懸挑式碼頭施工技術研究

劉偉 張皓銘 中國港灣西部非洲區域公司

1.工程概況

該工程位于規劃的第四港池北側岸線西端，為新建3個7萬噸級專業化煤炭裝船泊位，碼頭結構全部按10萬噸級散貨船設計，由碼頭及碼頭護岸兩部分組成。碼頭設計長度為820 m，為突堤式結構，海側為碼頭岸線，陸側為護岸，碼頭面頂高程為5.00m，碼頭前沿底標高為-15.7m，胸墻海測懸挑1m。

2.施工安排和施工技術準備

整體施工順序由西向東緊緊圍繞現澆胸墻這一核心內容進行組織，其他工序以為胸墻施工創造條件和不形成干擾為原則進行安排，形成流水作業。本次胸墻施工的難點在胸墻海測懸挑1m，懸挑部位較多，上部荷載很大。

在施工過程中首先按照常規工藝進行封倉混凝土、蓋板的澆筑，待蓋板澆筑后進行胸墻的施工。胸墻分兩層進行澆筑，第一層厚度為2.85m，第二層厚度為0.25m。其中第二層為面層及護輪坎等構筑物。

3.模板設計

胸墻模板自下向上分由三角拖架、胸墻模板、護輪坎及面層模板組成，均采用整體工具式模板。由于本工程胸墻前沿懸挑1m，在施工過稱中存在較大難度。

（1）由于水下基礎屬于隱蔽作業，在沉箱安裝過程中本身存在高差，導致沉箱之間出現預留大頭螺母的不同高差。

（2）沉箱預制時間較早，安裝后經過半年的壓載沉降，部分沉箱出現了不同程度的沉降，使不同沉箱預留的大頭螺母出現了不同的高差。

（3）懸挑1 m 處混凝土自重較大，并且要承受較大的混凝土側壓力。

（4）為保證后方道路通暢，在后方設置了頂標高為3.5m的漿砌石擋浪墻，整體前后片模板的對拉桿需設置在3.6m，3.6m以下澆筑混凝土的側壓力全部集中中前片模板，底腳壓力較大容易發生側移。

（5）三角架由于胸墻的懸挑，拆、裝難度增大。

4.關于懸挑部位的具體施工措施總結

4.1 三角托架

本工程胸墻懸挑出沉箱1.0m，三角架作為模板底口的加固輔助件除承受常規的混凝土側壓力和模板自重外，還要承受部分混凝土的自重。

在前期準備中，項目部發現沉箱上預留的圓臺螺母可能滿足不了施工所要求的強度，另一方面受沉箱安裝的高差及沉降影響，圓臺螺母的高度已經出現了不同的高差，而且由于三角托架在胸墻澆筑完成后全部處于胸墻懸挑部位的正下方極不易拆除。經過仔細研究，對三角托架項目部進行了兩方面處理方法，一是針對圓臺螺母的高差及三角托架的拆除，不將三角托架連成整體，采用單個三腳架獨立支拆，此方法雖給三角托架的安裝帶來不便，但對三角托架的后期拆除極為方便及安全；二是針對圓臺螺母強度不足問題，項目部在胸墻懸挑部分的整體支撐上，對每個三角托架增加了一條鋼板帶與沉箱預留鋼筋連接，起到一定的受力作用。

扁鋼與三腳架、沉箱連接的詳細做法。在沉箱頂口的第一排甩筋后加設了一排通長槽鋼，槽鋼與甩筋焊接，將扁鋼與槽鋼和三腳架進行雙面焊接。槽鋼與扁鋼所有接觸面積全部通長焊，三腳架與扁鋼采用雙面焊，焊縫長度不小于15cm。進一步加大了安全系數，扁鋼的設置增大了抗拉系數，也為本工程的安全提供了較大的保證，整體受力計算滿足碼頭結構施工規范要求。

三角托架的安裝。三角托架的安裝在胸墻施工之間進行，利用沉箱預留的圓臺螺母將三角架固定在沉箱前墻上。先根據胸墻底標高及底模厚度計算出三角架頂標高，并標記在沉箱前墻上，據此安裝調整三角架；在三角托架調整完成后將預先焊接在三角托架上的扁鋼與沉箱甩筋進行連接。

4.2 懸挑部位的底胎鋪設及后續模板的支立

三腳托架安裝完成后先進行懸挑部位底模鋪設，底模鋪設完成后進行側片模板的支立，再進行前片及后片模板的支立。

側片模板底口及頂口通過10#槽鋼利用沉箱墊層鋼筋預埋鋼筋和沉箱預留筋進行支頂加固。側片支立完成后進行前片即臨水面模板的支立，在前片模板最終加固前，利用沉箱隔墻上的甩筋進行臨時加固，等后片模板支立完成后，通過頂拉桿、中部的對拉桿以及抱角拉桿將模板整體加固完成。

懸挑部位的底胎鋪設：在施工前期，懸挑部位的底模采用木質結構，先在三腳托架上鋪設縱向木枋和橫向木枋，上面鋪設50mm厚的木板，通過鉛絲與三腳托架綁扎固定，并在底模木板上標記出胸墻前沿線和鋼筋前輪廓線；然后綁扎鋼筋，最后支立模板。

在施工過程中項目部發現由于胸墻底標高為1.9m，處于潮汐影響范圍內，單段胸墻的施工經常需要跨兩個潮水施工，而且施工的海域為無掩護的開敞海域，海浪較大，在木板鋪設后由于風浪作用，經常導致鋪完的底模在一個潮水過后全部被海浪沖散，甚至造成了支立完成的模板的移位。

經過仔細分析，項目部及時制定改進措施：胸墻的懸挑部位底模采用鋼木結合的底胎模板，模板由鋼和木兩部分組成。鋼底胎呈鏤空狀，用以消浪，泄水，防止底胎在施工期內被海浪沖散；鋼底胎根據胸墻長度分成4段，鏤空部位用于木質底模的鋪設。施工時先鋪設鋼底胎用于模板的支立。鋼底胎鏤空部位的鋪設在胸墻混凝土澆筑前進行，采用固定尺寸的50mm厚木板鋪設。此方法減少了風浪對胸墻底胎的損壞，提高了胸墻的施工效率。

4.3 混凝土的施工

胸墻混凝土的下灰方式采用反鏟下灰，混凝土施工中的一大難點在于混凝土的長距離運輸。由于多方面原因，胸墻的混凝土攪拌站距離施工現場約26km，加上路況的影響，單程混凝土的運輸時間在1h左右，因此如何控制混凝土的質量成為了施工中的重點。

在前期的配合比委托階段，項目部在出機塌落度的選擇上預留出了3cm的塌落度，將混凝土運輸過程中的塌落度損失考慮在內，即出機控制在12cm坍落度，到達現場時混凝土的塌落度正好等于9cm。

由于混凝土運輸距離較遠，對混凝土運輸過程中罐車的行為控制較為薄弱，項目部采用抽查和突擊檢查的措施，杜絕罐車隨意加水、隨意加外加劑的行為，取得了一定的控制效果。

5.經驗與不足

本次施工總結主要圍繞的是胸墻懸挑后所帶來的模板支撐加固體系的改變和設計，施工中的經驗與不足主要有如下幾點：

（1）充分做好施工前期的準備工作，本次施工中沉箱中的預留圓臺螺母在施工時未能滿足上部結構施工時的荷載要求，導致后續模板加固及支立產生了困難，因此施工時需要加強注意，以減少后期不必要的措施以及成本增加。

（2）本次采用的扁鋼吊三角托架的工藝，原意是對三角托架支撐結構的一種輔助及保險措施，但在實際使用和受力計算中發現扁鋼成為了上部懸挑胸墻的主要受力部件，而原預留在沉箱上的圓臺螺母所裝設的螺桿只作為模板的底口受拉桿件。因此此類加固方式一定要注意對扁鋼的材質及扁鋼與其他構件之間的焊接質量的檢查，才能保證工程的安全性。

（3）因受風浪的影響，本次施工中懸挑部位的底模一度成為施工中的重要環節，采用鋼制底胎特別是鏤空設計提高了底模的抗風浪能力，在采用此施工措施后胸墻的施工效率大大提高。

（4）遠距離混凝土運輸的注意事項。本次施工由于混凝土的運輸距離過遠，帶來過程中的管控環節增多、管控難度增大，在施工中出現隨意加水的現象，影響了混凝土的內在質量。因此遠距離運輸混凝土時一定要詳細布控混凝土的配料、攪拌、運輸、澆筑等環節，保證混凝土的質量。另外遠距離運輸時，混凝土塌落度損失的預留量應考慮不同的季節，這樣才能達到預想的效果。

6.結語

本工程位于某港四港池內，是投資的第一個專業煤炭碼頭泊位，在碼頭整體設計過程中借鑒了專業碼頭的設計形式。由于本工程胸墻懸挑1m，與傳統碼頭的施工工藝有些許不同，為工程施工帶來來極大難度。本文對碼頭胸墻懸挑1m部位的幾項主要施工工藝進行了總結，可為今后類似項目提高借鑒。