關(guān)于重力式碼頭的施工技術(shù)要點(diǎn)的研究

邱利祥 ，陳 舜

（1.廣西八桂工程監(jiān)理咨詢有限公司，廣西 南寧 530000；2.中國(guó)水產(chǎn)廣州建港工程公司，廣東 廣州 510220）

1 前言

在我國(guó)，重力式碼頭得到了廣泛的應(yīng)用，該形式的碼頭主要是利用其結(jié)構(gòu)填料及其填料重量來防止建筑物的傾覆與滑動(dòng)，并且承受的地面荷載相對(duì)較大。目前的重力式碼頭也越來越向著深水化、大型化發(fā)展，并且能夠隨著碼頭裝卸工藝以及地面荷載的變化而變化。總的來說，重力式港口碼頭的建設(shè)是一項(xiàng)大型工程，涉及的內(nèi)容紛繁復(fù)雜，并且需要大量的物力、人力資源的支持，所以應(yīng)嚴(yán)格把好組織設(shè)計(jì)、施工技術(shù)等關(guān)卡，進(jìn)而保證碼頭主體建設(shè)以及配套設(shè)施的質(zhì)量。

2 施工特點(diǎn)

重力式碼頭的施工特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1.碼頭的體積以及構(gòu)件重量相對(duì)較大，其岸壁主要采用混凝土施工，具有耐久堅(jiān)閉的特點(diǎn)，無(wú)需維修；2.該結(jié)構(gòu)形式的碼頭能夠適用于堅(jiān)硬粘土、砂質(zhì)、巖石等地基，并且在砂石料資源較為豐富的地區(qū)其工程造價(jià)相對(duì)便宜；3.建設(shè)過程中涉及到大量的潛水作業(yè)以及吊放作業(yè)，需要配有大型陸上、水上起重等施工機(jī)械；4.要求高質(zhì)量的施工作業(yè)，其拋石基床必須要進(jìn)行分層的整平與夯實(shí)；5.在一定程度上受到海洋氣候與水文條件的影響。[1]

3 施工技術(shù)要點(diǎn)

重力式港口碼頭主要由墻后回填、墻身、胸墻以及拋石基床等部分組成，它主要利用碼頭的地基強(qiáng)度及其本身的重量和建筑結(jié)構(gòu)上的填料重量來維持碼頭的穩(wěn)定，根據(jù)墻身結(jié)構(gòu)來分類可分為扶壁式、方塊砌筑式、沉箱式以及整體砌筑式。[2]

3.1 開挖基槽施工

在正式開始基槽的開挖前，首先應(yīng)該建好泵站，以便排出基槽內(nèi)的積水，泵站的位置應(yīng)選擇在所開挖基槽的邊緣處，最好在基槽上方的4.0m左右。基槽是整個(gè)工程結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，因此應(yīng)做好該項(xiàng)工程的質(zhì)量控制。另外，在對(duì)基槽進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)對(duì)基槽的寬度及深度進(jìn)行反復(fù)、嚴(yán)格的驗(yàn)證與計(jì)算后才能確定。并且按照施工所在地的碼頭的施工精度以及水深的實(shí)際情況來選擇基槽開挖所用的船只。除此之外，按照1∶6 或1∶4的比例來確定基槽邊坡，但若施工所在地的海底土層其承載力相對(duì)較高，則應(yīng)改變邊坡比，盡量減少開挖。[3]

3.2 拋石基床施工

鋪設(shè)拋石基床的作用在于緩解非巖石地基受到的碼頭自重壓力，針對(duì)巖石地基的碼頭，其墊層的鋪設(shè)不宜小于1.0m，否則難以達(dá)到地基表面完全整平的目的。在完成基槽開挖之后才可進(jìn)行基槽拋石施工，并且要求在完成基床拋石之前做好基槽沉積物、標(biāo)高及其尺寸的檢查，一旦發(fā)現(xiàn)基槽回淤量大于工程的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，則應(yīng)立即對(duì)淤泥進(jìn)行清理，以便繼續(xù)拋石施工。另外，若碼頭基床頂面的應(yīng)力比地基荷載更小時(shí)，其構(gòu)造不能低于0.6m，反之則不能小于1.2m。一般情況下，應(yīng)選用20～150kg的石塊作為基床塊石，若薄基床的厚度在1m以下，則應(yīng)選用重量較輕的石塊。而在使用爆夯法進(jìn)行密實(shí)時(shí)，則可選用重量較大的塊石。并要求所用的石塊不能有嚴(yán)重的裂縫、不能成片狀以及被風(fēng)化。在實(shí)際施工中，應(yīng)控制夯實(shí)基床的飽水抗壓強(qiáng)度在55MPa以上，而不夯實(shí)基床的強(qiáng)度應(yīng)保持在35MPa以上。[4]

3.3 預(yù)制沉箱施工

在碼頭的構(gòu)件中，沉箱是其中的一種，其預(yù)制方法主要有吊放式、挖掘式、船塢式、滑道式（縱移式、橫結(jié)合縱移式）。其預(yù)制的具體工序?yàn)椋轰摻罟こ獭０骞こ獭鷿仓こ獭B(yǎng)護(hù)工程。在實(shí)際施工過程中要求能夠一次性完成連續(xù)澆注，當(dāng)沉箱高度相對(duì)較大時(shí)可財(cái)務(wù)分層澆筑的方式。另外，在砼終凝之后實(shí)施灑水養(yǎng)護(hù)，直至砼強(qiáng)度達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)后才能拆模。因?yàn)槌料涞闹谱鞴に囀謴?fù)雜且其體積較大，所以施工單位可利用公開招標(biāo)的方式來選擇實(shí)力強(qiáng)、施工經(jīng)驗(yàn)豐富、資質(zhì)深的企業(yè)來進(jìn)行沉箱預(yù)制。值得注意的是，在沉箱過程時(shí)應(yīng)對(duì)沉箱的碎石、水泥、沙子以及鋼筋材料進(jìn)行嚴(yán)格的控制，禁止使用不合格材料。

3.4 安裝預(yù)制沉箱施工

在重力式碼頭的施工過程中，預(yù)制沉箱的安裝是一項(xiàng)非常重要的部分，也是整個(gè)工程的重點(diǎn)和難點(diǎn)。在安裝過程中需要各個(gè)部門以及每位施工人員的密切配合，這十分考驗(yàn)施工隊(duì)伍的智慧及耐心。所以，應(yīng)做好施工部門的協(xié)調(diào)工作，并進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量管理。另外，在安放沉箱之前應(yīng)充分考慮到施工現(xiàn)場(chǎng)的風(fēng)速、浪高、水流以及潮位情況，盡量避免由于外部因素而引起施工量的增加。

3.5 回填后方棱體施工

若工期允許，則應(yīng)該在確認(rèn)沉箱安裝得牢固及穩(wěn)定之后才能進(jìn)行回填后方棱體施工。回填后方棱體能夠起到緩解碼頭壓力的作用，要盡量避免后方棱體之后的泥沙受到潮水的沖刷，另外還可以在后方棱體倒慮層上覆蓋一層土工布，進(jìn)而起到強(qiáng)化質(zhì)量的作用。若后方棱體施工在陸地進(jìn)行，還能有利于工程造價(jià)的節(jié)約以及施工進(jìn)度的提高。

3.6 上部結(jié)構(gòu)與胸墻施工

該結(jié)構(gòu)形式的碼頭其上部結(jié)構(gòu)的主要組成部分有系船柱、胸墻、電纜溝以及軌道梁等。但是由于該部分結(jié)構(gòu)的施工工藝為混凝土現(xiàn)場(chǎng)澆筑，使得外露的鋼筋容易被海水所腐蝕。因此，在實(shí)際施工過程中應(yīng)完成鋼筋骨架的現(xiàn)場(chǎng)綁扎后才能進(jìn)行澆筑，而混凝土的混合料中還應(yīng)添加一定的阻銹劑，按照沉箱的實(shí)際沉降量來確定胸墻的后傾量與沉降量，另外后傾及高度也應(yīng)預(yù)制沉降量。

4 施工過程中存在的問題及解決辦法

4.1 存在的問題

在重力式碼頭的實(shí)際施工建設(shè)過程中，隨著施工技術(shù)、施工設(shè)備以及施工工藝的改良，往往會(huì)產(chǎn)生一些不可預(yù)見的問題與狀況，這就要求施工單位能夠及時(shí)、有效、有針對(duì)性地對(duì)這些問題進(jìn)行處理。

4.2 解決的辦法

4.2.1 針對(duì)基槽回淤的解決辦法

（1）應(yīng)該保證基槽開挖的實(shí)際深度和寬度都能達(dá)到施工及設(shè)計(jì)的要求與標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合施工地點(diǎn)的實(shí)際情況來選擇基槽開挖的船只。

（2）注重驗(yàn)收施工工序的嚴(yán)格性。在實(shí)際驗(yàn)收過程中應(yīng)聯(lián)合監(jiān)理單位、設(shè)計(jì)單位、施工單位以及建設(shè)單位來共同進(jìn)行。驗(yàn)收工作的重點(diǎn)在于基槽的寬度、深度、土質(zhì)、邊坡、平面位置等方面的情況。

（3）導(dǎo)致基槽回淤的主要原因在于：基槽附近的海域其浮淤泥尚未被徹底清除。一旦出現(xiàn)基槽回淤沉積物與施工規(guī)范及設(shè)計(jì)要求不相符時(shí)，應(yīng)立即進(jìn)行沉積物的清理與清除。若基床頂部出現(xiàn)回淤沉積物，則會(huì)在一定程度上減少基床和墻身之間的摩擦力，其造成的后果十分嚴(yán)重。在實(shí)際施工過程中，應(yīng)該首先把上層基槽中的浮淤泥土進(jìn)行徹底的清理，完成之后再實(shí)施開挖基槽作業(yè)，進(jìn)而防止基槽回淤狀況的出現(xiàn)。

4.2.2 針對(duì)沉降變形以及主體位移的解決辦法

導(dǎo)致重力式碼頭填筑材料及其結(jié)構(gòu)主體出現(xiàn)沉降變形以及位移與夯實(shí)的密實(shí)度、基床厚度是否均勻、基槽土質(zhì)之間有著密切的關(guān)系；在實(shí)際建設(shè)過程中，若碼頭后體的回填以及吹填施工的速度過快，則會(huì)引起碼頭墻身出現(xiàn)傾偏和位移；另外，倒濾層中的級(jí)配不合理也會(huì)導(dǎo)致碼頭區(qū)域的變形及位移；當(dāng)發(fā)生沉降變形以及主體位移時(shí)，其前沿軌道也會(huì)隨之沉降與移位，進(jìn)而產(chǎn)生積水現(xiàn)象。所以，在施工期間首先應(yīng)在地面覆蓋上一層塊料面層，直至碼頭填筑材料及其結(jié)構(gòu)主體沉降變形以及位移逐漸穩(wěn)定之后，再對(duì)鋪砌面層進(jìn)行拆除，并實(shí)施地面的混凝土現(xiàn)澆。[5]

4.2.3 針對(duì)沉降變形以及軌道位移的解決辦法

施工期所出現(xiàn)的位移與沉降，算得上是一種通病，其持續(xù)的時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，而且目前仍不能杜絕該現(xiàn)象的發(fā)生。隨著重力式碼頭在我國(guó)港口的廣泛應(yīng)用，為了使施工能夠順利、正常的進(jìn)行，需要我們做好碼頭沉降位移的分析與檢測(cè)，并在實(shí)際施工中預(yù)留主體位移空間。另外，還應(yīng)對(duì)軌道的位移與沉降變化趨勢(shì)進(jìn)行合理的分析，在保證設(shè)備安全運(yùn)行以及正常安裝的基礎(chǔ)上，增加后軌沉降的預(yù)留量。

4.2.4 針對(duì)漏砂的解決辦法

盡管重力式碼頭傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中棱體拋石反濾層的設(shè)計(jì)與施工已趨于成熟，然而其具有施工工藝復(fù)雜、施工程序較多、工程造價(jià)高等的特點(diǎn)，因此已不符合現(xiàn)代重力式碼頭建設(shè)“省、快、好”的原則。雖然在大部分工程中人們利用混凝土板來替代傳統(tǒng)的棱體拋石，但是因?yàn)榛炷恋拿娣e大、質(zhì)量大，所以施工難度較高，再加上其材料剛度相對(duì)較大，極易導(dǎo)致空心方塊位移，進(jìn)而引起漏砂。針對(duì)這一問題，可將擋砂板的材料換成玻璃鋼板來解決，玻璃鋼板具有柔性大、厚度小的特點(diǎn)，對(duì)于漏砂的防治有著十分有效的作用。

總而言之，為了提高重力式碼頭的施工效率及施工質(zhì)量，應(yīng)充分了解該工程的施工技術(shù)要點(diǎn)，尤其要做好施工技術(shù)的細(xì)節(jié)，盡量防止工程通病的發(fā)生。

[1]張勇于，周衛(wèi)軍.重力式碼頭施工技術(shù)要點(diǎn)研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2009，(36).

[2]韓傳強(qiáng).重力式碼頭的施工技術(shù)要點(diǎn)分析[J].中華民居，2012，(03).

[3]陸文萍.重力式碼頭施工中的常見問題及預(yù)防措施[J].中國(guó)水運(yùn)(下半月 )，2009，(06).

[4]鄒德坤，柏彬.淺析重力式碼頭施工的問題和質(zhì)量控制[J].經(jīng)營(yíng)管理者，2011，(13).

[5]張悅，李永生.碼頭施工中應(yīng)該注意的幾個(gè)細(xì)節(jié)問題及其對(duì)策[J].中國(guó)水運(yùn)(下半月)，2012，(04).