高溫濕熱條件下重力式方塊碼頭施工技術研究

明廷濤，李孝斌，孟 元

（中交二航局第一工程有限公司，湖北 武漢 430012）

高溫濕熱條件下重力式方塊碼頭施工技術研究

明廷濤，李孝斌，孟 元

（中交二航局第一工程有限公司，湖北 武漢 430012）

以沙特沙巴大橋人工島項目工程重力式方塊碼頭施工為案例，闡述了高溫濕熱的氣候條件下重力式方塊碼頭的施工技術，解決了高溫濕熱條件下碼頭混凝土施工質量問題，為類似氣候條件下的重力式方塊碼頭的施工提供一定參考。

重力式方塊碼頭；高溫濕熱；方塊預制；冷縫；胸墻施工；

重力式方塊碼頭工程在施工過程中，各結構部位受氣溫影響非常大。在高溫濕熱條件下，碼頭方塊的預制，胸墻的澆筑等都會產生不良影響。因此，必須采取一定的措施，來解決特殊高溫濕熱條件下的施工技術問題。以沙特沙巴大橋人工島項目碼頭工程（以下稱沙巴人工島碼頭工程）為例，介紹高溫濕熱條件下的重力式方塊碼頭施工關鍵技術。

1 工程概況

沙巴人工島碼頭工程是位于沙特東部省Khobar地區。碼頭工程為突堤式重力式方塊碼頭，長88m，寬7m，設計壽命75年，可同時停靠2條225英尺的渡輪。

1.1 氣候條件

Khobar氣候屬于沙漠熱帶鹽濕氣候。平均相對濕度20%-40%，最大日照氣溫+72℃，蔭溫9℃-50℃。

1.2 潮位

最高天文潮位HAT：+1.20m

最低天文潮位LAT：+0.00m

1.3 碼頭基本信息

地質勘探顯示，碼頭基床位于鈣質砂層，厚度1.4m，下方為鈣質巖層。碼頭基床厚度2m，方塊采用C30的素混凝土，共計222塊，最大方塊重量為45噸。胸墻標準段為10m，共設置8道伸縮縫，采用C40混凝土進行現澆施工。碼頭結構立面圖見圖1。

圖1 碼頭結構立面圖

碼頭方塊共分5層，胸墻頂標高+2.74m,底標高+0.70m，方塊底標高-6.00m。

2 施工流程

圖2 施工流程圖

考慮到沙巴大橋人工島碼頭工程屬于輪渡碼頭，荷載較小，長度僅為88m，共一個區段整體性好；且地質比較好，因此取消了碼頭方塊預壓工序，采用預留沉降量的方式控制碼頭整體標高。

3 關鍵施工工藝

3.1 基床拋石及打夯

基床石重量大小為1-100kg，拋石層厚度2m，標高從-8m到-6m，預留30cm夯實沉降量。采用1臺50t履帶吊上港灣6號從碼頭根部開始處進行錘夯，根據規范要求，靜壓底面壓力宜在40-60KPa，不計浮力和阻力影響,沖擊能不能小于120KJ/㎡。夯錘自重選為5噸，底面直徑1.3米，夯錘提升高度為5.1m。

3.2 方塊預制

方塊共計222塊，總方量3108m3，采用商混。由于當地氣候高溫濕熱，為解決混凝土預制方塊裂縫的問題，從以下幾個方面進行控制。

3.2.1 混凝土配合比

當地氣候高溫濕熱，業主嚴格要求養護過混凝土的中心溫度不超過70℃，最大內外溫差小于20℃，且入模溫度不得高于30℃。為達到混凝土強度和耐久性的要求，設計部門和實驗室進行了5次配合比試拌試驗，最終確定了碼頭方塊混凝土配合比，如下表1所示。

表1 碼頭方塊C30混凝土配合比

施工中為了控制混凝土入模溫度，根據當地當天溫度，加入了40-60%含量的冰塊。

3.2.2 冷縫控制

研究表明，混凝土冷縫的存在，降低了混凝土的抗折強度、劈裂強度，帶有冷縫面的混凝土滲透系數遠大于參照混凝土，且與混凝土澆筑間隔時間有很大的關系。澆筑間隔時間越大，滲透系數增大越大。沙巴大橋人工島碼頭工程商混站距離預制現場100公里，混凝土罐車從出料到現場正常行駛時間為60分鐘。若遇到交通擁堵意外停電或者機械設備損壞等中斷澆筑，則產生了混凝土冷縫。為控制冷縫的產生，采取了一定措施。要求商混站調配備用罐車和設備，保證混凝土從出商混站到澆筑的間隔時間不超過90分鐘，上一層混凝土澆筑完成與下一層混凝土開始澆筑的時間間隔不超過60分鐘；施工現場備用設備和人員準備充分。

經過嚴格控制澆筑間隔時間，222塊混凝土預制方塊未出現任何一條冷縫。

3.2.3 澆筑時段

考慮到Khobar地區高溫濕熱條件下日照溫度高達50℃以上，盡量將澆筑方塊混凝土的時段安排在夜間20：00-02：00進行，并控制入模溫度在30℃以內。

3.2.4 拆模及養護

混凝土澆注結束至少12小時后可拆除模板，拆模順序為先拆內模再拆外模，先拆背風面再拆迎風面。拆模時需專業起重工進行指揮起吊作業并做好成品保護工作。

Khobar地區高溫濕熱的天氣條件不利于混凝土養護，且本工程不接受養護液進行養護。為避免高溫日照、濕熱天氣以及干熱風對暴露的混凝土碼頭預制方塊造成傷害，采取養護棚進行養護。養護棚是在混凝土拆模后的前7天先用塑料薄膜進行包裹，繼而罩上土工布進行自身蒸養起到防風保溫，減小混凝土內外溫差的作用。整個養護流程具體如下：

灑水:拆模后，首先在方塊頂面覆蓋一層薄的薄膜，均勻灑水將其濕潤，使薄膜緊貼混凝土表面，起著保水的作用；檢查薄膜是否有破損現象，如有，須用粘膠帶將其粘貼修補完好，并檢查下口的壓實情況，確保薄膜密閉性，使方塊與塑料罩外部環境隔絕而形成一個溫室環境，起到保溫保水的作用，方塊混凝土在塑料罩內靠自身水分進行蒸養，見圖3。

覆蓋土工布：薄膜覆蓋完成后，立即用事先準備好的土工布罩將方塊罩住，并用繩子從方塊的頂部，側面中部及底口分別將其綁扎牢固，然后覆蓋養護棚，確保防風效果，見圖4。

圖3 薄膜覆蓋養

圖4 養護棚

3.3 胸墻施工

考慮到取消了方塊預壓的工序，胸墻施工安排在碼頭方塊安裝完成15天后開始進行，以消除碼頭方塊沉降的影響。胸墻混凝土為C40混凝土，劃分9個澆筑段進行施工，混凝土澆筑預留沉降量20mm。考慮到碼頭為突堤式，最遠段距離碼頭根部為88m，商混站最長汽車泵管長為51m，需加管道才能對混凝土進行輸送。在高溫濕熱長運距條件下，泵送混凝土的工作性能必須得到保證。碼頭根部1-5澆筑段48m內的混凝土配合比（見表2）和6-9澆筑段48m-88m內的配合比（見表3）在添加劑上做了調整。

為控制混凝土入模溫度，同樣混凝土中加冰，摻冰量達到了92kg/m3。胸墻混凝土在冷縫控制、澆筑時段及拆模養護方式與方塊預制方法相似。

胸墻澆筑完成后，對碼頭沉降進行了觀測。觀測結果表明，碼頭累計沉降14mm。

表2 1-5澆筑段混凝土配合比

表3 6-9澆筑段混凝土配合比

4 結語

沙巴大橋人工島碼頭工程已經通過業主的竣工驗收，施工質量得到當地政府的高度評價。通過合理的配合比設計，有效的技術措施，可以解決高溫濕熱特殊條件下重力式方塊碼頭施工技術難題，同時也為其他類似項目提供了借鑒和參考。

在這里需要強調，雖然高溫濕熱條件下重力式方塊碼頭其他施工工藝如基床拋石、基床打夯、方塊安裝等比較常規，但嚴格的施工質量控制同樣不容忽視。

[1]JTS 167-2-2009,重力式碼頭設計與施工規范[S].

[2]鐵新納，李立青，袁群，李宗坤．環境對混凝土冷縫力學性能影響的試驗研究［J］．人民黃河，2017（9）：126-129．

U656

A

1006—7973（2017）12-0051-03

10.13646/j.cnki.42-1395/u.2017.12.019