港口混凝土工程中的試驗(yàn)檢測技術(shù)

林榮寶

(中交三航(廈門)工程有限公司，福建 廈門 361006)

1 工程概況

本項(xiàng)目莆田興化港區(qū)涵江作業(yè)區(qū)1號(hào)～3號(hào)泊位工程位于興化灣灣頂、江口鎮(zhèn)東側(cè)的灘涂海域，地理位置為東經(jīng)119°12′，北緯25°27′，地理位置見圖1。本工程新建涵江作業(yè)區(qū)1號(hào)、2號(hào)2個(gè)3萬t級(jí)通用泊位(碼頭水工結(jié)構(gòu)均按靠泊7萬t級(jí)散貨船設(shè)計(jì))和3號(hào)1個(gè)7萬噸級(jí)散貨泊位，以及相應(yīng)的配套設(shè)施，建設(shè)內(nèi)容主要包括碼頭主體、港池疏浚(含航標(biāo))、護(hù)岸工程、陸域形成及軟基處理工程。本工程總面積為32.965萬m2，陸域形成設(shè)計(jì)標(biāo)高為+8.73～6.55 m，交工標(biāo)高為8.93～9.75 m。為便于以后工程銜接，1號(hào)～3號(hào)泊位兩端各設(shè)延伸段，其中1號(hào)泊位延伸段52.89 m，3號(hào)泊位延伸段50.38 m。

圖1 地理位置圖

2 碼頭施工方法

2.1 基床拋石、夯實(shí)整平

基床拋石前應(yīng)測量檢查基槽尺寸有無變化，如有變化應(yīng)按設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行處理[1]。基槽底回淤沉積厚度>0.3 m時(shí)應(yīng)清除，基槽拋石應(yīng)根據(jù)夯實(shí)要求安排分層拋石。拋石完成后必須進(jìn)行斷面測量，以作隱蔽工程驗(yàn)收資料。

本工程基槽拋石采用爆夯法進(jìn)行夯實(shí)處理。爆夯法夯實(shí)施工技術(shù)要求：基槽拋石的分層厚度、藥包懸吊高度及重量、布藥方式、爆夯遍數(shù)、一次爆夯的總藥量等參數(shù)需經(jīng)設(shè)計(jì)和試驗(yàn)確定，爆夯施工時(shí)應(yīng)先進(jìn)行試爆以確定夯沉量標(biāo)準(zhǔn)，目前暫按夯沉量15%考慮，基床爆夯分層厚度不宜大于6 m。爆夯設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮爆夯對(duì)周邊建筑物和環(huán)境的影響，確保安全。為防止出現(xiàn)較大的不均勻沉降，施工單位要綜合考慮整個(gè)工程基床施工質(zhì)量控制，對(duì)后期沉降可能較大的地段應(yīng)增加爆夯次數(shù)。合理控制沉箱安裝后的拋填流程，加強(qiáng)位移和沉降觀測，防止發(fā)生嚴(yán)重的工程質(zhì)量事故。基床頂面應(yīng)從前向后預(yù)留1%的倒坡，預(yù)留基床沉降量皆定為100～150 mm，施工時(shí)應(yīng)按基床厚度進(jìn)行預(yù)留。拋石基床經(jīng)夯實(shí)處理后，應(yīng)按規(guī)范要求對(duì)基床進(jìn)行整平，基床整平建議采用三條控制鋼軌，整平質(zhì)量要求按水工相關(guān)規(guī)范執(zhí)行，符合要求后方可安裝沉箱。明基床外坡應(yīng)進(jìn)行理坡處理，每段基床整平后應(yīng)及時(shí)安裝沉箱。

2.2 沉箱預(yù)制及安放

施工單位可在項(xiàng)目周邊地區(qū)選擇合理位置建設(shè)沉箱預(yù)制、出運(yùn)場地[2]。沉箱安裝須采用3 500 t以上的半潛駁及200 t以上起重船配合安裝。沉箱在陸上預(yù)制，混凝土達(dá)到100%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后乘潮裝駁，運(yùn)至現(xiàn)場安裝。根據(jù)沉箱結(jié)構(gòu)計(jì)算要求，本工程沉箱在安裝全過程中其箱內(nèi)外的水位差嚴(yán)格控制在設(shè)計(jì)范圍以內(nèi)，以防水壓力過大造成沉箱結(jié)構(gòu)的破壞或開裂。安裝前應(yīng)檢查進(jìn)水閥門是否正常。沉箱內(nèi)回填海砂時(shí)，相鄰兩個(gè)倉格應(yīng)均勻拋填。

沉箱安裝應(yīng)整平一段、安裝一段，防止時(shí)間相隔過長以后回淤。安裝時(shí)應(yīng)避開臺(tái)風(fēng)等不利天氣。天氣劇變時(shí)應(yīng)增設(shè)安全措施。沉箱安裝前應(yīng)對(duì)基床進(jìn)行檢查，基床頂面不應(yīng)有回淤沉積物，沉箱安裝時(shí)浪高應(yīng)<0.5 m。沉箱安裝就位經(jīng)檢查高程、位置無誤后應(yīng)立即堵塞吊孔和進(jìn)水孔，及時(shí)向箱內(nèi)回填中粗砂，以保證沉箱穩(wěn)定。沉箱安裝完畢后在沉箱四角頂面布設(shè)沉降位移觀測點(diǎn)，測量初始值，以后按設(shè)計(jì)和規(guī)范規(guī)定時(shí)間進(jìn)行沉降位移觀測，并做記錄。

2.3 沉箱內(nèi)回填

本工程沉箱內(nèi)主要填料為海砂，前倉高程-2.0 m以上為10～50 kg塊石，頂部為二片石，拋砂量較大。箱內(nèi)回填砂應(yīng)在沉箱安裝后及時(shí)進(jìn)行，以確保沉箱結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和安全。拋填方法可采用水上皮帶砂船拋填。前倉塊石和上部二片石應(yīng)在箱內(nèi)填砂到位并驗(yàn)收合格后進(jìn)行，一般采用民船運(yùn)輸、機(jī)械拋填。同一沉箱的各艙回填應(yīng)同步進(jìn)行，回填面高差不超過1 m。

2.4 倒濾層施工

沉箱接頭空腔內(nèi)倒濾層、基床后坡倒濾層及土工布、胸墻及沉箱結(jié)構(gòu)縫處土工布及袋裝碎石倒濾設(shè)施均應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求施工，倒濾層所用材料粒徑應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求，以避免回填砂滲漏，施工過程監(jiān)理應(yīng)旁站檢驗(yàn)并拍照留底，以便抽查檢驗(yàn)。

2.5 沉箱后側(cè)回填

待沉箱內(nèi)回填中粗砂、沉箱間倒濾結(jié)構(gòu)施工完成后，且沉箱后墻外鋪設(shè)土工布及基床后坡倒濾層和土工布施工完成后，方可進(jìn)行沉箱后中粗砂和護(hù)岸塊石的回填[3]。回填順序?yàn)閺某料浜笸秱?cè)陸域推進(jìn)。沉箱后方回填中粗砂要求內(nèi)摩擦角不小于28°，含泥量不大于5%。拋填工藝可采用皮帶船等船機(jī)直接拋填，用移船控制均布拋填厚度，每層控制厚度為1.0～1.5 m，以減少堆砂荷載對(duì)沉箱結(jié)構(gòu)的影響。根據(jù)不同水位及堤頂標(biāo)高采用不同噸位的砂船拋填，以滿足施工吃水要求。沉箱后方回填砂至設(shè)計(jì)標(biāo)高后需進(jìn)行振沖密實(shí)處理。在回填過程中，應(yīng)對(duì)碼頭、護(hù)岸的回填高度、內(nèi)外水位、位移和沉降進(jìn)行觀測。如發(fā)生變形等危險(xiǎn)跡象時(shí)應(yīng)立即停止回填，并采取有效措施。

2.6 現(xiàn)澆混凝土胸墻施工

混凝土胸墻施工分段應(yīng)與沉箱接縫位置一致，施工單位可采用分層施工，但其分塊、分層數(shù)及位置應(yīng)按規(guī)范要求處理好接縫質(zhì)量問題。碼頭上部胸墻內(nèi)有預(yù)留孔、槽及各類預(yù)埋件，施工前施工單位應(yīng)逐一列出以防施工遺漏，如有矛盾以專業(yè)圖紙為準(zhǔn)，并及時(shí)通知相關(guān)設(shè)計(jì)人員。胸墻混凝土澆筑應(yīng)在沉箱后填料回填至設(shè)計(jì)標(biāo)高(+9.35 m)，且沉箱箱體沉降觀測穩(wěn)定后進(jìn)行。

2.7 基床前沿回填海砂

為保證碼頭結(jié)構(gòu)安全，基床前沿回填海砂應(yīng)與基床拋填施工同步進(jìn)行。回填海砂要求重度不小于18 kN/m3，竣工標(biāo)高應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。

2.8 后軌塊體和軌枕道渣施工

塊體二片石墊層及軌枕碎石道渣應(yīng)進(jìn)行碾壓，碾壓采用18 t壓路機(jī)滾壓8次，碎石道渣應(yīng)力應(yīng)>0.4 MPa，壓實(shí)度不小于93%，地基應(yīng)力應(yīng)達(dá)到0.3 MPa。后軌塊體和軌枕道渣基礎(chǔ)應(yīng)結(jié)合陸域回填施工，不得進(jìn)行二次開挖。

3 試驗(yàn)檢測

不同地勢(shì)情況下的混凝土材料選取是不一樣的，對(duì)港口碼頭工程來說，混凝土選取了鋼筋混凝土，為了確保該混凝土對(duì)港口地區(qū)的適用性和持久性，分別從主體結(jié)構(gòu)混凝土的抗壓能力、主體結(jié)構(gòu)混凝土的均勻程度、混凝土的鋼筋位置和保護(hù)層厚度、混凝土的縫隙和混凝土的路面層強(qiáng)度五個(gè)方面進(jìn)行試驗(yàn)檢測。

1)主體結(jié)構(gòu)混凝土抗壓能力。對(duì)主體結(jié)構(gòu)混凝土的抗壓能力測量主要選取回彈法方式，其測定數(shù)值會(huì)和《水運(yùn)工程混凝土試驗(yàn)規(guī)程》(JTS/T 236-2019)(以下簡稱《混規(guī)》)中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值進(jìn)行對(duì)比。由于港口碼頭的地勢(shì)問題，使得測量主體結(jié)構(gòu)的混凝土只能選取迎水面一側(cè)。主體結(jié)構(gòu)混凝土的測量一共分成6個(gè)段位，針對(duì)每個(gè)段位再分別選中2個(gè)區(qū)域，即一共對(duì)12個(gè)區(qū)域進(jìn)行測量。對(duì)測量值進(jìn)行計(jì)算之后，其混凝土抗壓能力如表1所示，表1顯示出主體結(jié)構(gòu)混凝土的抗壓能力符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

表1 混凝土抗壓能力表 單位： MPa

注：最大值：49.3，最小值：45.5，平均值：47.7。

2)主體結(jié)構(gòu)混凝土均勻程度檢測。同樣依據(jù)《混規(guī)》要求，采取超聲波的方式對(duì)主體結(jié)構(gòu)混凝土的均勻性進(jìn)行檢測，任意選取港口碼頭的10個(gè)部位，其中9個(gè)部分顯示出的超聲波波形正常，可見其主體結(jié)構(gòu)混凝土均勻性很高，已滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

3)混凝土的鋼筋位置和保護(hù)層厚度。對(duì)混凝土的鋼筋位置進(jìn)行抽查式檢測，測量結(jié)果符合《混規(guī)》中的標(biāo)準(zhǔn)要求；同時(shí)對(duì)混凝土的保護(hù)層厚度進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)存在32%的混凝土保護(hù)層厚度偏離設(shè)計(jì)值。

4)主體結(jié)構(gòu)混凝土縫隙檢測。經(jīng)過大量精確檢測，并未有異常。

5)混凝土道路面層強(qiáng)度檢測。專業(yè)人員采取取芯的方法對(duì)混凝土道路層面的強(qiáng)度進(jìn)行抽取檢測，發(fā)現(xiàn)抽取的混凝土厚度均符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求的30 cm標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)束語

綜上所述，本文主要以實(shí)際工程為背景，圍繞港口混凝土工程中的試驗(yàn)檢測技術(shù)展開了詳細(xì)的研究，可為今后的類似工程提供一些參考。

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