天盛新舊碼頭連接縫解決方案

黃海祥　曹恒

（中交四航局三公司　廣東　湛江　524009）

天盛新舊碼頭連接縫解決方案

黃海祥曹恒

（中交四航局三公司廣東湛江524009）

新舊碼頭接縫處的模板設計是解決該處水下混凝土澆注的關鍵，本文分析了該處施工存在的難點，并介紹如何通過一些常規的施工方法解決該處水下混凝土的澆注。

模板的設計；水下混凝土澆注

廣西天盛港務有限公司欽州港10萬噸級散貨碼頭水工工程位于廣西欽州市欽州港果子山東南約500m處，東南連接已建的天盛7萬噸級散貨碼頭，設計的10萬噸級碼頭結構型式與舊碼頭一致，均為岸壁重力式。均采用薄壁圓筒結構圓筒，圓筒直徑18m，高度為18.3m。根據設計圖紙，在新舊碼頭的連接處，需要澆注280m3的C30水下混凝土，如圖1所示；該處水下混凝土把新舊碼頭連接起來，避免后方的漏砂。

圖1

1　接縫處特點、難點

在現場實際施工中發現天盛碼頭施工現場水流在退潮時候，水流較急，該處水流從岸側向海測流動，潛水員在無法作業，待漲潮及平潮時候，水流平緩，水流與風向一致。并且澆注該處的水下混凝土存在難點：①原有7萬噸煤碼頭的圓筒沒有設計耳朵，在光滑的薄壁圓筒上難以安裝并加固鋼模板；澆注18.3m高的水下混凝土，模板的承載力將如何考慮；②新舊碼頭的圓筒底不在同一高程面上，另外還需要定制缺口模板；③新舊碼頭的圓筒實際安裝垂直度對縫寬影響較大，每塊模板拼接上下兩層產生的錯牙，易導致模板不嚴密而漏漿。

2　施工對策

（1）接縫處的模板的設計及安裝是該處水下混凝土澆注的關鍵。模板如采用普通的鋼模板是無法滿足該處施工的需要，項目部組織各方技術骨干，經過反復的方案比選，方案優化，研究得到采用預制的混凝土塊作為該處的模板最為妥當，混凝土塊模板較鋼模有如下優點：

①省去拆除模板，與水下混凝土緊密粘結在一起。

②可以預制出一種可以滿足接縫的模板，不需每塊模板按照縫寬來定制。

③預制混凝土塊的寬度足夠大，能有效的避開上下層模板的錯牙的漏漿。

（2）為了接縫出圓筒不在同一高程面上，基礎擬采用拋石整平基礎，基礎高程定在舊碼頭圓筒的墻身與前趾的交界處。

（3）根據實際接縫寬度設計出兩種混凝土插塊：接縫插塊1、接縫插塊2。結構型式如圖2。

圖2

①插塊設計為梯形形狀，梯形短邊設計比接縫最小縫寬更小，而長邊的設計需比接縫最大縫寬大，為了確保插塊能與圓筒的弧度邊有效的卡緊。

②一側設計帶耳朵，為了與圓筒的耳朵相頂靠。

③為了保證插塊的安裝穩定，插塊的寬度設計的足夠保證安裝平穩，并且能有效避免上下插塊的錯牙導致的漏漿。

④上下兩層設計暗吊環用于吊運安裝。

⑤接縫插塊1設計明拉環用于安裝拉桿安裝的連接卡環的連接，接縫插塊2設計預留孔φ60mm，拉環與預留孔須在同一設計平面上。

⑥拉桿的螺牙設計得足夠長，由于于插塊的距離存在一定差別，設計的足夠長，設計30cm長。

（4）其他計算

①混凝土側壓力計算：

式中：F——新澆注混凝土對模板的最大側壓力（kN/m2）；

γc——混凝土的重力密度（kN/m3），水下混凝土重力密度采用15kN/m3；

t0——新澆注混凝土初凝時間，計算用6h；

β1——外加劑影響修正系數，摻有緩凝劑的外加劑取1.2；

β2——混凝土塌落度影響修正系數，取1.15；

V——混凝土澆注速度（m/h），擬混凝土澆注40m3/h，該區域面積為7.28m2，澆注速度為5.5m/h。

混凝土有效壓頭高度h=F/γc=64/15=4.27m；新舊碼頭接縫處水下混凝土的澆注不采震動棒振搗，實際側壓力比計算值小。

②拉桿、螺帽、卡環受力計算選型。

由于接縫插塊1安裝完成后立即回填倒濾料，接縫插塊1受到的混凝土側壓力不做驗算。

單塊接縫插塊2所受到的有效側壓力為：

單塊接縫插塊2設計4根拉桿，平均每根拉桿受力為：

擬采用φ20圓鋼作為拉桿：

符合。

根據《建筑施工計算手冊》中常用對拉螺栓性能表中M20螺栓容許拉力為38.2kN，大于F拉，由于計算值略大于受力，為了確保施工的安全性，擬采用雙螺帽上緊拉桿，確保受力。

根據F拉=37.7kN/根，擬采用5t卡環作為兩種插塊的連接。

3　施工思路、順序及流程

天盛碼頭施工現場水流在退潮時候，水流較急，該處水流從岸側向海測流動，潛水員在無法作業，漲潮及平潮時候，水流平緩，水流與風向一致。因此在選擇插塊安裝順序上，首先選擇安裝接縫插塊1，首先能有效止住該處的水流，便于后續施工，其次在安裝的之后，不會被水流的擾動破壞安裝成果。

待10萬噸碼頭第一個圓筒安裝完成，實際測量新舊圓筒之間的距離；預制設計型式的插塊，同時對插塊水下安裝位置進行拋石，放軌水下整平接縫插塊1和接縫插塊2所在位置；然后立即安裝第一塊已經預制接縫插塊1，和第一塊接縫插塊2。在調節到大致位置后，穿φ20的拉桿通過接縫插塊2，與接縫插塊1連接，上緊墊片與螺母；然后用同樣的方法安裝第二塊插塊1、第二塊插塊2，并進行加固，…；后方拋填倒濾料及潛水員進行水下檢查和堵縫可同時進行；完成后澆注水下C30混凝土。

圖3

4　施工機械及人員（如表1～2）

5　實際施工

5.1預制接縫插塊1及接縫插塊2

預制插塊根據接縫的大小同時需要兼顧現場吊機的起重能力和經濟的原則而設計，接縫插塊1設定為塊體高度為0.75m，斷面形狀如圖4所示，每塊塊體混凝土方量為3.30m3；接縫插塊2設定塊體長度為1.5m，斷面形狀如圖4，每塊塊體混凝土方量為1.82m3；插塊1及插塊2在端部均需要設置暗吊環用于吊裝；插塊1需要預埋用于2個內徑不小于15cm的明拉環，插塊1又分成A型及B型，兩種型式區別在于設置的兩個明拉環位置不同，安裝時候需根據插塊2的孔位對齊便于拉桿正位；插塊2需要預留4個φ6cm的孔，用于穿拉桿及加固。

表1　所需機械列表

表2　所需人員列表

圖4

5.2拋石整平

由于10萬噸泊位的圓筒位置腳趾有斜坡，不利于穩定安裝插板1和插板2，因此在高度上需要拋填二片石至7萬噸泊位圓筒的最墻身與腳趾的連接處，然后潛水員水下整平。

圖5

5.3安裝接縫插塊1及接縫插塊2并加固

安裝的過程選擇在平潮或漲潮。首先安裝接縫插塊1，25T吊機起吊接縫插塊1，通過系繩牽引插塊，避開胸墻后，根據水流的引導使得接縫插塊1順著圓筒壁垂直平穩安裝到整平基礎上。插塊1安裝兩塊完成后，立即進行插塊2安裝；插塊2也用相同的方法吊到指定位置，潛水員在水下探摸確定插塊與圓筒壁沒有空隙后即可安裝拉桿，插塊在不解吊鉤的情況下由潛水員用拉桿、卡環把插塊1與插塊2進行對拉連接，確保插塊2不翻倒。首先在一側已穿上螺帽，并在拉桿穿透過插塊2后裝了另一側的螺帽，然后用5t卡環把插塊1與插塊2連接完成，再把所有的螺帽擰緊，在確保插塊1及插塊2連接牢固后再進行第二層插塊安裝，安裝的方法相同，直至安裝到7萬噸碼頭胸墻底部。由于7萬噸泊位與10萬噸泊位圓筒頂部有1m高差，剩余部分也外露于水面，在乘低潮時候安裝模板并同常規方法加固完成。

5.4檢查和堵縫

在完成安裝接縫插塊的安裝后，潛水員立即對每個接縫插塊和對拉拉桿進行檢查，一旦發現拉桿加固不牢或者插塊移位的，立即采取進行糾正；然后對插塊的接縫檢查，發現有縫隙均用土工布進行堵塞，防止漏漿；由于基礎部分為碎石，一次澆注17.3m高的混凝土，則混凝土易從石縫冒出，因此底部采用墊鋪土工布的方法。

5.5澆注水下C30混凝土

檢查和堵縫完成后，立即進行混凝土澆注，澆注水下的C30混凝土，選擇采用水下不分散混凝土（是在攪拌混凝土時加入高分子外加劑，使混凝土拌和物在水下不離析）施工可以實現不排水施工，用吊機吊裝20m長φ200mm硬導管，導管內放置一個長20cm，φ200mm的泡沫堵塞，導管伸到接縫底板處，汽車泵則轉其混凝土出口到導管入口處，即可開始進行泵送澆注，當導管內填充滿混凝土后，吊機緩慢提起導管20cm，混凝土沖出管口埋住管口，汽車泵連續澆注混凝土；邊澆注，導管邊向上提起，通過混凝土的輸入把倉內的海水漸漸排出，實現混凝土的澆注；施工方法和常規水下混凝土澆注方式相同。在澆注的過程中，需要安排兩個潛水員分別在混凝土塊的兩側水下進行探摸，對混凝土插塊的穩定性進行檢查，發現異常情況，立即處理。

6　施工體會

采用預制混凝土塊作為水下混凝土的模板，能在制作出指定形狀，能較好的解決異形水下混凝土模板的問題，能為后續異形水下混凝土澆筑提供參考。

U656.1

A

1673-0038（2015）04-0132-03

2015-1-8

黃海祥（1981-），男，廣西平南人，助理工程師，本科，主要從事水運工程施工管理、施工技術、工程管理工作。