重力式碼頭方塊安裝質(zhì)量缺陷的防治分析

李 坤 楊建宏

(1.中交二航局第一工程有限公司，湖北武漢 430012; 2.浙江省大成建設(shè)集團有限公司，浙江杭州 310012)

0 引言

重力式碼頭方塊采用自下而上的常規(guī)安裝方式，由于惡劣的自然條件，施工機械性能缺陷，以及潛水員經(jīng)驗欠缺等因素的影響，使預(yù)制構(gòu)件安裝后常常出現(xiàn)貫穿裂縫、缺角，錯牙偏大，變形縫寬窄不齊，結(jié)構(gòu)尺寸偏差過大等質(zhì)量缺陷。降低了結(jié)構(gòu)的安全性、穩(wěn)定性以及觀感質(zhì)量，影響了工程的功能使用和美學(xué)要求。此外，治理質(zhì)量缺陷不僅需要增加相應(yīng)費用，而且延誤工期，對后序施工造成影響。

本文從具體的工程實例出發(fā)，闡釋了本人對方塊安裝質(zhì)量缺陷的特征、成因、危害以及防治成果的總結(jié)，為以后類似工程實踐提供參考。

1 工程概況

沙特Ras Al Khair港5號，6號泊位項目位于沙特東側(cè)海岸線的Ras Al Khair半島，5號，6號泊位均為重力式碼頭，由常規(guī)段和異型段組成。其中常規(guī)段每段長28 m，35個結(jié)構(gòu)段，每段9層方塊;異型段長20 m～27.5 m不等，3個結(jié)構(gòu)段，分別為5層，7層，9層方塊(見圖1)。單個方塊寬度為 1.60 m ～2.14 m，長度為7.7 m ～13.1m，高度為1.5m 和2.1m，重量為 61 t～102 t(見圖2)。

圖1 重力式碼頭斷面圖

圖2 重力式碼頭方塊立面圖

2 方塊安裝質(zhì)量缺陷特征及工程危害

重力式碼頭方塊為鋼筋混凝土預(yù)制構(gòu)件，自下而上砌筑而成，接縫較多且構(gòu)件尺寸較大，水下安裝過程中常遇基底軟土層分布不均，并伴隨有沙塵暴、高溫、晝夜溫差大等惡劣環(huán)境氣候影響，施工難點多，處理不當容易導(dǎo)致質(zhì)量缺陷，工程危害性大。

2.1 質(zhì)量缺陷特征

重力式碼頭方塊的安裝缺陷主要表現(xiàn)如下:1)相鄰方塊頂面高差偏大，錯牙過大;2)變形縫寬窄不齊，存在不連續(xù)不垂直現(xiàn)象;3)預(yù)留孔洞位置偏差過大;4)軸線位置偏差大［1］。

2.2 工程危害

由于相鄰預(yù)制構(gòu)件高差不一，錯牙過大，局部采用墊塊整平等方式處理后，施加荷載后會產(chǎn)生應(yīng)力集中，增加附加彎矩，容易導(dǎo)致方塊出現(xiàn)裂縫、邊角破損等現(xiàn)象，降低了結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性、耐久性。同時，質(zhì)量缺陷的治理，需要投入相關(guān)的人力、物力等資源，增加了項目成本的開支，而且治理過程延誤后序施工工作，對項目進度計劃的執(zhí)行效果產(chǎn)生影響。此外，結(jié)構(gòu)物外觀尺寸的較大偏差，影響了工程的觀感質(zhì)量，不符合美學(xué)要求。

3 方塊安裝質(zhì)量缺陷成因分析

由于重力式碼頭方塊構(gòu)件安裝的施工工藝特點，以及在作業(yè)人員、機械設(shè)備、施工材料、環(huán)境條件和管理等因素的共同作用下，方塊安裝質(zhì)量問題的主要成因可歸納為預(yù)制構(gòu)件質(zhì)量、基槽處理、作業(yè)人員綜合素質(zhì)和專業(yè)技術(shù)能力等方面。

3.1 預(yù)制構(gòu)件質(zhì)量缺陷

方塊采用鋼筋混凝土預(yù)制構(gòu)件，由于模板尺寸偏差，骨料含泥量、堿活性等指標過大，混凝土用水泥不符合要求，未摻入外加劑或摻量不符合要求等，以及構(gòu)件制作過程中混凝土入模溫度或里表溫差過高，振搗方式或振搗設(shè)備性能缺陷，混凝土構(gòu)件養(yǎng)護不當，脫模過早等原因，都會形成預(yù)制鋼筋混凝土構(gòu)件尺寸偏差、表面氣泡、裂縫等質(zhì)量缺陷。運至施工現(xiàn)場的成型方塊構(gòu)件，如果缺乏相關(guān)保護措施，也會形成預(yù)制構(gòu)件質(zhì)量缺陷。這些缺陷會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的受力情況以及外觀尺寸發(fā)生變化。

3.2 基槽處理

基槽處理是方塊構(gòu)件安裝工序的施工要點，當基槽底部軟土處理不當，基槽夯實度以及表面平整度不滿足要求時，方塊結(jié)構(gòu)沉降不均，相鄰方塊之間便會存在高差。隨著高差量的持續(xù)增加，會造成上層方塊面傾斜，上下層方塊構(gòu)件局部接觸，結(jié)構(gòu)受力后形成應(yīng)力集中，增加附加彎矩荷載。如果上部加載過大時，還會造成方塊構(gòu)件裂縫或破損，降低了結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性。

3.3 方塊構(gòu)件外表面積渣

上層方塊安裝前，應(yīng)將下層方塊表面淤泥、小碎石等渣物清理干凈。特別是拋石施工過后，浮泥雜質(zhì)厚，如不及時清理方塊表面直接安裝，容易致使上下層方塊面產(chǎn)生水平縫隙或傾斜懸空，改變結(jié)構(gòu)的受力情況，甚至造成上部墻體構(gòu)件和胸墻開裂，影響結(jié)構(gòu)的耐久性。

3.4 測量定位偏差

方塊水下安裝定位常采用水下基準線法、前沿線參照物控制法、水上基準線法、測量架(桿)定位法、延伸線定位法等。這些方法“受船機設(shè)備、自然條件及測量定位工藝影響”［2］，測量數(shù)據(jù)常會出現(xiàn)一定偏差，安裝定位的準確度難以得到有效控制。安裝定位的較大偏差，也是導(dǎo)致質(zhì)量缺陷的重要因素之一。

3.5 作業(yè)人員的綜合素質(zhì)和專業(yè)技術(shù)能力缺陷

少數(shù)作業(yè)人員缺乏相關(guān)專業(yè)技術(shù)知識，業(yè)務(wù)能力較弱，且對于項目部下達的指令產(chǎn)生誤解或工作時帶有負面情緒，不認真完成作業(yè)任務(wù)，使方塊安裝的質(zhì)量難以保證。此外，潛水員主要憑借個人經(jīng)驗進行水下作業(yè)，再加上外界惡劣的天氣情況，往往容易出現(xiàn)安裝精確度低，安裝質(zhì)量失控的局面。

4 方塊安裝質(zhì)量缺陷防治

方塊安裝質(zhì)量采用主動控制結(jié)合被動控制的方式，預(yù)先分析項目目標偏離的可能性，擬訂和采取預(yù)防措施，以促使目標得以實現(xiàn)。同時，管理人員對目標的實施進行跟蹤，發(fā)現(xiàn)問題時，找出偏差，尋求和確定治理方案，落實、檢查糾偏措施實施情況，使得計劃目標一旦出現(xiàn)偏離就能得以糾正。

4.1 主動控制

根據(jù)控制或糾正措施的信息來源不同，控制可分為前饋控制和反饋控制。主動控制則是一種前饋控制，實施方塊安裝質(zhì)量的主動控制，可以采取以下措施:

1)詳細調(diào)查外部施工環(huán)境條件，研究分析保證方塊安裝質(zhì)量的各種有利和不利影響因素，為確定針對性措施方案提供依據(jù)。2)識別風險，全面、系統(tǒng)的識別可能導(dǎo)致方塊安裝質(zhì)量的缺陷或事故，加以歸類后，對質(zhì)量缺陷、事故發(fā)生的可能性或損失后果進行分析與評估，為質(zhì)量計劃方案的擬定提供依據(jù)。3)制定科學(xué)、完善、可行的質(zhì)量計劃方案，明確并實施方塊安裝質(zhì)量的預(yù)控措施，消除各種干擾因素對計劃產(chǎn)生的影響，降低或避免風險事件的發(fā)生，保障項目的實現(xiàn)能有足夠的時間、空間、人力、物力和財力余量，從而使項目質(zhì)量控制處于主動地位。4)建立有效的信息流通渠道，加強各職能部門信息的收集、整理、分析和研究工作，為預(yù)測項目的未來發(fā)展狀況，提供全面、及時、高效的信息支持。

4.2 被動控制

被動控制是一種反饋控制，是項目質(zhì)量控制的重要手段，也是經(jīng)常采用的控制方式。實施方塊安裝質(zhì)量的被動控制，應(yīng)注意以下要點:

1)嚴把進場材料質(zhì)量關(guān)。采用現(xiàn)代化管理方法和手段，測試、檢查預(yù)制構(gòu)件的外觀質(zhì)量和物理力學(xué)或化學(xué)性能等指標參數(shù)，滿足規(guī)范和設(shè)計要求后，才可進行施工。

2)嚴抓基槽處理過程。項目部職能部門應(yīng)跟蹤、檢查基槽底淤泥等軟土的處理情況，防止基槽回淤。嚴禁漏夯，保證基床拋石及夯實度滿足要求，避免出現(xiàn)基床拋石厚度過大和夯實不均勻的情況。

3)測量作業(yè)盡可能的選在無風或風小的時間進行，減小惡劣天氣、海況等自然環(huán)境條件對測量數(shù)據(jù)的不利影響。固定并避免碰撞測量架(桿)，增加測點數(shù)和測量遍數(shù)，平均分攤測量偏差，減少累計誤差。

4)預(yù)制方塊時，在規(guī)范允許的尺寸偏差額度內(nèi)，應(yīng)適當減小方塊寬度及馬鞍尺寸。適當減小方塊寬度有利于結(jié)構(gòu)段長度的控制，而減小馬鞍尺寸有利于降低錯牙等情況對上層方塊安裝的影響。

5)方塊安裝過程中，嚴格控制方塊頂面平整度，對頂面有局部突起的方塊需進行打磨處理。馬鞍處收面應(yīng)平直、不能起拱，馬鞍根部與頂面銜接處應(yīng)平直無突變，對偏位部分進行鑿除、修復(fù)。方塊側(cè)面平順無突起，底面平整且表面無碎石、浮泥等雜質(zhì)。

6)做好施工前的技術(shù)交底工作，提高作業(yè)人員的風險防范意識和能力。貫徹落實項目質(zhì)量管理制度，明確作業(yè)任務(wù)和崗位職責，同時加強作業(yè)人員間的交流與協(xié)作，提升作業(yè)人員的綜合素質(zhì)和專業(yè)技術(shù)能力。

5 結(jié)語

通過方塊安裝質(zhì)量的主動與被動控制手段的運用，本工程方塊傾斜度、前沿錯牙量、節(jié)段長度等指標參數(shù)都滿足規(guī)范和設(shè)計要求，且安裝效率相比一期工程有大幅提高(見表1)。

表1 一、二期方塊安裝進度對比表

加強信息化施工，建立有效的信息反饋機制，研究和分析質(zhì)量目標偏差情況，以便及時采取措施予以糾正，保證工程項目實體、使用功能價值和美學(xué)要求得以較好實現(xiàn)。

［1］王云國，楊衛(wèi)東.重力式方塊碼頭構(gòu)件安裝偏差過大缺陷防治［J］.水運工程，2007(6):27-29.

［2］練學(xué)標，孟相國.重力式碼頭方塊安裝定位技術(shù)［J］.水運工程，2009(10):165-168.

［3］昌紅霞，柳 光.重力式碼頭胸墻裂縫質(zhì)量通病的防治［J］.水運工程，2007(6):33-40.

［4］JTJ 203-2001，水運工程測量規(guī)范［S］.

［5］JTJ 221-98，港口工程質(zhì)量檢驗評定標準［S］.

［6］JTS 257-2008，水運工程質(zhì)量檢驗標準［S］.

［7］JTJ 268-96，水運工程混凝土施工規(guī)范［S］.

［8］JTS 167-2-2009，重力式碼頭設(shè)計與施工規(guī)范［S］.