混凝土沉箱

混凝土沉箱由乾施工預製頂部開口的隔艙組成，通常浮運到其最終位置，然後下沉到海底就位。沉箱通常如此設計，使下沉以後其頂剛好在低水位上並為波浪留有富裕高度。隔艙通常用砂填充，有時用混凝土或礫石。上部結構可以是實體的現澆混凝土胸牆或鋼筋混凝土擋土牆，牆後回填，而頂面則用混凝土鋪面。

沉箱的定位誤差通常可以大於塊體或預製牆構件的定位誤差。因此沉箱往往能用在波浪擾動顯著的地方。

填充後的沉箱形成自身穩定的結構，可以用來支承沉重的施工設備。沉箱可用於碼頭牆和棧橋。

由於臨時工程費用高昂，這種構造形式的可行性取決於有足夠數量的沉箱。也需要足夠的水深以便從澆注區到最終地點之間操縱浮運沉箱，否則需採用附加的浮箱。

基本介紹

• 中文名：混凝土沉箱
• 外文名：concrete caisson
• 所屬領域：土木工程
• 定義：由乾施工預製頂部開口的隔艙組成
• 特點：施工方便，且工期較短
• 形狀：矩形，圓形和多圓格形

施工特點

(1)施工方便，且工期較短，與常規的施工方法比較成本較低。

(2)結構具有很好的整體性和剛性，而且自重較大，下沉時不怕翻砂，這樣減少了對大型重型起重設備的依賴。

(3)解決了因塌方造成基坑開挖占地面積大的問題，較好的保護了自然環境。

形狀

混凝土沉箱可以在平面上製成多種形狀。最普通的形狀是矩形，而圓形和多圓格形也是採用的。

通常沉箱最大平面尺寸限制在約30m，以避免過高的縱向應力，但曾經採用過超過100m長的沉箱。

大型沉箱通常需用內隔牆加強。內隔牆可以減小底板及牆身的厚度。通常牆為現澆，但預製構件也曾用過，與已完成結構用後張法相連。而在沉箱浮運時，隔艙也可以用作壓載艙。

為增加穩定性，底板往往向外突出。這應予保護或設計得使不被船舶意外損壞。

用預製混凝土構件作為模板澆注厚的大體積混凝土牆．可以建造沒有隔牆的沉箱。沉箱就位後，用導管混凝土形成內部底板並填充牆的空隙。沉箱中心可以留出不填，用以減少承載壓力及地震時的假想質量。

沉箱應在內部角隅處設定寬的八字以避免局部開裂，並在邊棱削角以儘量減少機械損壞。

適用範圍和優勢

地質情況較為複雜的泥水坑、流沙坑。且採取常規的降排水措施不能解決的基礎施工。

有些鐵塔基礎常位於高地下水位、強流沙地帶，地質情況複雜。施工難度大，且工藝質量較難控制。為了減少因地質情況造成的基礎根開、高差等尺寸超標，施工工藝達不到要求，採用混凝土沉箱基礎可有效防止基坑塌方造成安全事故。

沉箱應安放在粒狀基礎上，其公稱尺寸應決定於預計在施j二期和使用時的波浪作用。把沉箱放在經整平的現有的砂質海底上作為基礎或許是可能的，條件是在無風浪時安放沉箱，有層保護性抗沖刷護坦以及能得到必要的抗滑力。

在現有海底土質不適合或不規則的地方，應當用適當的材料來置換到需要的深度，用以保證均勻的座落。或者也可以在安放後的沉箱底下灌漿來得到一個平整的基床。這也可以增加抗滑力和減少基礎材料為波浪作用所擾動。

工藝原理

混凝土沉箱是用於泥水坑(流沙坑)基坑開挖的一種輔助性技術丁藝，其原理是：在地面或地坑內，使用先製作開口的鋼筋混凝土沉箱(待沉箱混凝土達到一定強度後)，在沉箱內挖土使沉箱逐漸下沉。沉箱本身依靠自重，克服其與土壁之間的摩阻力，邊下沉邊控制沉箱的位置及垂直度，不斷下沉直至設計標高。最終利用沉箱將流沙很好地控制在基礎施工範圍外。

注意事項

一、沉箱位置的定位測量

鐵塔基礎位置確定後，分坑確定基礎4條腿的沉箱位置，然後進行沉箱位置的放樣、澆築。沉箱位置定位準確是確保後續基礎施工不偏心，基礎根開等尺寸正確的前提。

沉箱位置與標高控制點的設定：在沉箱外部地面及沉箱壁頂部設定縱橫十字中心線和水準基點，便於通過經緯儀的測量和覆核，達到控制沉箱位置和標高的目的。

二、沉箱下沉質量控制

在沉箱外壁周圍測點彈出水平線，在下沉過程中安排專人用經緯儀或吊線錘隨時觀測沉降值和中心偏差值，測量時如發現沉箱有傾斜、位移、沉降不均或扭轉等情況，應及時進行處理，超深的一側應立即停止挖掘，而著重對較淺的一側進行挖掘，使之逐漸調整過來，達到平衡狀態。

製作

沉箱可以用下列方法乾施工製作：

(a)在水邊的陸地上製造，然後將沉箱在做好的斜坡上滑下，用起重機或升降式船塢下水，或者把沉箱前面和下面的土有控制地挖去使沉箱下水；

(b)在圍堤後面製造，然後在高水位時將圍堤挖去並浮運沉箱下水；

(c)在乾船塢內製造；

(d)在浮船塢內製造。

在陸上或躉船上澆注所需容許浮運沉箱的最小高度後下水，用水上澆注沉箱壁的的餘下高度來完成製造．逐步增加吃水，這種方法往往是經濟的。

水上澆注沉箱理所當然地要求平靜的水域條件。