重力式碼頭施工技術(shù)問題探討

【摘 要】港口重力式碼頭的施工設(shè)計(jì)對于碼頭的穩(wěn)定性起著絕對性的作用，必須嚴(yán)格進(jìn)行把關(guān)。隨著港口重力式碼頭施工技術(shù)的改進(jìn)，已經(jīng)取得了比較可觀的效果，但是目前我國的港口重力式碼頭的設(shè)計(jì)施工技術(shù)還比較落后，不能合理的利用資源。我國應(yīng)在此基礎(chǔ)上不斷引進(jìn)國外的先進(jìn)技術(shù)，自己再進(jìn)行創(chuàng)新，成為適合我們自己重力式碼頭施工技術(shù)。本文分析了重力式碼頭施工技術(shù)問題。

【關(guān)鍵詞】重力式碼頭；施工技術(shù)；技術(shù)改進(jìn)

1.港口重力式碼頭分析

港口重力式碼頭一般分為沉箱式和扶壁式兩種形式。這兩種形式的碼頭因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)不同，因此碼頭的穩(wěn)定性和施工技術(shù)也有不同。我國是港口大國，目前已經(jīng)形成了布局合理功能強(qiáng)大的港口體系。在我國現(xiàn)已建成的港口的碼頭形式中，港口重力式碼頭占很大一部分，因此港口重力式碼頭的應(yīng)用范圍是很廣的。港口重力式碼頭的結(jié)構(gòu)相對比較簡單，施工也比較方便，而且堅(jiān)實(shí)耐用，綜合性價(jià)比要比其他形式的碼頭更加高。港口重力式碼頭的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)主要取決于墻身的結(jié)構(gòu)，因此在重力式碼頭施工時(shí)，應(yīng)當(dāng)在結(jié)構(gòu)上引起重視。應(yīng)嚴(yán)格進(jìn)行按照墻身和墻胸所能承受的承載力來進(jìn)行施工。我國港口重力式碼頭經(jīng)常出現(xiàn)事故，經(jīng)過調(diào)查分析可以了解，造成事故的主要原因是港口重力式碼頭的施工技術(shù)存在著一定的缺陷。我國的重力式碼頭的設(shè)計(jì)實(shí)施起步比較晚，與西方發(fā)達(dá)國家的碼頭施工技術(shù)相比存在著較大的不足，因此我國的港口重力式碼頭的施工技術(shù)需要向西方學(xué)習(xí)，不斷改進(jìn)港口重力式碼頭的施工技術(shù)及施工方案，增大重力式碼頭的穩(wěn)定性。因此，抗滑、抗傾穩(wěn)定性是重力式碼頭設(shè)計(jì)時(shí)必須嚴(yán)格考慮的問題。在現(xiàn)行的《港口重力式碼頭設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》中，已經(jīng)明確規(guī)定了港口重力式碼頭的承載能力的各項(xiàng)規(guī)格。在重力式碼頭設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)達(dá)到相關(guān)的要求。

2.港口重力式碼頭的設(shè)計(jì)中的問題

目前我國的港口重力式碼頭的分布范圍比較廣，在設(shè)計(jì)施工上還存在著比較大的問題，主要原因就是技術(shù)上存在著一定的難度。

在港口重力式碼頭的方案設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該將可靠指標(biāo)進(jìn)行量化。將可靠指標(biāo)進(jìn)行量化以后，就可以有效的合理分配各施工工序的使用量。這樣分配不僅能保證港口重力式碼頭施工的方便、提高了施工效率，而且對于重力式碼頭的穩(wěn)定性具有重要的作用。

港口重力式碼頭的地基硬度應(yīng)達(dá)到相關(guān)要求。在重力式碼頭失事的事故中發(fā)現(xiàn)，因?yàn)榈鼗焕萎a(chǎn)生塌陷的不在少數(shù)。因此地基必須得到高度的重視，厚基床情況下40度切開基床并沿著基底的水平滑動破壞的計(jì)算模式使得更加合理。我國在港口重力式碼頭的基底施工時(shí)，通常夯實(shí)不均勻，導(dǎo)致有的地方松軟，有的地方堅(jiān)硬，松軟的地方與堅(jiān)硬的地方很容易出現(xiàn)斷裂。這一點(diǎn)還沒有引起施工的注意。

港口重力式碼頭的水平位移控制的施工問題目前還難以解決。按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的計(jì)算方法是不能反映出變形量。實(shí)際上重力式墻體的水平變位或墻體轉(zhuǎn)動仍然存在，這就造成了水平位移。目前的我國掌握的技術(shù)還不能精確計(jì)算出港口重力式碼頭水平位移的大小和位置，對于此問題智能進(jìn)行定性的控制。一是水平抗滑穩(wěn)定性滿足時(shí)，因基底摩擦界面剪切產(chǎn)生的水平變位經(jīng)多次模擬試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)數(shù)量不大，足可以產(chǎn)生主動土壓力但又不致出現(xiàn)過大水平位移。二是通過規(guī)定基床面適當(dāng)預(yù)留倒坡以平衡因水平土壓力作用墻體前傾而發(fā)生轉(zhuǎn)動變位。這兩種控制都不能量化預(yù)測。除墻后土壓力外，墻后大量回填時(shí)若塞槽坡下有較厚壓縮層，則培后填料邊載作用又會引起墻體后踵下沉較大。所以基床面預(yù)留的倒坡應(yīng)該適當(dāng)，應(yīng)兼顧前傾和后仰兩種變位的可能性。此問題看來仍會主要依靠經(jīng)驗(yàn)，量化預(yù)測控制變位的理論計(jì)算方法尚不成熟，一時(shí)還難以在設(shè)計(jì)中應(yīng)用。

其他施工技術(shù)中的問題。港口重力式碼頭在施工技術(shù)上通常還存在著其他的一些問題，主要包括（1）重力式碼頭的豎直不能控制；按照碼頭承載力的要求和承載力極限狀態(tài)的計(jì)算方法使不能準(zhǔn)確反映出碼頭的變形量的。當(dāng)前針對這個(gè)問題，主要是采用定性的控制。這種定性控制雖然能對重力式碼頭的豎直位移進(jìn)行一定的控制，但是效果不理想。依照目前我國掌握的技術(shù)，還主要依靠經(jīng)驗(yàn)計(jì)算水平位移。因此，量化計(jì)算控制位移的的理論計(jì)算方法還不成熟，而且在實(shí)際應(yīng)用中還不能得到發(fā)展。（2）在比較厚的基床沿著基底水平滑動破壞的計(jì)算模式下怎么樣才能更合理的展開計(jì)算的問題。若部分厚基床當(dāng)作換填地墓看待， 則規(guī)范對相關(guān)內(nèi)容應(yīng)予以修訂。（3）沒有底板的空腔重力式結(jié)構(gòu)的抗穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)還需要進(jìn)一步的研究計(jì)算。目前在無底板的空腔重力式結(jié)構(gòu)的抗穩(wěn)定性研究中，還不能確定到底有多少重量可以起作用，這是一個(gè)依照目前的技術(shù)還不能解決的很復(fù)雜的問題。

3.重力式碼頭施工技術(shù)的改進(jìn)

3.1盡量減小港口重力式碼頭的應(yīng)力

重力式碼頭在施工時(shí)，結(jié)構(gòu)施工期的沉降與機(jī)頂應(yīng)力有關(guān)系。適當(dāng)?shù)臏p少機(jī)頂?shù)膽?yīng)力，不僅可以減少使用期與施工期之間的應(yīng)力差，而且可以有效的減少施工之后碼頭的沉降量。在施工的后期，為了進(jìn)一步的減少沉箱的結(jié)構(gòu)會沉降，在碼頭的底部應(yīng)回填料。這樣可以有效減少趾前壓力，同時(shí)可以通過石塊之間的相互摩擦，集中應(yīng)力的傳遞范圍增大，這樣也樂意有效降低各個(gè)沉箱的沉降不均勻性。

3.2重力式碼頭的沉降控制方式

在沉箱加載后，沉降的位置變化還需要一段時(shí)間才能收斂。這就會造成在每次沉降時(shí)，基槽都會受到水浸泡而變得軟化，嚴(yán)重的會出現(xiàn)崩裂，嚴(yán)重影響了碼頭的使用壽命。針對這種現(xiàn)象，我們應(yīng)該在保證位移穩(wěn)定的情況下進(jìn)行軌道的系統(tǒng)安裝。適當(dāng)加快早期的施工速度，使大多數(shù)的負(fù)載作用在沉降箱上，加快反應(yīng)時(shí)間。工程實(shí)際中，要求在拋石前，先進(jìn)行一次清槽，拋石的時(shí)間應(yīng)控制在一周之內(nèi)完成。這樣就可以減少土層厚度，使基槽的開挖質(zhì)量得到進(jìn)一步的控制。

3.3重力式碼頭的前后鬼之間的距離控制

在港口重力式碼頭設(shè)計(jì)施工時(shí)，對于機(jī)械設(shè)備的要求應(yīng)保持前后軌之間的距離差不能超過25厘米，為了有效的避免施工中超過正常范圍的現(xiàn)象，在港口重力式碼頭施工之前要預(yù)留出一段空隙，也就是指前后軌之間的高度差應(yīng)保持在一個(gè)安全的范圍之內(nèi)。

3.4地基沉降的解決措施

港口重力式碼頭的地基處理過去主要依靠大挖大填的方法，這種方法不僅不能使地基堅(jiān)實(shí)，而且大量的浪費(fèi)物料。我國引進(jìn)的新型地基加固軟基技術(shù)在港重力式碼頭地基處理中得到應(yīng)用以來，很少發(fā)生因?yàn)榈鼗鶈栴}出現(xiàn)事故。

4.結(jié)束語

所有重力式碼頭結(jié)構(gòu)加固改造設(shè)計(jì)方案，均應(yīng)對新建結(jié)構(gòu)和改造的老碼頭結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面計(jì)算或復(fù)核。包括整體穩(wěn)定性計(jì)算、抗傾抗滑穩(wěn)定性計(jì)算、基床和地基承載力計(jì)算以及結(jié)構(gòu)或構(gòu)件承載力計(jì)算等，確保結(jié)構(gòu)安全可靠。重力式碼頭結(jié)構(gòu)加固改造方案應(yīng)視具體情況進(jìn)行。當(dāng)擬靠泊船型提升幅度較大時(shí)，宜考慮新增高樁承臺或板樁結(jié)構(gòu)與原重力式碼頭組合的方案；當(dāng)擬靠泊船型提升幅度不大時(shí)，可采取減小墻后土壓力、改善結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)、進(jìn)行拋石基床固化處理、外移靠泊設(shè)施前沿線、增設(shè)漂浮式橡膠護(hù)舷等措施。碼頭結(jié)構(gòu)加固改造應(yīng)復(fù)核裝卸工藝設(shè)備的適應(yīng)性，并進(jìn)行能力核算。碼頭結(jié)構(gòu)加固應(yīng)盡可能減小對原有碼頭及周邊碼頭運(yùn)營的影響。

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