摘要：通过对某码头沉箱破损修复的情况介绍，叙述主要技术指标及有关工作程序。
关键词：沉箱，修复，加固
2006年10月至2007年3月期间，北方某重力式结构码头有9个沉箱出现不同程度的破损，经各方共同努力，按照设计的修复方案进行修复，并邀请有关专家进行了论证，最终修复结果满足规范及设计的相关要求，并评定为合格。现将有关情况介绍如下：
一、概况
该码头由7个小沉箱和17个大沉箱组成，小沉箱尺寸为：18m（长）×9.9m（宽）×11.5m（高），分为8个仓格，仓格尺寸为：4.2m×4m，前墙厚35cm、后墙及侧墙为30cm、隔墙20cm、纵横墙交接处加强角20cm*20cm；大沉箱组成，大沉箱外延尺寸为：18.1m（长）×14.2m（宽）×16m（高），分为4×3＝12个仓格（4.2m×4m），前墙为40cm、后墙及侧墙35cm、隔墙20cm，加强角20cm*20cm。沉箱的混凝土设计为：从顶面向下2.8m范围内C30F250，其余部分C30。
二、沉箱裂缝产生过程及原因
2006年10月至2007年3月期间，尤其是2007年3月5日天文强风暴潮袭击，部分沉箱出现裂缝。裂缝基本上位于内隔墙的加强角及隔墙跨中区域，并沿墙壁向下延伸。
（一）沉箱受损过程
2006年10月至年底，沉箱受到10余次风浪影响（风力9～１0级风力，大浪），
风浪过后，9个沉箱均受到不同程度损坏，沉箱出现裂缝。裂缝大多位于内隔墙的加强角及隔墙跨中区域，并沿墙壁向下延伸。
（二）沉箱存放及加固
为防止沉箱再次被海浪吹袭造成损坏，2006年12月31日前，所有沉箱拖至粗平后的基床上安放。为确保安放的沉箱能安全过冬，经设计校核，施工单位上报了沉箱加固方案：封仓盖板密封仓格和工字钢加硬木尖将隔仓与沉箱外墙连成整体。
沉箱加固完成后，过冬期间经历了3次较大风浪，风力为9级左右，大浪。风浪后未发现沉箱水面以上部分的混凝土裂缝有明显变化。
（三）沉箱检测
为彻底摸清各受损沉箱混凝土裂缝分布、长度、宽度等情况，2007年3月，交通部天津水运工程科学研究所受施工单位委托开展了对受损沉箱的水上调查检测与水下探摸检查工作。检测发现共有9个沉箱受到风浪损坏。
（四）原因分析
2007年4月2日，在某大酒店会议室召开了该码头沉箱专题技术讨论会。经专家分析，沉箱破损的直接原因是风浪冲击，加上在风浪作用下沉箱在厚度达7m以上的粉细砂地基中产生不均匀沉降，导致沉箱出现倾斜并下沉。当沉箱顶面下沉至水位变动区时，沉箱顶面倾斜，在遭受大风浪时，沉箱隔墙承受极大风浪作用破坏，导致隔墙在两端加强角位置及中间位置有不同程度的裂缝。
三、沉箱修复方案的确定
沉箱损坏事件发生后，业主、监理、设计、施工各方经多次研究认为，沉箱修复方案应作到：稳妥可靠，施工可行，满足确保工程质量。
沉箱修复工作分以下环节进行：
1. 由工程原设计单位提出沉箱破损情况检测要求。
2.由施工单位委托有资质的检测单位对沉箱的破损情况进行详细检测并提出修复建议。
3.由设计单位根据检测单位的检测报告提出沉箱修复施工图纸。
4.施工单位根据施工图提交沉箱修复施工方案组织沉箱修复。
5.监理单位对沉箱修复全过程进行跟踪。
受施工单位的委托，设计单位提出了沉箱破损情况检测要求，主要内容如下：
1.对混凝土强度进行检测，对沉箱混凝土裂缝的长度、宽度、深度及变形损害情况进行检测。
2.对沉箱受损情况进行描述，并绘制相应图纸，对沉箱受损情况进行评价，提出对破损沉箱的修复方案。
四、修复依据
《水运工程混凝土施工规范（JTJ268—96）》
《港口工程混凝土粘接修补技术规程（JTJ/T271—99）》
《***码头受损沉箱修复施工图纸》
《水运工程混凝土质量控制标准(JTJ269-96)》
《***码头破损沉箱检测报告》
五、沉箱修复过程
（一）沉箱检测
受施工单位委托，交通部天津水运工程科学研究所对所有沉箱，进行了初步检查后，对表面有裂缝的9个沉箱进行详细检查包括：现场调查、水下探摸和检测，对沉箱裂缝进行了详细的描述。
根据检测结果，受损的9个沉箱为1个小沉箱和8个大沉箱，裂缝总长约1061.3米，大多位于隔墙的加强角部位和变形隔墙的中部，并沿隔墙向下延伸，其中小沉箱裂缝最长达9.0m，距底板约2.0m；大沉箱裂缝最长达14.0m，距底板约2.0m。
（二）沉箱修复方案
根据交通部天津水运工程科学研究所的报告，设计单位提交了《***码头工程受损沉箱修复的施工图纸》。主要修复原则为：
1.压力灌浆修复（对以下情况采用压力灌浆法修复）：
（1）从沉箱顶到距箱顶4.0m范围内，对缝宽在于等于0.2mm的混凝土裂缝。
（2）沉箱顶以下4.0m至沉箱底板以上范围内，隔墙与外墙相交的的结点处且缝隙宽大于0.3mm混凝土裂缝。
（3）在沉箱顶以下4.0m至沉箱底板以上范围内，纵、横向联合隔墙壁相交的结点处且终究宽大于等到于0.5mm的混凝土裂缝。
2.水下裂缝隙封闭修复（对以下情况进行水下封闭修复）：
（1）从沉箱顶至距箱顶4.0m范围内，缝隙宽在0.1mm～0.2mm之间的混凝土裂缝隙。
（2）在沉箱顶以下4.0m至沉箱底板以上范围内，缝隙宽在0.2mm～0.5mm之间的混凝土裂缝隙。
3.沉箱加固：对有变形的隔墙，采取加固修复，即对隔墙相邻仓隔内下部实施水下升浆混凝土，上部现浇混凝土。
4.村料选用要求：
（1）压力灌浆采用水上环氧型灌浆材料，浆液抗压强度≥45MPa，浆液抗折强度≥12MPa，混凝土粘接抗折强度≥6MPa。
（2）水下裂缝封闭修复采用水下环氧防腐粘结剂封闭：8字型砂浆的粘结抗拉强度≥2.45MPa，抗压强度≥30MPa。
（3）沉箱内现浇混凝土强度等级C25F200，沉箱内升浆混凝土强度等级不低于C15。
（三）具体施工工艺：
1.水下裂缝封闭修补工艺：
①裂缝区表面清理；②沿裂缝走向均匀涂刷水下环氧防腐粘接剂。
2.压力灌浆法修补工艺：
①裂缝区表面清理；②埋设灌浆嘴及封闭裂缝；③试压；④灌浆；⑤裂缝区表面二次清理。
3.钻孔植筋修复工艺：
①定位；②钻孔；③钻孔清洗；④注胶插筋；⑤固化验收。
4.升浆施工工艺：
①安装预埋管；②沉箱填料；③安装升浆平台；④下升浆管；⑤制浆；⑥升浆施工。
5.仓格内浇注混凝土施工工艺：
①潮位下降到沉箱顶面以下后抽水；②仓格内块石整平；③制砼；④浇注仓格内混凝土；⑤顶部预埋钢筋。
（四）主要技术指标
1.沉箱裂缝封闭材料选用环氧防腐粘接剂（YH16）其主要性能如下表：
2.沉箱裂缝灌浆采用TPEI环氧型灌浆材料，其主要性能如下表：
3.沉箱仓格升浆施工中所拌制砂浆应满足设计所要求的技术指标，其指标如下表：
六、修复效果检验
为了检验沉箱修复效果，施工单位委托天津港湾工程质量检测中心有限公司对裂缝修复效果进行了水下录像检测和水上超声波检测。
（一）沉箱裂缝修复效果检测
1.水下录像检测
检测结果表明：
（1）沉箱修复材料性能指标满足设计要求。
（2）水上、水下裂缝封闭：涂料与混凝土粘结牢固，裂缝封闭效果良好。
（3）水上压力灌浆后超声声速明显提高，表明裂缝充灌密实。
2.超声波检测
鉴于破损沉箱已安装于码头，部分沉箱顶面已浇筑胸墙混凝土，给超声波法检测带来较大的难度。为此，根据声学原理，结合工程实际情况，采用低频率换能器，前置放大器，增强声波穿透能力，并在一个未浇筑胸墙的混凝土沉箱上进行率定工作，探索检测方法，根据探索结果，按下列方法进行检测：
（1）采用抽检的方法检测。
（2）超声波测点布置于3#和4#加强角的纵隔墙部位，目的是检测加强角部位的裂缝修补质量。
（3）检测方法是平测法，测试中借助低频率换能器，前置放大器等辅助设备，削弱直达波讯号，增强反射波讯号。
（4）测试区域在水位变动区，涉及沉箱的仅有1.5m左右。
超声波检测结论
检测结果列于下表：
依据上表修复沉箱混凝土测区声速值，按数理统计方法计算了混凝土声速平均值mv、标准差sv和变异系数δv，计算结果列于下表：
基于上述检测结果，可作下列评估：
（1）从混凝土声速判断，混凝土平均声速值mv＞3500m/s，修复后混凝土质量可靠。
（2）从混凝土的波形、振幅和声时综合评估，所测沉箱在安装施工过程中未受到外力碰撞，沉箱混凝土结构是完整的。
（二）沉箱裂缝检测结论
综合以上情况，监理单位认为破损沉箱的修复质量及耐久行满足设计使用要求。
七、沉箱修复结论
根据建设程序规定，2007年10月31日，业主单位组织召开了“***码头沉箱修复质量及耐久性评估”专题会议，其他与会单位有质量监督站、业主单位、设计单位、检测单位、监理单位、施工单位。与会专家在现场考察后，听取了各相关单位的汇报，并查阅了沉箱修复及加固的相关资料，进行了细致的讨论研究。会议形成的最终评估意见如下：
1.沉箱修复及加固工作的依据、程序及方法合理、科学、有效。
2.沉箱经修复、加固后，符合规范及设计要求。
3.经检测混凝土质量可靠，沉箱混凝土整体性、耐久性、安全性满足要求。
4.沉箱修复参与单位，包括设计、检测、监理、施工单位均具有相应专业甲级资质，能胜任本项目沉箱修复工程检测、设计和施工。沉箱修复过程中每道工序都有施工单位自检、专检及监理单位检查验收并作好记录，沉箱修复过程处于有效监控，修复质量可靠。
