摘要：通過對某碼頭沉箱破損修復的情況介紹，敘述主要技術指標及有關工作程序。
　　關鍵詞：沉箱，修復，加固
　　2006年10月至2007年3月期間，北方某重力式結構碼頭有9個沉箱出現不同程度的破損，經各方共同努力，按照設計的修復方案進行修復，并邀請有關專家進行了論證，最終修復結果滿足規范及設計的相關要求，并評定為合格。現將有關情況介紹如下：
　　一、概況
　　該碼頭由7個小沉箱和17個大沉箱組成，小沉箱尺寸為：18m（長）×9.9m（寬）×11.5m（高），分為8個倉格，倉格尺寸為：4.2m×4m，前墻厚35cm、后墻及側墻為30cm、隔墻20cm、縱橫墻交接處加強角20cm*20cm；大沉箱組成，大沉箱外延尺寸為：18.1m（長）×14.2m（寬）×16m（高），分為4×3＝12個倉格（4.2m×4m），前墻為40cm、后墻及側墻35cm、隔墻20cm，加強角20cm*20cm。沉箱的混凝土設計為：從頂面向下2.8m范圍內C30F250，其余部分C30。
　　二、沉箱裂縫產生過程及原因
　　2006年10月至2007年3月期間，尤其是2007年3月5日天文強風暴潮襲擊，部分沉箱出現裂縫。裂縫基本上位于內隔墻的加強角及隔墻跨中區域，并沿墻壁向下延伸。
　　（一）沉箱受損過程
　　2006年10月至年底，沉箱受到10余次風浪影響（風力9～１0級風力，大浪），
　　風浪過后，9個沉箱均受到不同程度損壞，沉箱出現裂縫。裂縫大多位于內隔墻的加強角及隔墻跨中區域，并沿墻壁向下延伸。
　　（二）沉箱存放及加固
　　為防止沉箱再次被海浪吹襲造成損壞，2006年12月31日前，所有沉箱拖至粗平后的基床上安放。為確保安放的沉箱能安全過冬，經設計校核，施工單位上報了沉箱加固方案：封倉蓋板密封倉格和工字鋼加硬木尖將隔倉與沉箱外墻連成整體。
　　沉箱加固完成后，過冬期間經歷了3次較大風浪，風力為9級左右，大浪。風浪后未發現沉箱水面以上部分的混凝土裂縫有明顯變化。
　　（三）沉箱檢測
　　為徹底摸清各受損沉箱混凝土裂縫分布、長度、寬度等情況，2007年3月，交通部天津水運工程科學研究所受施工單位委托開展了對受損沉箱的水上調查檢測與水下探摸檢查工作。檢測發現共有9個沉箱受到風浪損壞。
　　（四）原因分析
　　2007年4月2日，在某大酒店會議室召開了該碼頭沉箱專題技術討論會。經專家分析，沉箱破損的直接原因是風浪沖擊，加上在風浪作用下沉箱在厚度達7m以上的粉細砂地基中產生不均勻沉降，導致沉箱出現傾斜并下沉。當沉箱頂面下沉至水位變動區時，沉箱頂面傾斜，在遭受大風浪時，沉箱隔墻承受極大風浪作用破壞，導致隔墻在兩端加強角位置及中間位置有不同程度的裂縫。
　　三、沉箱修復方案的確定
　　沉箱損壞事件發生后，業主、監理、設計、施工各方經多次研究認為，沉箱修復方案應作到：穩妥可靠，施工可行，滿足確保工程質量。
　　沉箱修復工作分以下環節進行：
　　1. 由工程原設計單位提出沉箱破損情況檢測要求。
　　2.由施工單位委托有資質的檢測單位對沉箱的破損情況進行詳細檢測并提出修復建議。
　　3.由設計單位根據檢測單位的檢測報告提出沉箱修復施工圖紙。
　　4.施工單位根據施工圖提交沉箱修復施工方案組織沉箱修復。
　　5.監理單位對沉箱修復全過程進行跟蹤。
　　受施工單位的委托，設計單位提出了沉箱破損情況檢測要求，主要內容如下：
　　1.對混凝土強度進行檢測，對沉箱混凝土裂縫的長度、寬度、深度及變形損害情況進行檢測。
　　2.對沉箱受損情況進行描述，并繪制相應圖紙，對沉箱受損情況進行評價，提出對破損沉箱的修復方案。
　　四、修復依據
　　《水運工程混凝土施工規范（JTJ268—96）》
　　《港口工程混凝土粘接修補技術規程（JTJ/T271—99）》
　　《***碼頭受損沉箱修復施工圖紙》
　　《水運工程混凝土質量控制標準(JTJ269-96)》
　　《***碼頭破損沉箱檢測報告》
　　五、沉箱修復過程
　　（一）沉箱檢測
　　受施工單位委托，交通部天津水運工程科學研究所對所有沉箱，進行了初步檢查后，對表面有裂縫的9個沉箱進行詳細檢查包括：現場調查、水下探摸和檢測，對沉箱裂縫進行了詳細的描述。
　　根據檢測結果，受損的9個沉箱為1個小沉箱和8個大沉箱，裂縫總長約1061.3米，大多位于隔墻的加強角部位和變形隔墻的中部，并沿隔墻向下延伸，其中小沉箱裂縫最長達9.0m，距底板約2.0m；大沉箱裂縫最長達14.0m，距底板約2.0m。
　　（二）沉箱修復方案
　　根據交通部天津水運工程科學研究所的報告，設計單位提交了《***碼頭工程受損沉箱修復的施工圖紙》。主要修復原則為：
　　1.壓力灌漿修復（對以下情況采用壓力灌漿法修復）：
　　（1）從沉箱頂到距箱頂4.0m范圍內，對縫寬在于等于0.2mm的混凝土裂縫。
　　（2）沉箱頂以下4.0m至沉箱底板以上范圍內，隔墻與外墻相交的的結點處且縫隙寬大于0.3mm混凝土裂縫。
　　（3）在沉箱頂以下4.0m至沉箱底板以上范圍內，縱、橫向聯合隔墻壁相交的結點處且終究寬大于等到于0.5mm的混凝土裂縫。
　　2.水下裂縫隙封閉修復（對以下情況進行水下封閉修復）：
　　（1）從沉箱頂至距箱頂4.0m范圍內，縫隙寬在0.1mm～0.2mm之間的混凝土裂縫隙。
　　（2）在沉箱頂以下4.0m至沉箱底板以上范圍內，縫隙寬在0.2mm～0.5mm之間的混凝土裂縫隙。
　　3.沉箱加固：對有變形的隔墻，采取加固修復，即對隔墻相鄰倉隔內下部實施水下升漿混凝土，上部現澆混凝土。
　　4.村料選用要求：
　　（1）壓力灌漿采用水上環氧型灌漿材料，漿液抗壓強度≥45MPa，漿液抗折強度≥12MPa，混凝土粘接抗折強度≥6MPa。
　　（2）水下裂縫封閉修復采用水下環氧防腐粘結劑封閉：8字型砂漿的粘結抗拉強度≥2.45MPa，抗壓強度≥30MPa。
　　（3）沉箱內現澆混凝土強度等級C25F200，沉箱內升漿混凝土強度等級不低于C15。
　　（三）具體施工工藝：
　　1.水下裂縫封閉修補工藝：
　　①裂縫區表面清理；②沿裂縫走向均勻涂刷水下環氧防腐粘接劑。
　　2.壓力灌漿法修補工藝：
　　①裂縫區表面清理；②埋設灌漿嘴及封閉裂縫；③試壓；④灌漿；⑤裂縫區表面二次清理。
　　3.鉆孔植筋修復工藝：
　　①定位；②鉆孔；③鉆孔清洗；④注膠插筋；⑤固化驗收。
　　4.升漿施工工藝：
　　①安裝預埋管；②沉箱填料；③安裝升漿平臺；④下升漿管；⑤制漿；⑥升漿施工。
　　5.倉格內澆注混凝土施工工藝：
　　①潮位下降到沉箱頂面以下后抽水；②倉格內塊石整平；③制砼；④澆注倉格內混凝土；⑤頂部預埋鋼筋。
　　（四）主要技術指標
　　1.沉箱裂縫封閉材料選用環氧防腐粘接劑（YH16）其主要性能如下表：
　　　　　　　

2.沉箱裂縫灌漿采用TPEI環氧型灌漿材料，其主要性能如下表：
　　                    　　
　　3.沉箱倉格升漿施工中所拌制砂漿應滿足設計所要求的技術指標，其指標如下表：

                            
　　六、修復效果檢驗
　　為了檢驗沉箱修復效果，施工單位委托天津港灣工程質量檢測中心有限公司對裂縫修復效果進行了水下錄像檢測和水上超聲波檢測。
　　（一）沉箱裂縫修復效果檢測
　　1.水下錄像檢測
　　檢測結果表明：
　　（1）沉箱修復材料性能指標滿足設計要求。
　　（2）水上、水下裂縫封閉：涂料與混凝土粘結牢固，裂縫封閉效果良好。
　　（3）水上壓力灌漿后超聲聲速明顯提高，表明裂縫充灌密實。
　　2.超聲波檢測
　　鑒于破損沉箱已安裝于碼頭，部分沉箱頂面已澆筑胸墻混凝土，給超聲波法檢測帶來較大的難度。為此，根據聲學原理，結合工程實際情況，采用低頻率換能器，前置放大器，增強聲波穿透能力，并在一個未澆筑胸墻的混凝土沉箱上進行率定工作，探索檢測方法，根據探索結果，按下列方法進行檢測：
　　（1）采用抽檢的方法檢測。
　　（2）超聲波測點布置于3#和4#加強角的縱隔墻部位，目的是檢測加強角部位的裂縫修補質量。
　　（3）檢測方法是平測法，測試中借助低頻率換能器，前置放大器等輔助設備，削弱直達波訊號，增強反射波訊號。
　　（4）測試區域在水位變動區，涉及沉箱的僅有1.5m左右。
　　超聲波檢測結論
　　檢測結果列于下表：

                       
　　　　依據上表修復沉箱混凝土測區聲速值，按數理統計方法計算了混凝土聲速平均值mv、標準差sv和變異系數δv，計算結果列于下表：

                        
　　　基于上述檢測結果，可作下列評估：
　　（1）從混凝土聲速判斷，混凝土平均聲速值mv＞3500m/s，修復后混凝土質量可靠。
　　（2）從混凝土的波形、振幅和聲時綜合評估，所測沉箱在安裝施工過程中未受到外力碰撞，沉箱混凝土結構是完整的。
　　（二）沉箱裂縫檢測結論
　　綜合以上情況，監理單位認為破損沉箱的修復質量及耐久行滿足設計使用要求。
　　七、沉箱修復結論
　　根據建設程序規定，2007年10月31日，業主單位組織召開了“***碼頭沉箱修復質量及耐久性評估”專題會議，其他與會單位有質量監督站、業主單位、設計單位、檢測單位、監理單位、施工單位。與會專家在現場考察后，聽取了各相關單位的匯報，并查閱了沉箱修復及加固的相關資料，進行了細致的討論研究。會議形成的最終評估意見如下：
　　1.沉箱修復及加固工作的依據、程序及方法合理、科學、有效。
　　2.沉箱經修復、加固后，符合規范及設計要求。
　　3.經檢測混凝土質量可靠，沉箱混凝土整體性、耐久性、安全性滿足要求。
　　4.沉箱修復參與單位，包括設計、檢測、監理、施工單位均具有相應專業甲級資質，能勝任本項目沉箱修復工程檢測、設計和施工。沉箱修復過程中每道工序都有施工單位自檢、專檢及監理單位檢查驗收并作好記錄，沉箱修復過程處于有效監控，修復質量可靠。