提升架。千斤頂布置在提升架下橫梁上，在沉箱每個箱格布置鋼板分料平臺、平臺下設(shè)桁架，外圍圈外側(cè)布置鋼桁架，設(shè)置鋼筋堆放和綁扎平臺。

由上可知，滑模較分層預(yù)制法模板用量大大減少，表1為兩種施工工藝的模板施工成本比較。

2.4沉箱澆筑質(zhì)量

（1）外觀質(zhì)量：由于分層法預(yù)制施工的混凝土從入模到終凝拆模都是封閉在模板內(nèi)，如果澆注時混凝土泌水、離析，由此而產(chǎn)生氣泡、蜂窩，麻面，砂斑等各種表面缺陷要等到終凝拆模過后才能發(fā)現(xiàn)，不能及時進(jìn)行修補(bǔ)處理；滑模法由于混凝土出模時并未達(dá)到初凝，出現(xiàn)缺陷可以通過原漿抹面進(jìn)行修補(bǔ)，并且其混凝土坍落度較小，出現(xiàn)泌水離析的概率也小。分層預(yù)制法沉箱前后趾模板封閉，混凝土振搗較為困難，容易出現(xiàn)漏振或者氣泡、蜂窩等缺陷；而滑模法由于坍落度較低，前后趾模板不需要封閉澆注混凝土，振搗極為容易，并且還可以人工抹面修補(bǔ)，前后趾混凝土外觀質(zhì)量均能達(dá)到較為滿意的效果。

（2）鋼筋：滑模法由于在澆注混凝土?xí)r期交叉作業(yè)，綁扎時間較緊，鋼筋間距控制有一定難度，需項目技術(shù)人員加強(qiáng)管理，合理控制滑升速度，留給鋼筋工人足夠的綁扎時間；鋼筋保護(hù)層控制方面是通過在模板上口掛設(shè)直徑與保護(hù)層厚度相當(dāng)?shù)匿摴茈S模板一同滑升，兩排墻身鋼筋之間架設(shè)馬凳鋼筋，保護(hù)層厚度控制方能取得較好的效果。而分層預(yù)制法由于綁扎鋼筋是采用腳手架綁扎，工序獨(dú)立，鋼筋間距、保護(hù)層等均能較好控制較好。

（3）工法：分層預(yù)制法由于分層預(yù)制，層與層之間的新老混凝土結(jié)合面需要進(jìn)行鑿毛處理；滑模法由于一次澆注成型，不需要此道工序；由于模板高度較高，泵送混凝土從模板上口下落到模板底部容易產(chǎn)生離析現(xiàn)象，滑模法模板高度一般為1m左右，混凝土下落高度適中，加上混凝土坍落度較小，不會產(chǎn)生離析現(xiàn)象。

通過對在建工程的檢測證明，只要嚴(yán)格按照施工工藝和設(shè)計的要求進(jìn)行沉箱預(yù)制施工，滑模法與分層預(yù)制法預(yù)制的沉箱混凝土強(qiáng)度、澆筑質(zhì)量均勻性均能滿足我國現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求，諸如混凝土抗氯離子滲透、密實性等耐久性要求也能合理滿足。

3.結(jié)束語

綜上所述，兩種工藝在某些方面均有獨(dú)特的優(yōu)勢。

（1）成本方面，兩種工藝在原材料用量上成本基本相同，而模板攤銷成本上滑模法有較大的優(yōu)勢，并且由于采用的模板較少，沉箱預(yù)制施工場地面積要求相對較低。

（2）從自然條件影響來講，滑模法在高度更高的沉箱預(yù)制中有較大優(yōu)勢，一旦模板安裝完成，若無持續(xù)降雨天氣，風(fēng)況對整件沉箱施工無較大影響；分層預(yù)制法由于要需要頻繁分層吊裝模板，整個沉箱施工過程受風(fēng)況影響較大。

（3）從施工管理方面考慮，分層預(yù)制法機(jī)械化程度較高，用工量少，施工管理強(qiáng)度較小，各項控制目標(biāo)更易達(dá)成；滑模法由于施工時工人較多，同時工人的勞動強(qiáng)度也較高，施工的管理難度也較分層預(yù)制法高。