重力式沉箱碼頭施工與質(zhì)量控制分析

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)全球化進(jìn)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(mào)易交流，陸上交通、水運(yùn)交通均較之前得到了明顯的改善。在重力式碼頭的眾多結(jié)構(gòu)形式中，力式沉箱是使用頻率較高的一種結(jié)構(gòu)，由于其具有平面尺度大、單重量大等特征，在碼頭建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用。文章對重力式沉箱碼頭施工與質(zhì)量控制進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：重力式沉箱碼頭；碼頭建設(shè)；質(zhì)量控制；交通運(yùn)輸；水上浮運(yùn) 文獻(xiàn)標(biāo)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(jié)構(gòu)形式多樣化，其中力式沉箱是使用較多的一種結(jié)構(gòu)形式，由于其具有平面尺寸大、單重量大等優(yōu)點(diǎn)，在碼頭建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用。重力式沉箱碼頭可在低潮時間段內(nèi)完成安裝出水工作，借助空腹與薄壁有底結(jié)構(gòu)，滿足水上浮運(yùn)的相關(guān)要求，一方面可提高貨物運(yùn)輸?shù)陌踩裕涣硪环矫嬉材芴岣哌\(yùn)輸?shù)男省Ｈ欢κ匠料浯a頭結(jié)構(gòu)在實(shí)際使用中會因?yàn)榉N種因素的影響，出現(xiàn)相關(guān)質(zhì)量問題，給正常的運(yùn)輸工作造成重重阻礙，甚至?xí)蛊髽I(yè)蒙受巨大的經(jīng)濟(jì)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(yīng)用面，為我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)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(yè)區(qū)，工程平面見圖1所示。工程總耗資達(dá)1.15億元。碼頭泊位全部采用的是重力式沉箱結(jié)構(gòu)。結(jié)合當(dāng)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(jù)所需對該泊位進(jìn)行擴(kuò)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(yùn)輸。碼頭泊位長度可達(dá)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(dāng)前，隨著全球化貿(mào)易的不斷發(fā)展，水上經(jīng)濟(jì)的重要性日益突出，加快了碼頭船舶的發(fā)展進(jìn)程，也在一定程度上推動了重力式沉箱碼頭的施工建設(shè)力度。然而重力式沉箱碼頭施工建設(shè)中仍存在不盡如人意的地方，具體表現(xiàn)在如下七個層面：（1）沉箱分層澆筑接縫部位若處理不當(dāng)會發(fā)生滲水現(xiàn)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(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；（2）基槽開挖結(jié)束后，若回淤速度過快的話，則很難進(jìn)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(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求；（3）基床拋石與夯實(shí)作業(yè)完成后，施工人員在觀測中卻發(fā)現(xiàn)基床拋石實(shí)際標(biāo)高與設(shè)計圖紙中所要求的標(biāo)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(xù)對基床進(jìn)行處理難度較大，影響施工質(zhì)量；（4）基床整平施工結(jié)束后，又得知所補(bǔ)拋的厚度不符合規(guī)定，沉箱安裝完后與施工設(shè)計的預(yù)留沉降量不相吻合，造成沉箱出現(xiàn)不同程度的滑移現(xiàn)象，影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)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(xiàn)一定的滑移，給施工的正常實(shí)施帶來重重影響；（6）由于碼頭胸墻會發(fā)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(qū)域的胸墻頂面的高差出現(xiàn)較大的懸殊，引發(fā)混凝土裂縫現(xiàn)象的發(fā)生；（7）施工中若某一環(huán)節(jié)處理不當(dāng)，會造成軌道發(fā)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(guān)規(guī)定。

3 沉箱預(yù)制及安裝的質(zhì)量控制

沉箱預(yù)制應(yīng)從三方面進(jìn)行有效控制：（1）模板施工質(zhì)量；（2）鋼筋；（3）混凝土施工質(zhì)量。要確保施工質(zhì)量達(dá)標(biāo)，材料的選擇是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。施工中不管是模板的選擇或者是鋼筋、混凝土的選擇，均應(yīng)從正規(guī)廠家處購買，所購買的材料必須經(jīng)過全面檢測，確保符合要求后方可投入使用。沉箱安裝的質(zhì)量控制可從如下七個層面入手：（1）起重船機(jī)的選擇中，應(yīng)按照沉箱實(shí)際重量進(jìn)行有效選取，應(yīng)能夠承受沉箱的重量；（2）嚴(yán)格按照沉箱的安裝流程進(jìn)行合理安裝。結(jié)合現(xiàn)場地質(zhì)狀況，明確錨位與地錨位置，為后期施工的順利實(shí)施打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；（3）沉箱安裝前，施工人員需對基床部位進(jìn)行徹底檢查，確保無損壞、無雜物存在。應(yīng)盡可能選擇落潮時段進(jìn)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?xí)r應(yīng)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(qū)域設(shè)置導(dǎo)標(biāo)，并借助經(jīng)緯儀對沉箱角點(diǎn)進(jìn)行校正，盡可能降低誤差，提高安裝的精確性；（5）在進(jìn)行沉箱安裝時，如果水面過高，會進(jìn)入到前排沉箱內(nèi)，因此可借助水泵向后排隔倉加水，確保前后排隔倉內(nèi)水位保持平衡；（6）根據(jù)實(shí)際所需嚴(yán)格控制沉箱縱向順直度與累計長度；（7）沉箱安裝到位后，應(yīng)在第一時間向內(nèi)進(jìn)行填石作業(yè)，填石的硬度等各項(xiàng)參數(shù)應(yīng)滿足設(shè)計所需。而且要注意拋填時應(yīng)做到力度適中，確保每個倉格內(nèi)進(jìn)度一致。

4 基槽開挖施工的質(zhì)量控制

4.1 水上挖泥的質(zhì)量控制

（1）水上挖泥主要采取的是分層、分段、分條的方式進(jìn)行，施工人員應(yīng)結(jié)合實(shí)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(shí)施。通過對工程進(jìn)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(yán)格按照一定的開挖坡度比進(jìn)行開挖，基槽開挖時可布置一定的位移觀測點(diǎn)，施工中一旦發(fā)現(xiàn)有異常情況，應(yīng)立即中止施工，查明原因后采取有效的措施加以改進(jìn)；（3）若屬于黏土地質(zhì)，則開挖基槽每邊超寬與超長應(yīng)小于2.5m，超深不小于0.8m。若屬于塊石地質(zhì)，則開挖基槽每邊超寬與超長應(yīng)小于1.5m，超深不小于0.5m；（4）抓斗寬度應(yīng)嚴(yán)格控制；（5）當(dāng)基槽開挖達(dá)到設(shè)計所需時，施工人員需對當(dāng)前的土質(zhì)進(jìn)行檢測，如若土質(zhì)與設(shè)計要求不相吻合，應(yīng)及時上報相關(guān)單位，提出有效的解決對策。

4.2 水上炸礁的質(zhì)量控制

按照工程的實(shí)際特征，選擇行之有效的炸礁方案。炸礁作業(yè)中，首先，應(yīng)確保周邊建筑物不致受到影響，選擇恰當(dāng)?shù)奈恢眠M(jìn)行施工；其次，盡可能降低超爆或者欠爆現(xiàn)象的發(fā)生。通常情況下，選取的是毫秒微差爆破技術(shù)，該技術(shù)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(zhì)量控制

（1）拋石棱體填石料應(yīng)選擇自然級配，石料規(guī)格應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格控制，一般以10～150kg最為恰當(dāng)；（2）嚴(yán)把拋填速率關(guān)，提高沉箱整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。拋填中應(yīng)做到分層進(jìn)行，而且每層的回填厚度應(yīng)控制在規(guī)定范圍內(nèi)。拋填工作完成后，施工人員還應(yīng)對沉箱沉降位移現(xiàn)象進(jìn)行監(jiān)測，若發(fā)現(xiàn)沉降量超過允許值時，應(yīng)在第一時間中止回填工作，并上報監(jiān)理單位，提出有效的改進(jìn)措施，增強(qiáng)施工的成效性。

6 基床拋石及整平施工的質(zhì)量控制

6.1 基床拋石的質(zhì)量控制

（1）結(jié)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(qū)域，對周圍的石料厚度等參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行檢測，看其是否滿足要求，確保無誤后方可進(jìn)行拋填施工；（3）拋石標(biāo)高的確定主要是根據(jù)設(shè)計標(biāo)高與預(yù)留沉降量進(jìn)行綜合權(quán)衡的。此次施工中主要是根據(jù)10%的夯沉量與20cm的預(yù)留沉降量最終明確拋石標(biāo)高的；（4）根據(jù)施工所需選取性價比高的石料，石料中應(yīng)不摻任何雜質(zhì)而且表面無裂縫現(xiàn)象；（5）選擇恰當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行基床拋石施工。夯實(shí)作業(yè)完成后，應(yīng)及時進(jìn)行驗(yàn)收，若不達(dá)標(biāo)應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)夯處理，確保施工質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

6.2 基床整平的質(zhì)量控制

（1）基床整平中，借助無線遙控水下整平機(jī)進(jìn)行作業(yè)，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(jī)進(jìn)行操控，完成相關(guān)動作；（2）整平機(jī)每次刮鏟的厚度應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)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(yùn)行；（3）整平機(jī)中自帶有監(jiān)控儀與測深儀，可對基床的整平范圍以及整平質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)有不符合規(guī)定的部分，可及時加以調(diào)整，提高施工質(zhì)量。

7 上部結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量控制

該工程中上部結(jié)構(gòu)有卸荷板、胸墻、護(hù)輪坎等設(shè)施，這些設(shè)施若安裝不到位或者是存在質(zhì)量問題，都會影響整個工程質(zhì)量，因此應(yīng)做好上部結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量控制工作。（1）卸荷板的安裝應(yīng)嚴(yán)格按照一定的流程進(jìn)行操作，盡可能選擇在低潮時進(jìn)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(yīng)與沉箱接縫有效對接，提高其密實(shí)性；（2）胸墻是由混凝土組成的。混凝土澆筑質(zhì)量的高低直接關(guān)系著胸墻的穩(wěn)定性。因此應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土的配合比，施工中按照正確的操作流程進(jìn)行混凝土的澆筑，并做好后期的養(yǎng)護(hù)工作，提高混凝土的強(qiáng)度，此外還應(yīng)提高水電預(yù)埋管件等部位的精確性；（3）在進(jìn)行護(hù)輪坎施工過程中，應(yīng)采取有效的措施控制前沿線的平直度，確保施工的順利實(shí)施。

8 結(jié)語

綜上所述，重力式沉箱碼頭結(jié)構(gòu)作為一種重要的結(jié)構(gòu)，在水運(yùn)過程中發(fā)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(jìn)行全面分析，并提出針對性的解決對策，以提高施工質(zhì)量，加快港口建設(shè)腳步，促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：廖必學(xué)（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(shù)。

（責(zé)任編輯：王 波）