重力式沉箱碼頭施工與質量控制分析

摘要：隨著經濟全球化進程的不斷加快，國與國之間的交流也變得更加頻繁，為了方便貿易交流，陸上交通、水運交通均較之前得到了明顯的改善。在重力式碼頭的眾多結構形式中，力式沉箱是使用頻率較高的一種結構，由于其具有平面尺度大、單重量大等特征，在碼頭建設中得到了廣泛的應用。文章對重力式沉箱碼頭施工與質量控制進行了分析。

關鍵詞：重力式沉箱碼頭；碼頭建設；質量控制；交通運輸；水上浮運 文獻標識碼：A

中圖分類號：U655 文章編號：1009-2374（2017）11-0194-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.11.098

重力式沉箱碼頭結構形式多樣化，其中力式沉箱是使用較多的一種結構形式，由于其具有平面尺寸大、單重量大等優點，在碼頭建設中得到了廣泛的應用。重力式沉箱碼頭可在低潮時間段內完成安裝出水工作，借助空腹與薄壁有底結構，滿足水上浮運的相關要求，一方面可提高貨物運輸的安全性；另一方面也能提高運輸的效率。然而力式沉箱碼頭結構在實際使用中會因為種種因素的影響，出現相關質量問題，給正常的運輸工作造成重重阻礙，甚至會使企業蒙受巨大的經濟損失。因此通過對重力式沉箱碼頭施工中常見問題的深入探究，尋求最佳的解決對策，以提高其應用面，為我國經濟的發展提供可靠的保障。

1 工程基本情況

本工程位于#4泊位工程，屬于新建錦尚作業區，工程平面見圖1所示。工程總耗資達1.15億元。碼頭泊位全部采用的是重力式沉箱結構。結合當前審批的用海范圍要求，新建的#4泊位主要是以1.5萬噸級的通用泊位上報的，后期還會根據所需對該泊位進行擴建，使其成為3.5萬噸級的散貨碼頭，以確保貨物能夠及時有效運輸。碼頭泊位長度可達230米。碼頭主要由500噸重的沉箱一共30個以及200噸卸荷板一共60個組成。在碼頭后方部位分布有拋石棱體與回填砂。

2 重力式沉箱碼頭施工過程中存在的問題

當前，隨著全球化貿易的不斷發展，水上經濟的重要性日益突出，加快了碼頭船舶的發展進程，也在一定程度上推動了重力式沉箱碼頭的施工建設力度。然而重力式沉箱碼頭施工建設中仍存在不盡如人意的地方，具體表現在如下七個層面：（1）沉箱分層澆筑接縫部位若處理不當會發生滲水現象，長此下去會使得沉箱受到水的不斷侵蝕，影響沉箱整體結構的穩定性；（2）基槽開挖結束后，若回淤速度過快的話，則很難進行控制，最終會造成水中沉積物含量集聚增多，很難滿足施工相關標準要求；（3）基床拋石與夯實作業完成后，施工人員在觀測中卻發現基床拋石實際標高與設計圖紙中所要求的標高存在很大的差異，再加之水中沉積物的不斷增加，施工人員后續對基床進行處理難度較大，影響施工質量；（4）基床整平施工結束后，又得知所補拋的厚度不符合規定，沉箱安裝完后與施工設計的預留沉降量不相吻合，造成沉箱出現不同程度的滑移現象，影響結構的穩定性；（5）施工人員在拋填中沒有采取正確的操作流程或者是拋填速度過快的話都會使得沉箱出現一定的滑移，給施工的正常實施帶來重重影響；（6）由于碼頭胸墻會發生一定的沉降，對具體的沉降位移值很難明確，從而造成相鄰區域的胸墻頂面的高差出現較大的懸殊，引發混凝土裂縫現象的發生；（7）施工中若某一環節處理不當，會造成軌道發生不同程度的位移，前后段的軌道距離與正常值存在很大的出入，不能滿足施工相關規定。

3 沉箱預制及安裝的質量控制

沉箱預制應從三方面進行有效控制：（1）模板施工質量；（2）鋼筋；（3）混凝土施工質量。要確保施工質量達標，材料的選擇是至關重要的環節。施工中不管是模板的選擇或者是鋼筋、混凝土的選擇，均應從正規廠家處購買，所購買的材料必須經過全面檢測，確保符合要求后方可投入使用。沉箱安裝的質量控制可從如下七個層面入手：（1）起重船機的選擇中，應按照沉箱實際重量進行有效選取，應能夠承受沉箱的重量；（2）嚴格按照沉箱的安裝流程進行合理安裝。結合現場地質狀況，明確錨位與地錨位置，為后期施工的順利實施打下堅實的基礎；（3）沉箱安裝前，施工人員需對基床部位進行徹底檢查，確保無損壞、無雜物存在。應盡可能選擇落潮時段進行沉箱的安裝，這樣可防止潮水對安裝工作所造成的不良影響。沉箱安放下沉時應一次到位，提高基床的平整度；（4）施工人員可在沉箱頂部四角區域設置導標，并借助經緯儀對沉箱角點進行校正，盡可能降低誤差，提高安裝的精確性；（5）在進行沉箱安裝時，如果水面過高，會進入到前排沉箱內，因此可借助水泵向后排隔倉加水，確保前后排隔倉內水位保持平衡；（6）根據實際所需嚴格控制沉箱縱向順直度與累計長度；（7）沉箱安裝到位后，應在第一時間向內進行填石作業，填石的硬度等各項參數應滿足設計所需。而且要注意拋填時應做到力度適中，確保每個倉格內進度一致。

4 基槽開挖施工的質量控制

4.1 水上挖泥的質量控制

（1）水上挖泥主要采取的是分層、分段、分條的方式進行，施工人員應結合實際情況明確分層的寬度與搭接長度，確保施工各個階段的順利實施。通過對工程進行分析，可知此次施工中分層厚度以2m為宜，每層的搭接長度為20m；（2）嚴格按照一定的開挖坡度比進行開挖，基槽開挖時可布置一定的位移觀測點，施工中一旦發現有異常情況，應立即中止施工，查明原因后采取有效的措施加以改進；（3）若屬于黏土地質，則開挖基槽每邊超寬與超長應小于2.5m，超深不小于0.8m。若屬于塊石地質，則開挖基槽每邊超寬與超長應小于1.5m，超深不小于0.5m；（4）抓斗寬度應嚴格控制；（5）當基槽開挖達到設計所需時，施工人員需對當前的土質進行檢測，如若土質與設計要求不相吻合，應及時上報相關單位，提出有效的解決對策。

4.2 水上炸礁的質量控制

按照工程的實際特征，選擇行之有效的炸礁方案。炸礁作業中，首先，應確保周邊建筑物不致受到影響，選擇恰當的位置進行施工；其次，盡可能降低超爆或者欠爆現象的發生。通常情況下，選取的是毫秒微差爆破技術，該技術不僅爆破效果顯著，而且還能最大限度降低爆破危害。

5 拋石棱體拋填施工的質量控制

（1）拋石棱體填石料應選擇自然級配，石料規格應進行嚴格控制，一般以10～150kg最為恰當；（2）嚴把拋填速率關，提高沉箱整體結構的穩定性。拋填中應做到分層進行，而且每層的回填厚度應控制在規定范圍內。拋填工作完成后，施工人員還應對沉箱沉降位移現象進行監測，若發現沉降量超過允許值時，應在第一時間中止回填工作，并上報監理單位，提出有效的改進措施，增強施工的成效性。

6 基床拋石及整平施工的質量控制

6.1 基床拋石的質量控制

（1）結合水流方向以及水位特征等，明確拋石船位的具體位置；（2）在拋填之前，施工人員需選擇一片有代表性的區域，對周圍的石料厚度等參數指標進行檢測，看其是否滿足要求，確保無誤后方可進行拋填施工；（3）拋石標高的確定主要是根據設計標高與預留沉降量進行綜合權衡的。此次施工中主要是根據10%的夯沉量與20cm的預留沉降量最終明確拋石標高的；（4）根據施工所需選取性價比高的石料，石料中應不摻任何雜質而且表面無裂縫現象；（5）選擇恰當的方式進行基床拋石施工。夯實作業完成后，應及時進行驗收，若不達標應進行補夯處理，確保施工質量達標。

6.2 基床整平的質量控制

（1）基床整平中，借助無線遙控水下整平機進行作業，其工作原理是通過整平架的支撐腿，直接作用在拋石基床上，并將所接收到的無線信號傳輸至中心控制室中的顯示屏上，操作人員只需按動按鈕，即可對整平機進行操控，完成相關動作；（2）整平機每次刮鏟的厚度應進行嚴格控制。刮鏟的厚度一般以30cm為宜。施工人員需將刮鏟周圍的塊石清理干凈，以免塊石過多影響刮鏟的正常運行；（3）整平機中自帶有監控儀與測深儀，可對基床的整平范圍以及整平質量進行實時監控，一旦發現有不符合規定的部分，可及時加以調整，提高施工質量。

7 上部結構施工質量控制

該工程中上部結構有卸荷板、胸墻、護輪坎等設施，這些設施若安裝不到位或者是存在質量問題，都會影響整個工程質量，因此應做好上部結構的施工質量控制工作。（1）卸荷板的安裝應嚴格按照一定的流程進行操作，盡可能選擇在低潮時進行安裝，這樣可避免潮水對卸荷板安裝所帶來的不良影響。卸荷板的縫應與沉箱接縫有效對接，提高其密實性；（2）胸墻是由混凝土組成的。混凝土澆筑質量的高低直接關系著胸墻的穩定性。因此應嚴格控制混凝土的配合比，施工中按照正確的操作流程進行混凝土的澆筑，并做好后期的養護工作，提高混凝土的強度，此外還應提高水電預埋管件等部位的精確性；（3）在進行護輪坎施工過程中，應采取有效的措施控制前沿線的平直度，確保施工的順利實施。

8 結語

綜上所述，重力式沉箱碼頭結構作為一種重要的結構，在水運過程中發揮著巨大的影響力。本文通過對重力式沉箱碼頭施工中存在的問題進行全面分析，并提出針對性的解決對策，以提高施工質量，加快港口建設腳步，促進我國經濟的快速發展。

參考文獻

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[2] 姜利清.重力式沉箱結構碼頭基床處理技術研究[J].中國水運（下半月），2015，6（6）.

[3] 李武.大型重力式沉箱碼頭施工過程中的問題與質量控制研究[J].低碳世界，2016，（12）.

作者簡介：廖必學（1990-），男，福建莆田人，中交三航（廈門）工程有限公司助理工程師，研究方向：混凝土施工技術。

（責任編輯：王 波）