港口重力式碼頭施工關(guān)鍵技術(shù)

黃立杰 中交第三航務(wù)工程局有限公司廈門分公司

1.港口重力式碼頭的主要特點

重力式碼頭具有構(gòu)件體積大、自重大的基本特點，岸壁的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較好，在長時間使用后依然可維持相對穩(wěn)定與完整的狀態(tài)，有利于維修工作的順利開展。若是施工現(xiàn)場的砂石料豐富，則就地取材，僅需對現(xiàn)場的砂石料做適當(dāng)?shù)膬?yōu)化后即可投入使用，有利于縮短材料轉(zhuǎn)運時間、降低施工成本。

但重力式碼頭所含預(yù)制構(gòu)件數(shù)量較多，吊放和潛水工作的難度較大，屬重點施工內(nèi)容。基床施工中需采取夯實和整平處理措施，并密切關(guān)注所在海域的天氣狀況，于合適的時間完成建設(shè)工作，從而減小風(fēng)浪給現(xiàn)場施工所帶來的不良影響。

由此來看，重力式碼頭具有質(zhì)量可靠、功能豐富的特點，同時現(xiàn)場施工難度較大，易受到環(huán)境等因素的干擾。圖1為重力式碼頭斷面示意圖。

圖1 重力式碼頭斷面

2.港口重力式碼頭施工期間的主要問題

2.1 基槽回淤面積大、厚度大

基槽開挖工作結(jié)束后，實際回淤速率明顯偏快，在短時間內(nèi)形成大量的回淤沉積物，其總量明顯超出許可范圍。部分情況下需安排潛水員深入現(xiàn)場，以便對基床采取整平處理措施，但受基床上層回淤物數(shù)量過多的影響，加大了潛水員的工作難度，甚至潛在諸多安全隱患。

2.2 拋填棱體頂高程偏低（延長施工工期）

拋填棱體頂高程偏低，此時對現(xiàn)場環(huán)境的要求有所提高，應(yīng)在漲潮階段完成相應(yīng)工作，施工受環(huán)境的限制性作用較強(qiáng)，可供施工的時間有限。根據(jù)規(guī)定，相較于預(yù)制安裝墻身，棱體頂面高出0.3m或更多，但僅對超高的最低限值做出要求，缺乏最高限值的控制依據(jù)，即應(yīng)當(dāng)如何控制超高的上限并無明確的要求。若將棱體頂面高程作為前述高程，容易制約棱體和倒濾層的施工，即只能趁潮施工而無法達(dá)到全天候不間斷施工的效果，導(dǎo)致工期明顯延長。

2.3 碼頭主體有位移與沉降現(xiàn)象

碼頭前沿軌間的板體存在沉降、位移兩方面的問題，受此影響，碼頭的前沿產(chǎn)生大范圍的積水。究其原因：若主體和填筑材料發(fā)生沉降和位移，隨著時間的延長，自然會對碼頭前沿的混凝土板帶來不良影響，破壞該板體的穩(wěn)定性，使該處出現(xiàn)位移和沉降現(xiàn)象，最終顯現(xiàn)出較嚴(yán)重的積水問題。

3.港口重力式碼頭施工關(guān)鍵技術(shù)

3.1 碼頭基槽開挖

基槽開挖前做好準(zhǔn)備工作，鑒于現(xiàn)場容易積水的情況，宜采取排水措施。在開挖范圍的邊緣處配套合適規(guī)格的泵站，利用該裝置清理基槽內(nèi)的積水，通常距開挖基槽以上3.5m較為合適。

根據(jù)實際情況合理調(diào)整基槽邊坡比，經(jīng)驗表明，1∶6和1∶4均是較為可行的坡比控制標(biāo)準(zhǔn)。部分海底土層的承載力較高，施工期間施工人員要積極與設(shè)計單位取得聯(lián)系，經(jīng)技術(shù)商討后就實際情況作出調(diào)整，確保邊坡比具有合理性，盡可能避免大范圍開挖的情況。

3.2 基床拋石

基床拋石是優(yōu)化施工條件的重要途徑，其作用在于減輕碼頭建筑對飛巖石地基的壓力，以維持地基的穩(wěn)定性。此外，考慮到巖石地面的平整性要求，在鋪設(shè)墊層時厚度通常需達(dá)到0.5m或適當(dāng)增加。在選擇基床的石塊時注重對重量的控制，以10～100kg較為合適。若基床厚度在1m以內(nèi)，此條件下所用石塊應(yīng)具有體積小、質(zhì)量小的特點。

3.3 碼頭沉箱預(yù)制

沉箱是重力式碼頭結(jié)構(gòu)體系中的關(guān)鍵構(gòu)件，其通常采用預(yù)制的方法。隨著施工技術(shù)水平的提升，現(xiàn)階段的沉箱預(yù)制方法較為豐富，包含但不限于橫移式、縱移式、吊放式，可根據(jù)質(zhì)量要求以及作業(yè)條件合理選擇。沉箱預(yù)制全流程中，主要包含模板、鋼筋、澆筑、養(yǎng)護(hù)四個層面的內(nèi)容，在混凝土澆筑時采用的是“底板→側(cè)壁→隔墻”的順序。通常，混凝土澆筑遵循連續(xù)性原則，宜一次澆筑到位；若沉箱高度較大，可采取分層澆筑的方法。

待混凝土實測強(qiáng)度滿足要求后方可拆模，拆模時注重防護(hù)，不可損傷混凝土結(jié)構(gòu)，拆除后的模板經(jīng)修整后分類堆放到位；拆模后進(jìn)入養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié)，加強(qiáng)對混凝土溫度和濕度的控制，此階段持續(xù)時間通常需達(dá)到10d以上。

3.4 沉箱安放

海域氣候條件錯綜復(fù)雜，沉箱安放容易受到現(xiàn)場環(huán)境的干擾，明顯加大沉箱安放的工作難度，對施工技術(shù)的要求較高，同時對施工人員的綜合素質(zhì)（作業(yè)水平、工作態(tài)度等）也提出較高的要求。

在沉箱安裝前充分考慮潮位、水流速度、浪高等條件，在合適的條件下及時安裝；安裝期間加強(qiáng)對各項影響因素的觀測，視實際情況合理做出調(diào)整，遇突發(fā)特殊天氣時必須暫停，以免對施工質(zhì)量造成影響或誘發(fā)安全問題。

3.5 胸墻以及上部結(jié)構(gòu)施工

在現(xiàn)場組織上部結(jié)構(gòu)的混凝土澆筑作業(yè)，但海水具有腐蝕性，鋼筋外露部分與之接觸后易出現(xiàn)不同程度的銹蝕現(xiàn)象。因此，需在混凝土澆筑期間高度重視此問題，在鋼筋上涂抹適量阻銹劑，提高鋼筋的防銹水平，以免受到銹蝕。以沉箱的沉降量為參考，經(jīng)分析后確定胸墻的預(yù)留沉降量和后傾量。

3.6 后方棱體回填

在施工環(huán)境以及工期均許可的前提下，在沉箱安裝到位后再組織后方棱體的回填作業(yè)，通過設(shè)置后方棱體減小對碼頭的壓力作用。在潮水的席卷作用下，棱體后面的泥沙易大量流失，為解決此問題，在棱體的外側(cè)設(shè)倒濾層，具體包含二片石和級配碎石兩部分。厚度控制方面，二片石、級配碎石的厚度分別達(dá)到0.4m及以上、0.3m及以上。

4.港口重力式碼頭施工問題的解決策略

4.1 基槽回淤的解決策略

加強(qiáng)質(zhì)量驗收，準(zhǔn)確判斷施工質(zhì)量情況。驗收由多方共同參與，即建設(shè)單位、設(shè)計單位及監(jiān)理單位，以規(guī)范的方式檢驗，判斷施工質(zhì)量，例如基槽的寬度、深度、邊坡等均是重點考慮內(nèi)容，對于某項或多項指標(biāo)不達(dá)標(biāo)的情況，隨即分析原因并采取有效的處理措施。對于基槽周邊海域的淤泥堆積量過大的情況，及時、全面清理，減小其對現(xiàn)場施工的不良影響。

4.2 結(jié)構(gòu)沉降、位移的解決策略

根據(jù)前述分析可知，沉降和位移是重力式碼頭施工中較為常見的問題，同時其持續(xù)時間較長，對碼頭整體工程具有持續(xù)性的影響。對此，必須立足實際情況，加強(qiáng)對現(xiàn)場的勘察，合理優(yōu)化施工技術(shù)，盡可能減小位移量和沉降量，以滿足重力式碼頭的施工質(zhì)量要求。從結(jié)構(gòu)沉降、位移的成因來看，主要體現(xiàn)在夯實效果（密實度）、基床厚度、基槽土質(zhì)等方面，因此將其作為工作的著力點，做針對性的處理，從源頭上消除不良因素的影響，使碼頭結(jié)構(gòu)維持相對穩(wěn)定的狀態(tài)。

4.3 漏砂的解決策略

混凝土結(jié)構(gòu)為重力式碼頭結(jié)構(gòu)組成中的關(guān)鍵部分，其具有質(zhì)量大、體積大的特點，在內(nèi)外部因素的共同作用下，施工期間易出現(xiàn)空心方塊位移的情況，此時將進(jìn)一步誘發(fā)漏砂問題。對此，合理設(shè)置擋砂板，較為適宜的是以玻璃鋼板為原材料制作而得。通過玻璃鋼板的應(yīng)用充分發(fā)揮出其厚度較小、柔性較大的應(yīng)用優(yōu)勢，使擋砂板具有突出的擋砂作用，由此避免漏砂問題。

5.結(jié)語

港口重力式碼頭是現(xiàn)階段港航建設(shè)中的重點內(nèi)容，其施工工序較為復(fù)雜、對施工技術(shù)水平提出較高的要求，加之海域環(huán)境的干擾，容易出現(xiàn)基槽回淤、結(jié)構(gòu)沉降和位移、漏砂等問題。對此，施工隊伍要持續(xù)優(yōu)化施工技術(shù)，提高應(yīng)用水平，在多方配合之下切實提高重力式碼頭的綜合施工質(zhì)量。