關(guān)于重力式碼頭的施工技術(shù)要點的研究

邱利祥 ，陳 舜

（1.廣西八桂工程監(jiān)理咨詢有限公司，廣西 南寧 530000；2.中國水產(chǎn)廣州建港工程公司，廣東 廣州 510220）

1 前言

在我國，重力式碼頭得到了廣泛的應(yīng)用，該形式的碼頭主要是利用其結(jié)構(gòu)填料及其填料重量來防止建筑物的傾覆與滑動，并且承受的地面荷載相對較大。目前的重力式碼頭也越來越向著深水化、大型化發(fā)展，并且能夠隨著碼頭裝卸工藝以及地面荷載的變化而變化?？偟膩碚f，重力式港口碼頭的建設(shè)是一項大型工程，涉及的內(nèi)容紛繁復(fù)雜，并且需要大量的物力、人力資源的支持，所以應(yīng)嚴格把好組織設(shè)計、施工技術(shù)等關(guān)卡，進而保證碼頭主體建設(shè)以及配套設(shè)施的質(zhì)量。

2 施工特點

重力式碼頭的施工特點主要體現(xiàn)在以下幾個方面：1.碼頭的體積以及構(gòu)件重量相對較大，其岸壁主要采用混凝土施工，具有耐久堅閉的特點，無需維修；2.該結(jié)構(gòu)形式的碼頭能夠適用于堅硬粘土、砂質(zhì)、巖石等地基，并且在砂石料資源較為豐富的地區(qū)其工程造價相對便宜；3.建設(shè)過程中涉及到大量的潛水作業(yè)以及吊放作業(yè)，需要配有大型陸上、水上起重等施工機械；4.要求高質(zhì)量的施工作業(yè)，其拋石基床必須要進行分層的整平與夯實；5.在一定程度上受到海洋氣候與水文條件的影響。[1]

3 施工技術(shù)要點

重力式港口碼頭主要由墻后回填、墻身、胸墻以及拋石基床等部分組成，它主要利用碼頭的地基強度及其本身的重量和建筑結(jié)構(gòu)上的填料重量來維持碼頭的穩(wěn)定，根據(jù)墻身結(jié)構(gòu)來分類可分為扶壁式、方塊砌筑式、沉箱式以及整體砌筑式。[2]

3.1 開挖基槽施工

在正式開始基槽的開挖前，首先應(yīng)該建好泵站，以便排出基槽內(nèi)的積水，泵站的位置應(yīng)選擇在所開挖基槽的邊緣處，最好在基槽上方的4.0m左右?；凼钦麄€工程結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，因此應(yīng)做好該項工程的質(zhì)量控制。另外，在對基槽進行設(shè)計時，應(yīng)對基槽的寬度及深度進行反復(fù)、嚴格的驗證與計算后才能確定。并且按照施工所在地的碼頭的施工精度以及水深的實際情況來選擇基槽開挖所用的船只。除此之外，按照1∶6 或1∶4的比例來確定基槽邊坡，但若施工所在地的海底土層其承載力相對較高，則應(yīng)改變邊坡比，盡量減少開挖。[3]

3.2 拋石基床施工

鋪設(shè)拋石基床的作用在于緩解非巖石地基受到的碼頭自重壓力，針對巖石地基的碼頭，其墊層的鋪設(shè)不宜小于1.0m，否則難以達到地基表面完全整平的目的。在完成基槽開挖之后才可進行基槽拋石施工，并且要求在完成基床拋石之前做好基槽沉積物、標(biāo)高及其尺寸的檢查，一旦發(fā)現(xiàn)基槽回淤量大于工程的設(shè)計標(biāo)準時，則應(yīng)立即對淤泥進行清理，以便繼續(xù)拋石施工。另外，若碼頭基床頂面的應(yīng)力比地基荷載更小時，其構(gòu)造不能低于0.6m，反之則不能小于1.2m。一般情況下，應(yīng)選用20～150kg的石塊作為基床塊石，若薄基床的厚度在1m以下，則應(yīng)選用重量較輕的石塊。而在使用爆夯法進行密實時，則可選用重量較大的塊石。并要求所用的石塊不能有嚴重的裂縫、不能成片狀以及被風(fēng)化。在實際施工中，應(yīng)控制夯實基床的飽水抗壓強度在55MPa以上，而不夯實基床的強度應(yīng)保持在35MPa以上。[4]

3.3 預(yù)制沉箱施工

在碼頭的構(gòu)件中，沉箱是其中的一種，其預(yù)制方法主要有吊放式、挖掘式、船塢式、滑道式（縱移式、橫結(jié)合縱移式）。其預(yù)制的具體工序為：鋼筋工程→模板工程→澆筑工程→養(yǎng)護工程。在實際施工過程中要求能夠一次性完成連續(xù)澆注，當(dāng)沉箱高度相對較大時可財務(wù)分層澆筑的方式。另外，在砼終凝之后實施灑水養(yǎng)護，直至砼強度達到一定標(biāo)準后才能拆模。因為沉箱的制作工藝十分復(fù)雜且其體積較大，所以施工單位可利用公開招標(biāo)的方式來選擇實力強、施工經(jīng)驗豐富、資質(zhì)深的企業(yè)來進行沉箱預(yù)制。值得注意的是，在沉箱過程時應(yīng)對沉箱的碎石、水泥、沙子以及鋼筋材料進行嚴格的控制，禁止使用不合格材料。

3.4 安裝預(yù)制沉箱施工

在重力式碼頭的施工過程中，預(yù)制沉箱的安裝是一項非常重要的部分，也是整個工程的重點和難點。在安裝過程中需要各個部門以及每位施工人員的密切配合，這十分考驗施工隊伍的智慧及耐心。所以，應(yīng)做好施工部門的協(xié)調(diào)工作，并進行嚴格的質(zhì)量管理。另外，在安放沉箱之前應(yīng)充分考慮到施工現(xiàn)場的風(fēng)速、浪高、水流以及潮位情況，盡量避免由于外部因素而引起施工量的增加。

3.5 回填后方棱體施工

若工期允許，則應(yīng)該在確認沉箱安裝得牢固及穩(wěn)定之后才能進行回填后方棱體施工。回填后方棱體能夠起到緩解碼頭壓力的作用，要盡量避免后方棱體之后的泥沙受到潮水的沖刷，另外還可以在后方棱體倒慮層上覆蓋一層土工布，進而起到強化質(zhì)量的作用。若后方棱體施工在陸地進行，還能有利于工程造價的節(jié)約以及施工進度的提高。

3.6 上部結(jié)構(gòu)與胸墻施工

該結(jié)構(gòu)形式的碼頭其上部結(jié)構(gòu)的主要組成部分有系船柱、胸墻、電纜溝以及軌道梁等。但是由于該部分結(jié)構(gòu)的施工工藝為混凝土現(xiàn)場澆筑，使得外露的鋼筋容易被海水所腐蝕。因此，在實際施工過程中應(yīng)完成鋼筋骨架的現(xiàn)場綁扎后才能進行澆筑，而混凝土的混合料中還應(yīng)添加一定的阻銹劑，按照沉箱的實際沉降量來確定胸墻的后傾量與沉降量，另外后傾及高度也應(yīng)預(yù)制沉降量。

4 施工過程中存在的問題及解決辦法

4.1 存在的問題

在重力式碼頭的實際施工建設(shè)過程中，隨著施工技術(shù)、施工設(shè)備以及施工工藝的改良，往往會產(chǎn)生一些不可預(yù)見的問題與狀況，這就要求施工單位能夠及時、有效、有針對性地對這些問題進行處理。

4.2 解決的辦法

4.2.1 針對基槽回淤的解決辦法

（1）應(yīng)該保證基槽開挖的實際深度和寬度都能達到施工及設(shè)計的要求與標(biāo)準，并結(jié)合施工地點的實際情況來選擇基槽開挖的船只。

（2）注重驗收施工工序的嚴格性。在實際驗收過程中應(yīng)聯(lián)合監(jiān)理單位、設(shè)計單位、施工單位以及建設(shè)單位來共同進行。驗收工作的重點在于基槽的寬度、深度、土質(zhì)、邊坡、平面位置等方面的情況。

（3）導(dǎo)致基槽回淤的主要原因在于：基槽附近的海域其浮淤泥尚未被徹底清除。一旦出現(xiàn)基槽回淤沉積物與施工規(guī)范及設(shè)計要求不相符時，應(yīng)立即進行沉積物的清理與清除。若基床頂部出現(xiàn)回淤沉積物，則會在一定程度上減少基床和墻身之間的摩擦力，其造成的后果十分嚴重。在實際施工過程中，應(yīng)該首先把上層基槽中的浮淤泥土進行徹底的清理，完成之后再實施開挖基槽作業(yè)，進而防止基槽回淤狀況的出現(xiàn)。

4.2.2 針對沉降變形以及主體位移的解決辦法

導(dǎo)致重力式碼頭填筑材料及其結(jié)構(gòu)主體出現(xiàn)沉降變形以及位移與夯實的密實度、基床厚度是否均勻、基槽土質(zhì)之間有著密切的關(guān)系；在實際建設(shè)過程中，若碼頭后體的回填以及吹填施工的速度過快，則會引起碼頭墻身出現(xiàn)傾偏和位移；另外，倒濾層中的級配不合理也會導(dǎo)致碼頭區(qū)域的變形及位移；當(dāng)發(fā)生沉降變形以及主體位移時，其前沿軌道也會隨之沉降與移位，進而產(chǎn)生積水現(xiàn)象。所以，在施工期間首先應(yīng)在地面覆蓋上一層塊料面層，直至碼頭填筑材料及其結(jié)構(gòu)主體沉降變形以及位移逐漸穩(wěn)定之后，再對鋪砌面層進行拆除，并實施地面的混凝土現(xiàn)澆。[5]

4.2.3 針對沉降變形以及軌道位移的解決辦法

施工期所出現(xiàn)的位移與沉降，算得上是一種通病，其持續(xù)的時間相對較長，而且目前仍不能杜絕該現(xiàn)象的發(fā)生。隨著重力式碼頭在我國港口的廣泛應(yīng)用，為了使施工能夠順利、正常的進行，需要我們做好碼頭沉降位移的分析與檢測，并在實際施工中預(yù)留主體位移空間。另外，還應(yīng)對軌道的位移與沉降變化趨勢進行合理的分析，在保證設(shè)備安全運行以及正常安裝的基礎(chǔ)上，增加后軌沉降的預(yù)留量。

4.2.4 針對漏砂的解決辦法

盡管重力式碼頭傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中棱體拋石反濾層的設(shè)計與施工已趨于成熟，然而其具有施工工藝復(fù)雜、施工程序較多、工程造價高等的特點，因此已不符合現(xiàn)代重力式碼頭建設(shè)“省、快、好”的原則。雖然在大部分工程中人們利用混凝土板來替代傳統(tǒng)的棱體拋石，但是因為混凝土的面積大、質(zhì)量大，所以施工難度較高，再加上其材料剛度相對較大，極易導(dǎo)致空心方塊位移，進而引起漏砂。針對這一問題，可將擋砂板的材料換成玻璃鋼板來解決，玻璃鋼板具有柔性大、厚度小的特點，對于漏砂的防治有著十分有效的作用。

總而言之，為了提高重力式碼頭的施工效率及施工質(zhì)量，應(yīng)充分了解該工程的施工技術(shù)要點，尤其要做好施工技術(shù)的細節(jié)，盡量防止工程通病的發(fā)生。

[1]張勇于，周衛(wèi)軍.重力式碼頭施工技術(shù)要點研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2009，(36).

[2]韓傳強.重力式碼頭的施工技術(shù)要點分析[J].中華民居，2012，(03).

[3]陸文萍.重力式碼頭施工中的常見問題及預(yù)防措施[J].中國水運(下半月 )，2009，(06).

[4]鄒德坤，柏彬.淺析重力式碼頭施工的問題和質(zhì)量控制[J].經(jīng)營管理者，2011，(13).

[5]張悅，李永生.碼頭施工中應(yīng)該注意的幾個細節(jié)問題及其對策[J].中國水運(下半月)，2012，(04).