重力式沉箱結(jié)構(gòu)碼頭基床處治的施工技術(shù)分析

邢永學(xué) 中交第一航務(wù)工程局有限公司

1.工程簡(jiǎn)介

本文涉及的重力式沉箱結(jié)構(gòu)碼頭為典型的連片式結(jié)構(gòu)，除了南北駁岸外，還涉及到泊位碼頭以及隔堤等重要施工內(nèi)容。工程對(duì)應(yīng)的岸線總長(zhǎng)度為1319.84m，除了2#泊位碼頭外，余下的3#與5#碼頭規(guī)格均一致，對(duì)應(yīng)的厚度都設(shè)置為5m，將中粗砂作為原材料對(duì)其墻后區(qū)域進(jìn)行回填處理。III2粉質(zhì)粘土與III4中粗砂混粘土共同組成碼頭基礎(chǔ)，持力層則采用V全風(fēng)化花崗巖和IV殘積砂質(zhì)粘性土。

2.施工部署

對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境及地質(zhì)條件進(jìn)行勘查，以此為基礎(chǔ)，并綜合考慮本工程的實(shí)際特點(diǎn)，結(jié)合上述兩方面因素對(duì)施工區(qū)域進(jìn)行了劃分處理，由此得到現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域以及構(gòu)件預(yù)制區(qū)域兩大部分。關(guān)于前者，其內(nèi)部設(shè)置了南、北方向的兩大護(hù)岸，此外還有用于施工而設(shè)置的臨時(shí)隔堤等結(jié)構(gòu)；對(duì)于后者，則是整個(gè)施工材料的預(yù)制場(chǎng)所，在此平臺(tái)上可以展開沉箱、連鎖塊以及扭王塊三大主體結(jié)構(gòu)的預(yù)制作業(yè)，其對(duì)應(yīng)的總面積達(dá)到了60000m2。為了確保預(yù)制工作的順利進(jìn)行，避免貽誤工期，業(yè)主應(yīng)做好水、電兩大基礎(chǔ)條件的供給工作。

表1 基床拋石檢驗(yàn)方法及允許偏差

3.碼頭基床處理施工技術(shù)

3.1 基槽挖泥

就本工程而言，基槽挖泥的總挖方量為1004×104m3，按照施工組織計(jì)劃，要求施工方每月預(yù)計(jì)的泥土開挖量要達(dá)到100×104m3，共計(jì)需要使用到4個(gè)挖泥船組和4個(gè)抓斗挖泥船組，每個(gè)工作段之間的間隔應(yīng)設(shè)置為300m，挖掘的方向由2號(hào)泊位向3～5號(hào)泊位挖掘，從不同方向同時(shí)進(jìn)行開挖作業(yè)，確保在計(jì)劃要求的10個(gè)月工期之內(nèi)完工。各區(qū)按照2～3m的分層厚度采用階梯法均勻開挖。為了避免回淤現(xiàn)象出現(xiàn)，一方面需要基于分段的方式進(jìn)行開挖作業(yè)，另一方面則在基槽內(nèi)預(yù)留出適當(dāng)?shù)拇罱娱L(zhǎng)度。

3.2 基床拋石

綜合考慮本工程實(shí)際狀況，經(jīng)項(xiàng)目組商討后決定基于駁船運(yùn)輸、反鏟卸石拋填的方式展開基床拋石作業(yè)。按照計(jì)劃，陸地上的土方車將石料運(yùn)輸?shù)酱a頭的指定位置卸貨之后，鏟車需將石料裝到鐵駁船上，最后由鐵駁船來完成水上拋填作業(yè)。在基床拋石作業(yè)結(jié)束后，需展開對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)工作，相關(guān)的檢驗(yàn)項(xiàng)目和偏差標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)具體如表1所示。

3.3 基床夯實(shí)

對(duì)本工程而言，基床需采用爆夯法進(jìn)行夯實(shí)。通常情況下，8m是基槽拋石的厚度，同時(shí)也是基床爆夯分層的厚度。在使用爆夯法施工時(shí)，需要對(duì)炸藥包的重量、布藥方式、一次爆夯的總藥量進(jìn)行精密的計(jì)算，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況確定藥包的懸吊位置、高度以及爆夯次數(shù)，此外，還需要經(jīng)過典型施工試驗(yàn)之后才能最終確定并制作藥包。按照此工程的實(shí)際，試夯暫時(shí)按照設(shè)計(jì)提供夯沉量的15%考慮。

3.4 基床整平

在某段基床夯實(shí)作業(yè)完成并且經(jīng)過驗(yàn)收合格符合要求后，基床整平作業(yè)才能進(jìn)行。其需要借助潛水組和整平船完成水下作業(yè)，結(jié)合本工程的實(shí)際情況，施工方將1000t的方駁改裝成整平船，用于基床的整平施工，潛水員潛入水下放置鋼軌，利用刮刀刮過鋼軌，在對(duì)基床面高低進(jìn)行充分的掌握之后才能修補(bǔ)，以達(dá)到整平基床的最終目的，所有工作完成后進(jìn)行最后的施工驗(yàn)收。

4.基床處理施工要點(diǎn)

4.1 前期準(zhǔn)備

首先對(duì)坐標(biāo)控制點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確的復(fù)核工作，確保各控制點(diǎn)符合相關(guān)的規(guī)范要求。通常是采用全站儀對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)合格后方可進(jìn)行基槽的開挖作業(yè)?；凼┕るA段完成后，由建設(shè)方組織相關(guān)工作人員對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后進(jìn)行下一階段的施工。

4.2 基槽開挖

通常情況下，施工區(qū)域的地質(zhì)地形條件、工程整體的分段開挖要求、挖掘精度、挖掘分層要求、經(jīng)濟(jì)及工期要求等因素都會(huì)對(duì)基槽開挖質(zhì)量產(chǎn)生影響。因此，需在實(shí)際挖掘開始之前，再次復(fù)查、核驗(yàn)挖泥區(qū)域的水深，并確定最終的挖泥量，采用分層挖掘的方式來完成基槽的開挖，嚴(yán)格落實(shí)對(duì)地質(zhì)和挖泥高程的雙重控制，禁止出現(xiàn)欠挖、超挖的現(xiàn)象。

4.3 基床拋石

在進(jìn)行基床拋石施工時(shí)，要按照實(shí)際情況和要求選擇拋石體，塊石級(jí)配至少要達(dá)到良好級(jí)別，要求不存在風(fēng)化、裂縫等問題，通知質(zhì)量保持在10～100kg之間。如果設(shè)計(jì)單位對(duì)基床夯實(shí)有相應(yīng)的要求，則拋填塊石飽水抗壓的強(qiáng)度必須達(dá)到50MPa以上，若無要求，則只需滿足大于30MPa即可。

對(duì)基床拋石施工而言，岸上拋石和水上拋石是最常用的兩種方式，但是，施工方需要根據(jù)拋石區(qū)離岸的具體距離和施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際確定最終的拋石方式。在拋石過程中，要在拋石基床分層厚度10～15%的基礎(chǔ)上預(yù)留出后續(xù)夯實(shí)基床的沉量。拋石作業(yè)完成之后，應(yīng)立即組織專業(yè)人士通過點(diǎn)水筐點(diǎn)水的方式進(jìn)行斷面驗(yàn)收，將驗(yàn)收過程中得到的每個(gè)檢查點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行仔細(xì)記錄并繪制成圖表，所有檢查結(jié)果滿足相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)之后，才能進(jìn)入下一項(xiàng)施工工序。

4.4 基床粗平

（1）根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙以及相關(guān)施工標(biāo)準(zhǔn)，確?；埠粚?shí)面的平整避免發(fā)生倒錘現(xiàn)象，第一層夯實(shí)寬度26m，粗平標(biāo)高-22m；第二層夯實(shí)寬度22m，粗平標(biāo)高-20m；第三層夯實(shí)寬度18m，粗平標(biāo)高-18m。

（2）將方駁橫跨基床上進(jìn)行相應(yīng)的粗平，在陸上通過全站儀對(duì)方駁進(jìn)行準(zhǔn)確的定位，在方駁的一邊向水下放置一根槽鋼材質(zhì)的刮杠，其長(zhǎng)度為基床粗平的寬度，其高程通過帶刻度的鋼絞線進(jìn)行確定，具體操作時(shí)由粗平人員按照水位進(jìn)行控制，潛水員結(jié)合水下刮杠的高程實(shí)施平整。如果出現(xiàn)水下石料不足的問題，可以通過自航駁進(jìn)行補(bǔ)拋；如果水下石料過多，則由潛水員實(shí)施水下消除。粗平一段距離后移動(dòng)方駁，由專門的質(zhì)量控制組進(jìn)行檢查驗(yàn)收，待檢測(cè)質(zhì)量合格后進(jìn)行下一段的粗平。

4.5 基床夯實(shí)

本項(xiàng)目通過80t吊機(jī)上1OOOt方駁實(shí)施夯實(shí)作業(yè)，其中夯錘選取圓臺(tái)式，夯錘重量為6.35t、底面直徑1.5m、提升高度3.5m，這種情況下至少能保證產(chǎn)生120kJ/m2的沖擊能。夯實(shí)船沿著基床方向駐位，其定位方式可以參考拋石定位的方法，保持吊機(jī)扒桿的仰角不變，吊車司機(jī)通過吊機(jī)前的刻度盤在水平方向上緩慢操縱扒桿，從而確定出需要夯實(shí)的具體位置，再結(jié)合吊錘鋼絲繩上的刻度精確掌握夯錘的實(shí)際落錘距離。一排夯實(shí)結(jié)束后移動(dòng)船，夯實(shí)質(zhì)量經(jīng)檢驗(yàn)滿足相關(guān)要求后進(jìn)行下一排的夯實(shí)作業(yè)。夯實(shí)拋石基床，是借助預(yù)先沉降的方式，由此對(duì)地基以及基床兩大部分的沉降量進(jìn)行嚴(yán)格的控制，確保其處于最低沉降狀態(tài)；同時(shí)，出于對(duì)地基土內(nèi)部石塊密實(shí)性的考慮，應(yīng)采取相關(guān)措施以提升底層塊石的嵌入水平。爆破夯實(shí)和重錘夯實(shí)是目前機(jī)床夯實(shí)最常用的兩種方法，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定夯實(shí)方式，通過沉降觀測(cè)并結(jié)合相關(guān)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)控制夯實(shí)質(zhì)量。

5.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，我國(guó)在建設(shè)港口及其后續(xù)的發(fā)展中，使用重力式沉箱結(jié)構(gòu)碼頭的頻率甚高，但是，碼頭深水化、大型化越來越成為一種趨勢(shì)，所以在日后發(fā)展的過程中，碼頭基礎(chǔ)承載能力的提升是最為重要的部分。重力式沉箱結(jié)構(gòu)碼頭對(duì)于整個(gè)工程的可靠度和穩(wěn)定性都具有非常重要的作用，只有嚴(yán)格落實(shí)各工序的施工規(guī)范，并加強(qiáng)監(jiān)督和檢查，才能為后續(xù)的施工作業(yè)順利開展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。